基于最佳候选节点的WSN空洞修补研究.rar

摘 要: 无线传感器网络以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革，它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。无线传感器网络是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络的潜在应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等。

在无线传感器网络中，由于传感器节点分布不均或死亡，使得检测区域出现未被覆盖的称为覆盖空洞区域。针对这一问题，本文对覆盖空洞修补算法进行着重研究。本文主要研究最佳候选节点修补算法。将目标区域内非活跃的冗余节点作为候选节点，选择满足条件冗余节点确定为最佳候选节点激活并修补空洞。如无满足条件冗余节点，则追加二代移动节点进行修补。该算法对覆盖空洞的形状无要求，可实现高网络覆盖率，使网络性能得到改善。

 本文研究的最佳候选节点修补算法(BCNP)主要包括待修补节点的位置确定，最佳候选节点的选择，空洞修补方法。待修补节点的位置确定利用PATT算法确定，将待修补节点与休眠的冗余节点位置比较，将这两点距离与阈值比较，满足且最小的冗余节点作为最佳候选节点，若没有满足，则选取待修补节点位置作为最佳候选节点位置，追加移动节点修补。

关键词：无线传感器网络；覆盖空洞；最佳候选节点

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1课题的背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 本文主要研究内容-3

1.4 章节安排-3

第2章 理论基础-5

2.1 典型覆盖模型-5

2.1.1 圆盘感知模型-5

2.1.2 概率感知模型-5

2.2 覆盖问题分类-6

2.2.1 确定性覆盖-6

2.2.2 随机性覆盖-6

2.3 相关术语-6

2.3.1 性能衡量指标-6

2.3.2 覆盖空洞分类-7

2.4 经典PATT算法-8

2.5 本章小结-9

第3章 基于最佳候选节点修补算法-11

3.1 算法基础-11

3.1.1 基本定义-11

3.1.2 理论依据-11

3.2 算法基础设计-12

3.2.1 算法总体设计-12

3.2.2 生成空洞设计-13

3.2.3 确定待修补点位置设计-13

3.3 算法主体设计-15

3.3.1 确定最佳候选节点设计-15

3.3.2 空洞修补设计-16

3.4 本章小结-19

第4章 仿真分析-21

4.1 仿真环境-21

4.2 仿真实验-21

4.3 覆盖效率-22

4.4 不同节点感应半径分析-23

4.5 修补空洞所需节点个数-24

4.6 本章小结-24

第5章 结论与展望-25

5.1结论-25

5.2不足之处及未来展望-25

参考文献-27

致  谢-29

附录A： 程序代码-31