無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中柵欄覆蓋問題研究.pdf

1、近年來，隨著無線通信技術(shù)，微技術(shù)的日益成熟，無線多跳傳感器網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Networks, WSNs）的柵欄式覆蓋方法已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到軍事、國防、工業(yè)等各個鄰域。柵欄式覆蓋主要用于邊境的入侵監(jiān)測。如何高效地構(gòu)建柵欄覆蓋與提高柵欄覆蓋的網(wǎng)絡(luò)生命期是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中兩大重要研究主題。
　　在WSNs中確定監(jiān)測任務(wù)后，選擇盡可能少的傳感節(jié)點，構(gòu)建更多的完成監(jiān)測任務(wù)的集合，能大大提高網(wǎng)絡(luò)的性能，降低網(wǎng)絡(luò)的能耗，而且

2、能降低傳感節(jié)點之間的通信開銷，減少相鄰的傳感節(jié)點時間的監(jiān)測數(shù)據(jù)冗余度。本文的目標是改進傳統(tǒng)的構(gòu)建柵欄覆蓋算法，提出高效的策略來延長柵欄覆蓋的網(wǎng)絡(luò)生命期。
　　本文的第3章開始闡述自己的工作，完成的工作如下：
　　首先，針對1-柵欄覆蓋的監(jiān)測任務(wù)下，傳統(tǒng)的構(gòu)建柵欄覆蓋算法計算得到的柵欄存在邊交叉的缺陷大大降低了網(wǎng)絡(luò)性能的不足，本文提出了改進算法：構(gòu)建非交叉強柵欄覆蓋算法(CPBC),構(gòu)建非交叉弱柵欄覆蓋算法（CWBC）。CPB

3、C是一種基于分治法的選擇傳感節(jié)點策略而CWBC是一種基于自上而下地選擇傳感節(jié)點策略。本文還提出了一種新型的概念——不完美柵欄覆蓋，并且提出了一個利用冗余傳感節(jié)點在相鄰?fù)昝罇艡谥g構(gòu)建不完美柵欄覆蓋算法（CIBC）來延長網(wǎng)絡(luò)生命期。
　　其次，針對在k-柵欄覆蓋的監(jiān)測任務(wù)下，現(xiàn)有研究工作主要考慮了k-柵欄覆蓋的監(jiān)測問題，而對于節(jié)點的傳輸問題是假設(shè)在一跳環(huán)境下進行傳輸?shù)?，但是?jié)點的通信半徑有限，一跳傳輸環(huán)境具有局限性。本文綜合考慮了k

4、-柵欄覆蓋的監(jiān)測和傳輸，在多跳傳輸環(huán)境下，相鄰柵欄之間可能存在干擾，降低柵欄覆蓋的網(wǎng)絡(luò)生命期，因此基于協(xié)議干擾模型設(shè)計了抗干擾k-柵欄覆蓋算法。本文首先闡述了相鄰柵欄之間是如何產(chǎn)生干擾，然后設(shè)計了一個高效的分布式算法構(gòu)建通信干擾拓撲圖，并且基于極大獨立集的選擇策略計算得到抗干擾的k-柵欄覆蓋。
　　最后，本文使用JAVA語言設(shè)計一個網(wǎng)絡(luò)模擬器并實現(xiàn)本文提出的算法。仿真實驗表明：1-柵欄覆蓋的監(jiān)測任務(wù)下，CPBC比傳統(tǒng)的構(gòu)建強柵欄覆