移動傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋空洞的特性與消除策略研究.pdf

1、近幾年來，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事，環(huán)境保護，醫(yī)療，家居等許多領(lǐng)域得到廣闊的應(yīng)用，受到越來越多的重視。在實際應(yīng)用中，無線傳感器節(jié)點通常采用隨機部署，時常會有因節(jié)點分布不均勻、能量耗盡或環(huán)境破壞引起的節(jié)點失效等，最后導(dǎo)致覆蓋漏洞。同時，節(jié)點耗能不均也導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)后期容易出現(xiàn)部分節(jié)點能量耗盡，引起能量空洞。覆蓋漏洞和能量空洞不僅降低了節(jié)點能量的利用率，而且影響了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。
　　本文以無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋漏洞和能量空洞為研究對象，基于改進的

2、網(wǎng)格算法找出覆蓋漏洞的位置、確定漏洞大小，然后通過混合粒子群算法采用節(jié)點移動策略來解決覆蓋性能問題，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量。同時又提出了一種基于車輛路徑算法的節(jié)點修復(fù)、替換回收策略來解決覆蓋質(zhì)量和能量空洞問題，提高網(wǎng)絡(luò)生存時延和網(wǎng)絡(luò)性能，提升網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。
　　本文的主要工作和成果如下:
　　1.本文改進了現(xiàn)有的基于網(wǎng)格的空洞發(fā)現(xiàn)算法，該算法不僅具有較高的檢測效率，還能具有比較低的時間復(fù)雜度，在找出漏洞的同時能計算出空洞的位置和面

3、積，同時確定重點空洞的大小和臨界空洞的位置。
　　2.針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)空洞的特點，為了提高網(wǎng)絡(luò)的性能，文中提出了一種基于概率感知模型的空洞修復(fù)算法(Probabilistic sensing model based coverage Hole RepairAlgorithm，簡稱PHRA)來解決事件檢測漏洞。該算法中詳細分析了基于概率感知模型的節(jié)點覆蓋模型，從而確定事件檢測空洞的具體位置，然后基于改進的粒子群算法利用移動節(jié)點來覆

4、蓋空洞。在粒子群的狀態(tài)更新過程中，該算法融合了移動距離、能量消耗以及能量均衡等因素，在保障網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的基礎(chǔ)上，提高了網(wǎng)絡(luò)中的事件檢測率。仿真結(jié)果表明，該算法能夠在移動過程中提高移動節(jié)點的效率，有效解決網(wǎng)絡(luò)中的空洞問題和事件檢測漏洞問題，同時通過調(diào)整可以平衡移動后節(jié)點能量均衡問題。
　　3.文中對已有的節(jié)點回收算法進行描述和分析，而后提出了一種基于車輛路徑算法的節(jié)點增補回收替換算法，該算法不僅可以解決空洞問題而且可以回收利用冗余節(jié)點