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《中南大学》 2010年
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无线传感器网络中连通性覆盖问题的研究

班庆奇  
【摘要】: 覆盖和连通是无线传感器网络正常工作的两个基本前提。覆盖问题解决的是如何保证网络中所有工作节点形成的覆盖范围能够满足应用要求;连通问题指的是如何保证网络中的工作节点能够相互通信。连通性覆盖问题是两者的综合,它兼顾网络的覆盖能力和连通性,解决的是网络覆盖范围能够满足应用要求,同时,网络能够连通的问题。本文较为深入地研究了无线传感器网络的连通性覆盖问题,主要工作如下: (1)分析了随机部署方式下无线传感器网络的特性,认为传感器节点在监测区域中的分布是一个泊松点过程,与连续渗流理论中泊松布尔模型的随机几何结构特征相吻合,通过构造覆盖渗流模型来分析无线传感器网络完全覆盖整个监测区域的概率与部署节点密度之间的关系,在此基础之上构建无线传感器网络的连通性覆盖渗流模型来分析无线传感器网络连通性覆盖概率与部署节点密度之间的关系。为无线传感器网络的随机部署提供了依据。 (2)针对随机部署无线传感器网络的特性,分析了在已知节点通信范围和感知范围的情况下,满足网络连通性覆盖要求所需的节点密度。根据分析结果,提出了一种位置无关的节点自调度连通性覆盖算法(LISCCA)。LISCCA算法按轮次运行,每轮算法重新选择工作节点,每个节点按照某一概率成为工作节点,概率的大小由邻居节点数量和传感器节点自身及其邻居节点的当前剩余能量决定,并根据网络状态动态调整。通过节点调度,LISCCA算法不但有效地控制了工作节点数量,而且均衡了网络能量消耗,达到了高效地使用网络能量的目的,从而延长了网络寿命。仿真实验验证了LISCCA算法的有效性。
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