水下三维无线传感器网络节点部署研究.pdf

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1、总第263期舰船电子工程V01．36No．52016年第5期ShipElectronicEngineering151水下三维无线传感器网络节点部署研究+黄珏颜冰(海军工程大学兵器工程系武汉430033)摘要在地面无线传感器网络中，一般是假设所有的传感器节点都处于同一个二维平面上，而对于水下传感器网络来说，由于传感器节点可以部署在不同的海深，因此也就构建了一个三维网络。论文针对水下三维传感器网络的部署问题进行研究，分析了常用的空间填充多面体在空间部署中的特性，给出了各种空间填充多面体在空间中的部署模

2、式，进一步提出了在保持完全覆盖和连通的前提下各个节点部署坐标之间的相互关系，并对截顶正八面体的部署方式进行了仿真。为三维无线传感器网络节点部署提供了方法。关键词三维无线传感器网络；节点部署；空间填充多面体；覆盖性；连通性中图分类号TP291．1DOI：10．3969／j．issru1672—9730．2016．05．039NodeDeploymentinThreeDimensionalUnder．waterWirelessSensorNetworksHUANGJueYANBing(Departme

3、ntofWeaponryEngineering，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)AbstractFortheonlandwirelesssensornetwork，itiSoftenconsideredthata11thesensorsareinoneplane．Butfortheunder-waterwirelesssensornetwork，thesensorscanbedeployedatdifferentdepths．Sothethreed

4、imensionalsensornetworksarebuilt．Tosolvetheproblemofthenodedeploymentinthreedimensionalunder-waterwirelesssensornetworks，thecharacterinthespacedeploymentofthespace-fillingpolyhedronisanalyzed．Andthedeploymentmodesofeachspace-fillingpolyhedronareprovid

5、ed．Thismethodcancalculatetherelationshipofthecoordinateofeachnodeinpromiseofbothcoverageandconnectivity．Intheend，thedeploymentofthetruncatedoctahedronischosentObesimulated．ThismethodprovidesaneffectivewaytOsolvetheproblem0fthenodedeploymentinthreedime

6、nsionalunder-waterwirelesssensornet—works．KeyWordsthreedimensionalwirelesssensornetworks，nodedeployment，space-fillingpolyhedron，coverage，con—nectivityClassNumllⅪrTP291．11引言无线传感器网络节点的合理有效部署能够降低网络成本，减少节点数量，保证节点的连通性和传感器网络对特定空间的覆盖性。地面上的传感器网络部署的研究假设所有的传感器位

7、于一个平面内，将传感器网络的部署简化到二维平面。而对于水下传感器网络而言，传感器网络节点通常部署在不同的深度，由此而呈现出不同的特性，因此传感器节点的部署不能简单地应用二维传感器网络的部署模式，必须建立一个三维的网络部署方式来对探测空问进行覆盖。传感器网络部署是构建传感器网络的基本问题，目的是为了解决如何用最少的传感器节点个数，以最经济、简单的方式来保证三维网络空间中的任意一点都能够至少被一个传感器节点的探测范围所覆盖，并且所有的传感器节*收稿日期：2015年11月24日，修回日期：2015年12

8、月30日作者简介：黄珏，男，博士研究生，研究方向：军用目标识别及信息感知技术。颜冰，女，博士，教授，研究方向：军用目标识别及信息感知技术。黄珏等：水下三维无线传感器网络节点部署研究总第263期点间都能够保持连通性，即所有节点都能通过一跳或多跳的方式与其他的传感器节点进行通信。WatfaM提出了对随机部署的三维传感器网络的覆盖漏洞填补算法一1。，AkkayaK等提出了分布式部署方法，通过调整节点的位置深度来减少节点的交叠区域，从而达到网络的最大覆盖[2]。AlainSN等利用空间填充