k重覆盖设置算法的覆盖强度研究

k重覆盖设置算法通过调度网络覆盖集轮流工作来延长无线传感器网络的生命期。本文提出一种基于概率模型的k重覆盖设置算法,在满足覆盖强度量化要求的条件下,实现网络生命期的最大化。算法以连通性为约束条件,以覆盖强度和生命期为目标,利用网格法进行覆盖强度的建模判断,基于遗传算法实现了k个满足覆盖强度要求的覆盖集求解,算法在不同的覆盖强度指标下求解了k值,通过实验结果分析了网络参数对网络生命期以及覆盖强度的影响。实验结果表明生命期和覆盖强度相互制约,算法为网络的生命期和覆盖强度的均衡实现提供了理论数值的参考依据。     

多感知范围无线传感器网络中一种分布式目标覆盖算法

基于多感知范围无线传感器网络中节点与目标的覆盖关系,设计了一种目标生命期评估机制。鉴于网络生命期由具有最小生命期的目标决定,在分析节点感知半径变更影响的基础上,提出了两种提高最小目标生命期的策略,建立了一个动态目标覆盖博弈模型,并证明了该博弈存在纯策略的纳什均衡。本文设计了一种分布式目标覆盖算法,算法中节点根据邻居节点的能量分布和目标覆盖情况,选用最优感知半径,以确保目标完全覆盖并延长最小目标生命期。仿真结果表明,在不同的网络中所提算法均能有效地延长网络生命期。     

无线传感器网络中能量均衡和覆盖半径自适应调整的分布式目标覆盖算法

为了最大化目标覆盖的生命期,提出一种能量均衡和覆盖半径自适应调整的分布式目标覆盖算法.首先提出本地h 跳的目标覆盖问题的定义,分析目标覆盖的能量模型,发现最小生命期的目标是目标覆盖生命期的瓶颈,引入关键目标的概念;设计了基于覆盖收益和能耗代价的能量效用函数,在能量均衡原则和能效优先原则的基础上设置节点等待时间,并建立了节点的覆盖半径和等待时间自适应调整的机制.实验表明该算法网络生命期延长25%左右.算法复杂度低,效率高,可扩展性好.     

一种无线传感器网络目标的分布式最优覆盖算法

为了最大化目标覆盖的生命期,针对无线传感器网络的分布式自组织的特点,提出一种简单高效的分布式最优覆盖算法,引入关键目标的概念,设计基于目标覆盖能量的能量效用函数,在关键目标优先和能效优先的原则的基础上设置节点等待时间,建立节点等待时间自适应调整的机制.实验表明该算法网络生命期延长20%左右.算法复杂度低,效率高,可扩展性好.     

WSN中基于能量均衡的优化覆盖算法

针对无线传感器网络中覆盖保持的节点调度算法存在的利用率低、能量不均衡问题,提出一种改进的算法,将网络节点划分为若干个相异的节点集合,根据集合平均能量设置一个权值,通过权值大小选取合适的节点集合进行工作,从而均衡节点能量、延长网络的生命期。通过模拟仿真实验证明了算法的有效性。     

无线传感器网络k重覆盖优化策略

为了实现无线传感器网络k重覆盖范围的最大化,提出了一种基于粒子群算法的无线传感器k重覆盖优化策略,提高了k重覆盖率,进而提高节点的利用率,延长无线传感器网络的寿命。同时,在保证网络覆盖精度的前提下,选择最合适的参数,这样既保证了最优的覆盖结果又最大限度地节约了计算量,延长了网络的寿命。通过仿真实验分析了粒子群算法的相关参数对覆盖性能指标的影响。实验结果表明,基于粒子群算法的k重覆盖策略有效地优化了网络的k重覆盖性能。     

无线传感器网络分簇拓扑的覆盖区域节点调度优化算法研究

利用区域分割的方法建立了一种覆盖区域冗余节点的优化调度机制,实现对完全覆盖区域内冗余节点的休眠调度,并将该机制引入无线传感器网络的分簇结构中,提出一种基于分簇拓扑的节点调度优化算法。算法通过控制簇内冗余节点进行休眠,减少簇首的数据通信量和簇成员中工作的冗余节点个数,降低了网络能耗。仿真结果表明,与未考虑冗余节点休眠调度的分簇算法相比,该算法有效提高了网络能量利用率,延长了网络生命期。     

有向传感器网络中基于概率感知模型的最小连通k覆盖集算法

无线传感器网络的基本问题之一是,网络节点如何利用有限的能量对人们所关注的物理世界进行满意的监测,这可抽象为最小连通k覆盖集问题。传统的最小连通k覆盖集问题是基于确定型全向感知模型的,该模型过于理想化,不能适用于复杂的应用环境,也不能应用于有向传感器网络中。针对上述局限,本文提出了有向传感器网络中基于概率感感知模型的最小连通k覆盖集问题（MCKS）,并指出这是NP难问题;设计了基于0-1整数规划和最小生成树的集中式近 BDA）,分别证明两种算法最终得到的是MCKS问题的可行解,并分析了算法的时间复杂度、性能比和通信复杂度。通过仿真实验并与ILP算法和BGA算法进行比较的结果表明： 在基于概率感知模型的条件下,IPA和CBDA能够有效实现有向传感器网络中的连通k覆盖,并且激活节点数目较少,网络寿命延长。     

无线视频传感节点夹角完全覆盖优化模型

针对无线传感网络中视频传感节点的部署问题,形式化定义了一个（k,ω）-夹角完全覆盖问题,为用最少的传感节点去（k,ω）-夹角完全覆盖所有的目标,提出了一个两阶段混合整数线性规划算法来解决传感节点的部署。仿真实验结果显示提出的算法相较于整数线性规划算法和二元整数规划算法,确实能够实现用更少的传感节点完全覆盖所有监控区域的目标。     

一种协作的异构传感器最优栅栏覆盖模型

栅栏覆盖中相邻的连通异构节点可以通过数据融合进行协作地感知以提高检测准确性并减少构建栅栏的活跃节点数量.首先提出一个基于数据融合的异构协作监测覆盖模型,其次分析了影响栅栏覆盖生命期的因素,并将其描述为一个多目标优化问题,最后,基于该优化模型,提出了增强覆盖图的概念.实验结果表明,基于本文提出的覆盖模型和增强覆盖图的活跃调度算法在网络生存期与覆盖率方面的性能明显高于它们在传统覆盖模型中的性能.     

概率模型下线性规划优化覆盖方案

覆盖率不仅是评价无线传感器网络体系性能重要标准之一,也是无线传感器网络所研究的一项重点课题.为此,提出了一种复杂动态参数模型下优化覆盖算法,该算法通过对动态参数覆盖模型的计算,给出了传感器节点覆盖的期望值和公差的求解过程以及对所关注目标节点进行首次覆盖后的期望值证明过程.在网络能量方面,则通过节点状态调度策略对通信路径进行优化,证明节点能量衰减过程中,似然拟合函数极限存在的意义,实现了传感器节点能量的有效匹配,抑制了传感器节点能量的消耗,证明了优化后整个监测区域传感器节点覆盖函数之间关系.仿真实验表明,本算法不仅提高了覆盖和网络服务质量,而且有效地抑制了网络能量开销,延长网络生存周期.     

一种无线传感器网络目标的最优覆盖算法

无线传感器网络点状目标覆盖的算法中,集合分割算法虽简单,但效率低且仅适用于每个传感器节点能量都相等的网络模型.为此,我们对集合分割算法进行改进,提出一种启发式贪心最优覆盖算法.该算法适用于节点能量正态分布的网络模型,采用了关键目标优先覆盖策略和节点能效最大化策略,延长了网络覆盖生命期,提高了算法的效率.实验表明新算法网络生命期延长80%以上,有更好的适应性和稳定性.     

基于C-V 模型的网络覆盖空洞探测与修复算法

网络寿命是衡量无线传感器网络性能的一项重要指标. 无线传感器网络覆盖空洞问题严重影响了网络寿命. 对此, 提出一种基于C-V 模型的网络覆盖空洞探测与修复方法. 首先采用基于奈曼-皮尔逊准则的感知模型计算出监控区域每一个位置的节点联合探测概率; 然后基于改进的C-V 模型, 提出一种新的覆盖空洞探测方法, 有效地计算出空洞的数量和大小; 最后, 采用基于改进的粒子群算法实现覆盖空洞的修复. 仿真结果表明, 所提出的算法在保证无线传感器网络覆盖率的同时可以提高网络寿命.

     

面向异构网络的基于 k-覆盖的休眠调度算法

异构无线传感网络WSNs(Wireless Sensor Networks)的多数监测应用要求兴趣区域FoI(Field of Interest)是k覆盖(k-cover),且k≥1.而冗余节点被安排为休眠,进而最小化能量消耗.为此,提出面向异构网络的基于k-覆盖的冗余节点休眠算法k-CRSS(k-cover based sleep Scheduling algorithm for redundant node).k-CRSS算法引用概率方法判断节点是否为冗余节点,并推导判断一个节点是否为冗余节点的概率表述式.然后,引用调度算法识别所有冗余节点,并让它们进行休眠,且在FoI内不出现覆盖空洞.k-CRSS算法属分布式算法,并无需任何地理信息,仅通过少量控制消息收集邻居节点信息.实验数据表明,k-CRSS算法通过调度算法减少了活动节点数,进而延长了网络寿命.     

有向传感网分块区域p-覆盖节点调度算法研究

本文研究了分块区域p-覆盖的有向传感网节点调度问题,并提出了一种有效延长网络生存时间的节点调度方案。将区域划分为拥有不同监测需求的子区域,从有向传感器节点感知模型出发,设计了基于网格划分的节点感知范围度量方法,并在此基础上提出了分布式分区域节点调度算法DSSA( Distributed Subarea Sensor-schedule Algorithm),该算法是一个选取最少数量的节点去对每一个子区域进行p-覆盖的分布式贪心算法。算法同时还考虑了整体网络的连通。通过仿真深入评估了DSSA算法的性能。对比实验结果表明,DSSA算法可以显著延长网络生存时间。     

无线传感网中三维覆盖控制和节点调度的研究

无线传感器网络中采用二元感知模型方法计算休眠冗余节点具有局限性和不精确性.本文考虑到实际应用环境对节点感知能力的影响以及传输过程中的路径损耗问题,对监测区域采用三维网格建模,并在概率感知模型的基础上提出一种概率感知衰减模型,同时对当前二维覆盖控制算法存在的各种局限性,提出了一种基于概率的分阶段冗余唤醒策略.仿真结果表明,该算法均衡了网络节点能量,实现了网络能耗的有效性,延长了网络的生存期.     

狭长直巷道中WSN的SPIN路由算法的改进

为了解决井下链状无线传感器网络中距离Sink节点越近的节点越早死亡的问题,提出了一种井下WSN基于SPIN路由协议的改进算法,该算法结合狭长直巷道模型与多重覆盖模型,运用梯度划分的方法,通过判定彼此梯度信息决定数据信息接收方,来均衡整个网络的能量消耗,延长网络寿命。对比改进前后的能量损耗模型可知,改进后的算法能有效延长网络寿命,实验表明,该算法较NCWSNFGM方案可延长至少5%的网络寿命。     

基于联合节点行为策略的WSN覆盖控制算法

针对无线传感器网络在对移动目标节点覆盖过程中出现网络能量快速消耗问题，提出了一种基于联合节点行为策略的覆盖算法。根据网络模型建立传感器节点与目标节点从属关系，确定覆盖关联模型；利用概率理论求解邻居节点冗余覆盖度，确定最少传感器节点数量；给出了邻居节点覆盖期望值的求解方法；仿真实验表明，该算法与其他算法在网络覆盖率和网络生存周期两个性能指标上均提升了12.39%和15.01%，从而验证了算法的有效性。     

RGA-D：一种无线传感器网络覆盖优化方法

研究了无线传感器网络覆盖优化问题,针对传感器节点随机部署、分布不均,传统覆盖优化算法一般只考虑网络部署后单次优化的问题,提出基于节点冗余和覆盖集冗余的计算方法,用网络的局部特征表征全局特征,改进了网络覆盖模型。并在此基础上提出RGA-D算法,利用遗传算法计算覆盖集,同时考虑节点和覆盖集冗余度,对网络整个生存期进行全局优化。仿真实验表明,RGA-D算法能在活跃节点数和网络覆盖率之间达到平衡,解决了网络生存期后期容易出现覆盖盲区的问题。     

分布式WSN联合概率覆盖节点调度算法

利用概率覆盖探测模型,提出了一种分布式的基于联合概率覆盖的节点调度算法。节点在本地通过与其一跳邻节点的信息交互,获取本地节点所在区域的所有覆盖匹配集,根据邻节点的工作状态判断本地所在区域被概率覆盖情况;最后,节点将根据判断结果调度本地节点进入工作状态或休眠状态。仿真结果表明,该算法执行效率高于CCP和DPCP算法,能够在保证网络概率覆盖前提下,关闭大量冗余节点,保证网络工作节点数目稳定,延长了网络寿命。