基于改進(jìn)教與學(xué)優(yōu)化的三維無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題研究.pdf

1、無線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)以其在目標(biāo)場景下獲取監(jiān)測信息的豐富性和完善性等優(yōu)勢，現(xiàn)已在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。其中，網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制機(jī)制作為其基礎(chǔ)感知保障，直接影響著傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。然而由于初始部署的隨機(jī)性導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中存在大量的感知盲區(qū)和感知重疊區(qū)域，使得網(wǎng)絡(luò)覆蓋率過低無法全面獲取目標(biāo)信息。目前，已有學(xué)者將群智能優(yōu)化算法引入網(wǎng)絡(luò)覆蓋增強(qiáng)過程，以提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋率。但是由于現(xiàn)有群智能優(yōu)化算法本身易陷入局部最優(yōu)，所以網(wǎng)絡(luò)覆蓋率還有較大提升空間。為提升網(wǎng)絡(luò)

2、覆蓋率，本文將算法穩(wěn)定性較好、收斂性較強(qiáng)的教與學(xué)優(yōu)化算法引入覆蓋增強(qiáng)過程，但是教與學(xué)優(yōu)化算法與其他優(yōu)化算法一樣，也存在易陷入局部最優(yōu)的問題。為此本文先對教與學(xué)優(yōu)化算法進(jìn)行改進(jìn)，而后將改進(jìn)的教與學(xué)優(yōu)化算法應(yīng)用于覆蓋增強(qiáng)過程，再針對覆蓋增強(qiáng)完成后網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)存在的冗余問題，提出冗余節(jié)點(diǎn)休眠策略，從而在保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋率的同時(shí)降低網(wǎng)絡(luò)中冗余節(jié)點(diǎn)數(shù)目。具體研究內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面。
　　首先，針對教與學(xué)優(yōu)化算法易陷入局部最優(yōu)的缺點(diǎn)，提出一種基于

3、混合策略的自適應(yīng)教與學(xué)優(yōu)化算法（MSTLBO）。算法提出了自適應(yīng)綜合交叉學(xué)習(xí)策略和自適應(yīng)擾動(dòng)策略，較大程度的加大了對搜索空間的探索力度，降低了種群陷入局部最優(yōu)的可能?；跇?biāo)準(zhǔn)測試函數(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文算法具有較強(qiáng)的全局搜索能力，在收斂精度和收斂速度上有較大提高。
　　其次，針對現(xiàn)有算法無法有效對傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行覆蓋增強(qiáng)以及覆蓋增強(qiáng)結(jié)束后網(wǎng)絡(luò)中存在大量冗余監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的問題，本文將改進(jìn)的MSTLBO算法應(yīng)用于覆蓋增強(qiáng)過程，并在覆蓋增