[發(fā)明專利]一種基于Dijkstra算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810071137.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108271168B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐美芹;盛家文;辛亞林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 魯東大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W16/18
• 分類號(hào): H04W16/18;H04W16/22;H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 煙臺(tái)雙聯(lián)專利事務(wù)所(普通合伙) 37225
• 代理人: 呂靜

1.一種基于Dijkstra算法的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方法，用于提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能，其特征在于：

假定在目標(biāo)區(qū)域隨機(jī)生成n個(gè)無線傳感器節(jié)點(diǎn)，構(gòu)成的集合{1，2，...，n}用圖G＝(V，E)來表示，V為頂點(diǎn)集，E為邊集，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)所形成的邊e_ij的權(quán)重為w_ij；

優(yōu)化方法步驟如下：

S1：選擇初始節(jié)點(diǎn)形成邊的權(quán)重記為

u_j＝w_1j，R＝{1}，S＝{2，3，...，n}；

其中，T為G的一個(gè)支撐樹，R和S是用來描述節(jié)點(diǎn)覆蓋集的兩個(gè)不同數(shù)集；

首先確定隨機(jī)產(chǎn)生的無線傳感器節(jié)點(diǎn)，然后分別計(jì)算出起始傳感器節(jié)點(diǎn)到其余各個(gè)節(jié)點(diǎn)的權(quán)重，將已確定的起始傳感器節(jié)點(diǎn)作為一個(gè)集合，剩余傳感器節(jié)點(diǎn)作為待測(cè)節(jié)點(diǎn)歸為一個(gè)集合；

S2：取置T＝T∪{e_ik}，R＝R∪{k}，S＝S\{k}，k為節(jié)點(diǎn)；取權(quán)重最小的邊所對(duì)應(yīng)的傳感器節(jié)點(diǎn)納入確定集合，剩下的傳感器節(jié)點(diǎn)作為待測(cè)集合；

S3：如果則停止；否則繼續(xù)開始u_j＝min{u_j，w_kj}，j∈S，返回S2進(jìn)行循環(huán)操作；

上述方法設(shè)計(jì)中，節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)所形成的邊的權(quán)重采用改進(jìn)能量傳遞模型計(jì)算的節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的能量損耗來代替；

采用頻譜搬移的方式對(duì)信息進(jìn)行調(diào)制，采用功率放大器這一機(jī)制，將能量E的損耗分為三個(gè)部分：發(fā)送電路E_p，放大電路E_q和接收電路E_r；所述傳感器自身發(fā)送k’比特信息的總消耗能量：E_pq＝E_p+E_q；其中E_p是發(fā)射k’bit信息所損耗的能量；E_q是功率放大器發(fā)送k’bit信息傳遞距離d所損耗的能量；

代表自由信道和多徑信道傳遞的計(jì)算公式為：

其中常數(shù)α_p，α_q代表自由信道和多徑信道的參數(shù)，k’是指比特信息量，d指歐式距離即：d₀是由公式礙到；

考慮影響因子σ(σ＜1)后，得到的損耗公式為：

L(dB)＝(1+σ)*(32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz))，計(jì)算這部分能量損耗，記做E_s，得出總的能量損耗E＝E_q+E_p+E_r+E_s，優(yōu)化目標(biāo)就是使得這部分能量損耗最小即：minE＝min(E_q+E_p+E_r+E_s)。