探索有向传感器网络覆盖问题文献综述

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1、探索有向传感器网络覆盖问题文献综述探索有向传感器X络覆盖问题文献综述_论文范文导读：无线传感器X络覆盖问题的文献综述无线传感器X络是由大量低功耗、低成本、集信息获取、处理和传输于一体的微型传感器节点通过自组织方式形成的X络，在军事国防、工农业控制、环境监控、生物医疗、抢险救灾等领域有着非常广泛的应用前景，近年受到广泛关注。覆盖控制是无线传感器X络的基本研究问题。它的目的是在保证传感器X络对物理世界感知信息获取的完整性和有效性的前提下，考虑节点能量、无线通信带宽、计算处理能力等资源受限因素，通过传感器节点部署、节点合作、节点调度等手段，有效利用传感器X络的各种资源，最

2、终达到改善感知服务质量或延长X络生存周期等。如果缺乏相应的覆盖控制技术，将不能保证传感器X络的感知服务质量和可靠性，并且可能会导致节点的覆盖冗余，导致采集与传输的数据冗余，从而产生不必要的能量消耗，大幅降低传感器X络的生存时间。无线传感器X络规模大，且节点能量、通信能力以及计算能力有限，因此在研究无线传感器X络的覆盖问题时，我们需要考虑以下五个方面:1）节点的部署方式。节点的部署方式可以分为随机部署和计划部署。当传感器的工作环境物理不可达时，例如在沙漠、战场等危险环境中，节点只能通过随机播洒的方式来部署，如从飞机上将节点抛洒在监控区域中，节点落在监控区域内的位置具有

3、随机性。此种方式称为随机部署。相反，在环境状况良好、人工可以到达的监控环境中，如工厂、医院、家庭等，可以根据需要，将传感器节点部署在预先确定的位置上，也可以根据预先部署的节点位置确定X络拓扑结构情况或增加关键区域的传感器节点密度，这种情况被称为计划部署。目前关于传感器X络的研究中大部分考虑的都是节点随机部署方式。2）节点的感知范围和通信范围。在传感器X络中，X络覆盖由节点的感知范围决定，而X络的连通性则由节点的通信范围决定，于是不同的感知范围和通信范围会对节点的部署产生较大影响。Woehrle等人[1]用改进的多目标进化算法对传感器X络连通性和覆盖的关系进行了折中研

4、究。3）能量有效性。无线传感器X络能量有限，这就要求可以通过控制节点的工作状态，使冗余节点休眠，以此来最大化X络的生存时间。4）算法特征。覆盖控制算法分为集中式算法和分布式算法。集中式算法是指由拥有X络全局信息的管理者对X络中所有节点统一地进行控制，这要求管理者有较强的计算、存储和通信能力；分布式算法则是指X络中的节点根据自身拥有的局部信息来进行局部计算和控制。5）传感器节点的移动性。在一些传感器X络中，节点具有移动能力，而节点的移动将会导致X络拓扑的变化，因此势必会对X络的覆盖产生较大的影响。在无线传感器X络的研究和应用中，根据监控区域内覆盖对象的不同，可以将覆盖

5、问题分为三类：区域覆盖(areacoverage)，5678910探索有向传感器X络覆盖问题文献综述_论文范文(2)导读：点覆盖(pointcoverage)和栅栏覆盖(barriercoverage)。图1覆盖对象分类1.区域覆盖区域覆盖，如图1（a）所示，往往出现在气候监测、森林防火等应用场景中。区域覆盖考虑的是监控区域内的每个点至少在一个传感器节点的感知范围内，如果整个监控区域内的每个点都至少被k个节点覆盖，则称该区域被k覆盖。与区域覆盖相关的研究问题有：满足区域覆盖需要的节点密度和感知半径理论分析、为提高覆盖质量的覆盖优化算法、延长X络生存周期的节点调度算法

6、和保持X络通信连通的覆盖算法等。区域覆盖是无线传感器X络覆盖问题中最常见也是被研究最多的问题之一，下面将从覆盖性能分析、X络的连通性、节点调度机制等三个方面介绍一些典型的覆盖控制算法的研究成果。1.1覆盖性能分析在关于传感器X络覆盖问题的研究中，首先需要面对是如何评估传感器X络对监控区域的覆盖性能，即如何评估或判定当前监控区域的覆盖情况。为了研究该问题，目前研究中通常采用覆盖度的(coveragedegree)概念：监控区域中某一点P的覆盖度是指X络中能够同时监控或覆盖到尸的传感器节点数目，它表明了传感器X络对监控区域的覆盖能力。Zhou[2]给出了区域覆盖问题的一

7、般性描述，即判定监控区域内任意一点P是否能被整个X络中的至少k(k≥1)个传感器节点的子集所覆盖，该问题通常被称为k覆盖问题。通过转化区域覆盖问题到传感器感知边界线覆盖的决策问题，Huang等人[3]考虑了X络中传感器节点具有相同或相异半径的圆形感知模型的k覆盖问题，并提出了评估覆盖性能的集中多项式时间算法，但它仅考虑了二维平面上监控区域为矩形时的情形，另外，Huang等人在文献[4]中还进一步考虑了使用分布式算法求解三维圆球体覆盖的问题，即三维空间的k覆盖问题。针对节点感知模型为圆盘、监控区域为矩形的情形，Zhang[5]讨论了随机部署的传感器节点满足泊松分布