基于虚力的移动节点的无线传感网络空洞修复算法

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1、基于虚力的移动节点的无线传感网络空洞修复算法　　摘要：由于无线传感网络WSNs的内在特性以及环境因素，兴趣区域RoI内出现覆盖空洞是无法避免的。为此，提出基于虚力的局部移动空洞处理（VF?LMH）算法。VF?LMH算法分为空洞检测及空洞修复两个阶段。首先进入空洞检测阶段，利用网络Gabriel图局部协议识别空洞以及空洞中心位置、尺寸，随后进入空洞修复阶段，先明确空洞处理区域，然后空洞处理区域内的节点依据虚力进行局部移动，修复空洞。仿真结果表明，提出的VF?LMH算法能够有效检测并修复空洞，与同类算法相比，VF?LMH算法的修复空洞成本低廉（参与移动的节点数少、总移动距离小）。　　关键词：虚力；

2、Gabriel图；兴趣区域；空洞修复；无线传感网络　　中图分类号：TN926?34；TPT393文献标识码：A文章编号：1004?373X（2016）14?0064?05　　Virtualforcemobilenodebasedalgorithmtohealholesinwirelesssensornetworks　　SONGXizhong，ZHANGRenzhi　　（SchoolofInformationEngineering，HuanghuaiUniversity，Zhumadian463000，China）　　Abstract：Theemergenceofholesintheregion

3、ofinterest（RoI）isunavoidableduetotheinherentpropertiesandenvironmental10factorsofWSNs.Therefore，thevirtualforces?basedlocalizedmovementholehealing（VF?LMH）algorithmisproposedinthispaper.TheVF?LMFalgorithmisoperatedintwodistinctphases：holedetectionandholerepair.TheVF?LMHalgorithminthephaseofdetectingh

4、oleistodiscovertheholes，holecenterlocationandsizebythelocalizedprotocolofGabrielgraph（GG）ofnetwork.Intheholerepairphase，theholehealingarea（HHA）isconfirmedfirst，andthenthenodesinHHAaremovedaccordingtothevirtualforcefortheholehealing.ThesimulationresultsshowthattheproposedVF?LMHalgorithmisabletodetect

5、andhealtheholes.Comparedwiththesimilaralgorithms，thecostforholehealingofVF?LMHalgorithmislowerbecauseithaslessmovednodesandshortertotalmovingdistance.　　Keywords：virtualforce；Gabrielgraph；interestedregion；holehealing；wirelesssensornetwork　　0引言　　由传感节点组建的无线传感网络WSNs（WirelessSensorNetworks）被广泛应用，如栖息地监控[1

6、]、环境监控[2?3]以及监视系统[4]（SurveillanceSystems）等。实际上，传感节点是一个微型设备，具有有限的计算以及通信功能。然而，传感节点是非常脆弱，易受到外界多种因素干扰，如瞬息震动（SuddenShock）、能量耗尽，致使传感节点失效，一旦失效，就在对特定的兴趣区域RoI（Regionof10Interest）形成覆盖空洞（CoverageHoles）[5]。　　然而，WSNs提供的基础性服务之一就是对RoI区域进行持续监测。而覆盖空洞就会导致监测的中断，破坏了数据的传输。因此，维持RoI区域的覆盖是非常重要的[6]。然而，由于WSNs内在特性及环境因素，RoI出现空

7、洞是无法避免的，为此，在WSNs中，提供检测并修复空洞的机制是最基本的要求。为此，本文以检测、修复空洞为主题，分析了目前空洞修复的算法[7?14]，并提出新的算法。目前，现有的多数算法都是以苛刻的假设为前提条件，现有算法的不足如表1所示。　　1VF?LMH算法　　具体而言，提出的VF?LMH算法从二个角度修复空洞：如何检测空洞以及估计空洞的尺寸；在修复空洞时，哪个位置是移动节点的最佳的目标位置。