[發明專利]一種提高移動傳感器網絡覆蓋率的方法

有效

• 申請號: 201310224142.1
• 申請日: 2013-06-06
• 公開（公告）號: CN103354642A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發明（設計）人: 鮑喜榮;佘黎煌;劉金;王明全;張石;黃月
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W24/02
• 代理公司: 沈陽東大專利代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

1.一種提高移動傳感器網絡覆蓋率的方法，該方法所基于的移動傳感器網絡，包括多個異構移動傳感器節點，移動傳感器網絡中各移動傳感器節點有特定的感知半徑和通信半徑，并可以獲得其自身位置，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：對連續的移動傳感器網絡監視區域進行網格化處理，并在該網格化的監視區域中隨機的分配各個移動傳感器節點，獲得各個移動傳感器節點的初始位置；

步驟2：根據各移動傳感器節點的感知半徑和覆蓋空洞計算移動傳感器網絡的覆蓋率；

步驟3：采用覆蓋空洞導向分布式差分進化方法確定提高移動傳感器網絡覆蓋率的策略，即確定各個傳感器節點要移動的位置；

步驟3.1：將各移動傳感器節點映射為種群中的個體，種群中的個體的位置即各傳感器節點的位置；

步驟3.2：構建傳感器節點的覆蓋空洞導向分布式差分進化模型；

vi(g+1)=xi(g)+η·(xr1(g)-xr2(g))+λ·(Fx|Fx|+|Fy|,Fy|Fx|+|Fy|)]]>

其中，v_i(g+1)為進化生成的g+1代種群中第k類第i個個體的位置，即當前移動傳感器網絡中第k類第i個移動傳感器節點可能要移動的位置；x_i(g)為第g代種群中第k類第i個個體的位置坐標，即當前移動傳感器網絡中的k類移動傳感器節點中的第i個節點的位置向量；x_i(g)、x_r1(g)、x_r2(g)表示第g代種群中3個不同的個體的位置，即當前移動傳感器網絡中的3個不同的移動傳感器節點的位置，i表示基節點，r₁和r₂在基節點i（位置為x_i(g)的節點）的通信范圍內隨機選取的兩個移動傳感器節點；x_r1(g)-x_r2(g)可以表示一個移動向量；η為縮放因子；λ表示覆蓋空洞導向影響因子；F_x為覆蓋空洞對第i個移動傳感器節點產生的合力在x軸方向的分力，F_y為覆蓋空洞對第i個移動傳感器節點產生的合力在y軸方向的分力；

步驟3.3：計算移動傳感器網絡的覆蓋空洞對各移動傳感器節點產生的合力，即第i個移動傳感器節點的虛擬力在x軸方向的分力F_x和第i個移動傳感器節點的虛擬力在y軸方向的分力F_y；

步驟3.4：根據構建的移動傳感器節點的覆蓋空洞導向分布式差分進化模型，得到進化生成的g+1代種群中第i個個體的位置v_i(g+1)，即當前移動傳感器網絡中第i個移動傳感器節點可能要移動的位置；

步驟3.5：對v_i(g+1)和x_i(g)進行交叉操作，得到交叉向量u_i；并按u_i位置確定新的覆蓋率；步驟3.6：采用選擇函數對交叉向量u_i和x_i(g)進行選擇操作，得到第g+1代種群中k類第i個個體的位置向量x_i(g+1)，即覆蓋空洞導向分布式差分進化后的移動傳感器網絡中的k類移動傳感器節點中的第i個節點的位置向量；

選擇函數表示如下：

其中，RC_g為g代種群對應的移動傳感器網絡的覆蓋率，RC_g+1為g+1代種群對應的移動傳感器網絡的覆蓋率；

步驟3.7：判斷是否G_max次迭代結束，即進行了G_max次上述操作：是，則執行步驟4，否則，執行步驟3.3；

步驟4：根據提高移動傳感器網絡覆蓋率的策略，執行移動傳感器節點移動操作。