[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

技術領域

本發明涉及移動傳感器網絡技術領域，具體涉及一種提供移動傳感器網絡覆蓋率的方法。?

背景技術

無線傳感器網絡（Wireless?Sensor?Networks，WSNs）的基本作用是監測環境、發現和定位環境中的目標。由于傳感器節點價格低廉，可廣泛應用于數字戰場監控、國防安全、醫療保健、環境監測等領域。每個傳感器節點都有感知范圍和通信范圍，節點能感知到感知范圍內的環境信息并且能與通信范圍內的其它節點相互通信。部署節點對監測區域的覆蓋程度是評價無線傳感器網絡性能的重要指標。節點的位置變化影響覆蓋、通信能耗和信息處理。無線傳感器網絡具有分布式計算的特點，一些節點組成簇，每個簇選舉一個簇首節點，簇首節點具有計算能力強并且能量更大的特點，簇內的節點可以通過單跳或多跳的方式與簇首節點通信，所有簇的簇首節點與基站進行通信。對于未知監測區域，通常采用隨機的方式部署節點（如飛機空撒），但是隨機部署一般不能達到覆蓋要求，存在覆蓋空洞。移動節點通過一定移動策略調整自身位置，可以彌補覆蓋空洞，提高覆蓋率。?

目前不少學者對移動傳感網絡的移動策略進行了研究。一種虛擬力方法（virtual?force?algorithm,VFA），根據兩個節點間的距離計算節點受到的“引力”和“斥力”，使節點間距離達到指定的閾值，從而達到節點均勻部署的目的，但是該方法在網絡重復覆蓋和均勻覆蓋上存在很多不足；基于局部虛擬力的無線傳感器網絡覆蓋增強方法，構造了節點與節點、移動節點與目標區域邊界之間的相互作用力，但該方法存在局部極大覆蓋的情況；結合虛擬力方法和粒子群方法出現了一種新的智能方法虛擬力直接協同進化粒子群優化（VFCPSO），該方法將節點看作粒子，經過粒子速度和位置的不斷更新迭代，得到覆蓋率高的一組節點，其中利用虛擬力來指導粒子位置的更新，以期更快地收斂到最優解，但是該方法進化的多樣性較差，速度較慢；一種未覆蓋區域探索的啟發式方法（uncovered?region?exploration?algorithm,UREA），該方法通過計算節點周圍附近鄰域內未覆蓋區域，指導節點向未覆蓋區域移動，該方法比虛擬力方法更充分地利用了周圍節點的信息，所以能更高效地提高網絡覆蓋率，而且在實際應用中還能減少通信開銷，從而節省能耗，但是該方法的計算速度仍然較慢。?

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明提供一種提高移動傳感器網絡覆蓋率的方法。?

本發明的技術方案是：?

一種提高移動傳感器網絡覆蓋率的方法，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；?

該方法包括以下步驟：?

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動置；?

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；?