无线传感器网络中的覆盖空洞探测机制研究

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:skyskysky094411
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在无线传感器网络中,由于传感节点部署的不均匀或者节点失效等原因,无线传感器网络部署区域内常常有一些区域无法被感知,形成所谓的覆盖空洞(覆盖盲区)。覆盖空洞的出现,不仅使得感知盲区的数据无法获得,也会改变网络拓扑的结构使得通信能力变差,对网络路由也会造成的影响,而且加快损耗空洞边界节点的能量,缩短了整个网络的生存时间。因此覆盖空洞的探测以及减少覆盖空洞的节点部署方法就成了必须研究和解决的问题。本研究分析了覆盖空洞对网络生存时间的影响,以及现有无线传感器网络覆盖空洞探测算法的不足。对目前已经推出的被研究者认为较为有效一种基于计算几何学的覆盖空洞探测算法进行了优化,主要优化思路是首先结合无线传感器网络覆盖空洞的特点,设计了一个统一的网络模型,提出节点的感知半径与通信半径设为等值来减少节点在通信时的能耗;然后设计了邻居节点算法来获取参考节点二跳范围内邻居节点的信息;最后,我们在现有的三角几何判定法则的基础上进行了完善,使其可以更精准的判断出空洞周围所有的边界节点。经此三个过程形成了一种更高效的无线传感器网络覆盖空洞探测算法(BGHD)。通过实验我们可以发现,该算法不仅在精准度上优于现有的基于计算几何学的覆盖空洞探测算法,而且在节省节点的能耗和适用于不同形状大小的网络方面,优于PSA和LVPA算法。本研究给出的算法可以确保在网络中准确地探测空洞是否存在并确定空洞的边界节点。在与经典的PSA和LVPA两种算法比较后,我们可以发现所提出的算法在最差的情况探测敏感度大约是其余两种算法的72%,而能耗仅其余两种算法的50%,并且本研究所提出的算法可以适用于任何形状的网络。
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