长带区域无线网络覆盖与定位研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:reap
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
覆盖与定位都是无线网络资源优化中非常重要的问题。区域覆盖主要指一个目标区域被网络节点监视的程度,而定位则指通过网络资源来确定一个目标的位置。本论文围绕无线网络中的区域覆盖与定位问题,针对现有研究的不足,结合无线网络的特点,分别对长带区域全覆盖、子区域定位以及随机部署无线移动传感器网络中节点移动相关问题进行了研究。长带区域指比较长比较窄的区域,长度可达数十公理,而宽度往往只有数十米。在实际情况中,隧道、地下矿井等都是典型的长带封闭区域。为了保证隧道中通信的需求,同时为了防止地质灾害或者火灾等危害,需要大量的无线节点布置在这些长带封闭区域内,以实现信号全覆盖或者定位的要求。本论文分析了节点部署模式对长带区域覆盖及定位性能的影响,提出了适用于长带区域的覆盖与子区域定位算法,并提出了节能节点移动分配算法。本论文的主要工作及创新如下:论文首先提出了一种新的节点部署方法,能够在特定的长带状区域部署较小数量的节点并满足全网络覆盖的要求。该方法假设每个节点都能够覆盖一个以该节点自身为中心,以一个特定长度为半径的一个圆形区域,然后根据“分而盖之”的思路,通过确定在一串节点中相邻节点的距离,以及在整个长带区域中需要使用的节点的串数,实现带状区域的全覆盖。理论以及实验表明,与其他节点部署方法相比较,该节点部署方法在某些情况下可以实现更低的节点密度(使用更少的节点数量)。将规则三角格点部署方法与该“分而盖之”节点部署方法相组合,可实现一种优化的节点部署方法。论文也给出了具体部署方法所对应的带状区域的宽度范围。基于上述提出的“分而盖之”节点部署方法,论文提出一种通过调整节点的位置来实现最优的子区域定位的方法。定义了子区域定位误差,并且给出了可以精确描述整个带状区域的定位误差均值的函数。在“分而盖之”节点分布模式下,通过调整节点串之间的偏移距离到某一特定的值,可以最小化整个长带区域的平均子区域定位误差值。同时,本论文也计算了不同长带区域的高度-覆盖半径比(HRR)所对应的最小平均定位误差值(MMLE)。论文还提出了一种最优节点部署模式,可以在完全覆盖一个长带区域的同时,最小化节点的数目。这种最优的节点部署模式同样是使用节点串来实现全覆盖,并通过计算得出对应不同带宽的最优节点距离、串偏移距离以及串间距离。在随机部署无线移动传感器网络中,一个部署目标是通过移动节点从而实现长带区域全覆盖,并且在移动的过程中最小化总的节点移动距离,或者最小化单个节点最长移动距离从而节省能量消耗,延长网络寿命。本文将上述两个优化问题分别转化为二分图最优匹配问题以及网络最大流问题,提出了两种有效的节点移动算法来解决上述问题。此外,本文还提出了一种基于贪婪目标定位选择的分布式节点移动算法。理论分析表明,本文所提出的节点部署模式是长带区域下最优节点分布;仿真结果表明,本文所提出的节点移动算法具有很高的鲁棒性和有效性。
其他文献
高压输送天然气管道一旦发生断裂,进而发生长距离的断裂扩展,往往引以不堪设想的重大事故。输气管道开裂后,由开裂处向两端各传播一个减压波。减压波速度的最大值(即裂尖处的减压
目的探讨双水平无创正压通气联合重组人脑利钠肽在重症急性心力衰竭抢救治疗中的疗效。方法选择58例重症急性心力衰竭患者作为研究对象,按照随机数字法将其分为观察组和对照组
目的 观察延续护理在急诊高血压病患者中的应用效果。方法 将84例急诊高血压病患者根据就诊编号随机分两组,分别为对照组42例、观察组42例。对照组进行常规的护理干预,观察组
本文通过分析柳州市工人医院不同工作年限医护人员的人格类型差异,为该院的管理人员进一步了解医护人员在不同工作阶段的性格偏好提供了依据,并在今后的员工招聘、培训和激励
<正>这是人教版三下"数学广角——搭配中的数学问题"的教学片段。执教老师用"吃早餐"的情境(2饮料,3点心)引入后,提出问题:饮料和点心只能各选1种,可以有多少种不同的搭配?学
目的 分析探讨超短波配合少腹逐瘀汤治疗原发性痛经的临床效果。方法 选取100例原发性痛经患者作为研究对象,按照随机数表法将其分为研究组和对照组,各50例;对照组患者施以布
针对雅克拉凝析气含CO2高,流速快、强冲刷流体流动造成管道严重腐蚀的现象,对Waard公式和Predict4两种腐蚀预测模型进行了实例计算与分析,提出了不同模型计算结果所反映的腐蚀状
介绍了国外LNG接收终端发展现状、接收终端工艺系统及设备、接收终端类型和LNG接收终端发展趋势,分析并研究了国外LNG接收终端的发展方向,研究结果可为目前我国LNG接收终端的建
2016年3月,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》吹响了我国建设特色小(城)镇的号角。短短一年多时间,住建部连续发布了前两批特色小(城)镇名单,显示了