粒子群啟發(fā)的水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置.pdf

1、水下傳感器網(wǎng)絡(luò)(Underwater Sensor Networks, UWSNs)可廣泛應(yīng)用于海洋資源勘測、污染監(jiān)測及輔助導(dǎo)航等領(lǐng)域，已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方向研究熱點(diǎn)。
　　 近年來，UWSNs研究已涉及節(jié)點(diǎn)布置和組網(wǎng)、定位跟蹤、路由協(xié)議等方面，其中水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置不僅決定了網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測質(zhì)量，而且也是組網(wǎng)、路由協(xié)議和其它應(yīng)用的基礎(chǔ)，因此研究該問題具有非常重要的意義。
　　 由于在開放式水下環(huán)境中監(jiān)測目標(biāo)具有高動態(tài)和不確

2、定的特點(diǎn)，因此節(jié)點(diǎn)需要根據(jù)環(huán)境和目標(biāo)的動態(tài)變化自主調(diào)整部署位置，以達(dá)到最優(yōu)的監(jiān)測質(zhì)量。這也是本文的研究重點(diǎn)。
　　 論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處如下：
　　 （ 1）根據(jù)水下傳感器網(wǎng)絡(luò)特性，研究了水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置問題，建立了水下三維空間中事件驅(qū)動的節(jié)點(diǎn)布置問題模型，給出了節(jié)點(diǎn)布置性能評價(jià)指標(biāo)體系，定義了事件集覆蓋效率，它既能反映覆蓋事件的節(jié)點(diǎn)總數(shù)，又可以描述節(jié)點(diǎn)分布密度與事件分布密度的匹配程度，從而可以對本文提出的算法

3、以及相關(guān)理論方法進(jìn)行綜合分析和比較。從理論上證明了該指標(biāo)的合理性與有效性。
　　 （ 2）針對水下靜態(tài)環(huán)境(事件固定)中傳感器節(jié)點(diǎn)布置問題，提出了基于改進(jìn)型粒子群PSO的水下傳感器節(jié)點(diǎn)布置算法。該算法可以在多維解空間中搜索最優(yōu)解或近似最優(yōu)解，從而求解出優(yōu)化的節(jié)點(diǎn)布置方案。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法性能明顯優(yōu)于貪婪算法，所求解具有很高的覆蓋效率，適用于水下靜態(tài)環(huán)境中傳感器節(jié)點(diǎn)的布置。
　　 （ 3）針對水下動態(tài)環(huán)境，且考慮到算