水下传感器网络覆盖优化算法.pdf

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1、总第２４１期舰船电子工程Vol．３４No．７２０１４年第７期ShipElectronicEngineering１６５磁水下传感器网络覆盖优化算法郭勇姜卫东刘胤祥（海军指挥学院信息系南京２１１８００）摘要针对水下传感器网络随机部署时节点分布不均匀、网络覆盖率不高问题，提出一种基于改进全局人工鱼群算法的网络覆盖优化算法。优化算法以覆盖率为目标函数自适应调整人工鱼移动步长，同时在向最优人工鱼靠拢过程中引入权重系数，提高算法寻优精度和收敛速度。实验结果表明，与遗传算法和鱼群算法相比较，该改进算法优化了网络覆盖率，加快了算法收敛速度，提升了网络性能。关键词水下传感器网络；人工鱼

2、群算法；网络覆盖率中图分类号TN９２９．３DOI：１０．３９６９／j．issn１６７２‐９７３０．２０１４．０７．０４２AnOptimizationAlgorithmofUnderwaterSensorNetworksCoverageGUOYongJIANGWeidongLIUYinxiang（DepartmentofInformation，NavalCommandCollege，Nanjing２１１８００）AbstractInviewoftheproblemofunevendistributionandlowcoverageofunderwatersensornet

3、works摧nodesinarandomdeployment，animprovedglobalArtificialFishSwarmAlgorithm（AFSA）isproposedtooptimizethenetworkscov‐erage．IntheimprovedglobalAFSA，thestepofartificialfishisself‐adaptivelymodifiedwiththenetworkscoverage，whichisregardedastheobjectfunction．Andaweightcoefficientisaddedinthep

4、rogressofdrawingclosetotheoptimalartificialfish．Experimentsshowthat，comparedwiththeGeneticAlgorithm（GA）andtheAFSA，theimprovedglobalAFSAcanop‐timizethenetworkscoverage，acceleratethespeedofconvergenceandenhancethenetworksperformance．KeyWordsunderwatersensornetworks，artificialfishswarmalgo

5、rithm，networkscoverageClassNumberTN９２９．３署，随机部署存在网络节点分布不均，覆盖率低等１引言问题。而目前针对水下传感器网络随机部署后的随着人们对海洋开发脚步的加快，水下传感器覆盖优化问题研究并不多，由于水下传感器网络是［４］网络在海洋数据采集、污染监测、海洋勘探、灾难预无线传感器网络在水下的延伸，可借鉴无线传感警、辅助导航、战场监视和矿产探测等方面具有广器网络对该问题展开研究。针对无线传感器网络［１］［２～３］［５］泛应用。水下传感器网络是指在一定的水覆盖，林祝亮提出了基于概率测量模型的粒子群下区域内，通过各种水下传感器节点获取水

6、下信优化策略，以网络有效覆盖率为优化目标，通过粒息，并对水下传感器节点进行声学通信和组网，并［６］子群算法实现有效覆盖；贾杰针对传感器节点密最终把在覆盖区域中所获取的信息传送给用户的度高的特点，研究了工作节点集选取问题，提出了水下子网。其中传感器节点的部署是水下传感器基于加权遗传算法和基于约束遗传算法的优化覆网络的一个基本问题，它决定了网络覆盖率，直接［７］盖机制，延长了网络生存时间；王蕊针对由少量影响网络的服务质量和生命周期。移动节点和固定节点组成的无线传感器网络提出水下传感器网络部署分为确定部署和随机部了一种基于鱼群算法的优化部署方案，该方案以网磁收稿日期：２０１

7、４年１月２０日，修回日期：２０１４年２月２３日基金项目：全军军事学研究生资助课题（编号：２０１２JY００２‐４５０）资助。作者简介：郭勇，男，硕士研究生，研究方向：水声传感器网络。姜卫东，男，博士，副教授，硕士生导师，研究方向：水声信号处理、盲信号处理、水声通信等。刘胤祥，男，硕士研究生，研究方向：水声传感器网络。１６６郭勇等：水下传感器网络覆盖优化算法总第２４１期络覆盖率为目标函数，将移动节点的位置迁移过程鱼的步长，为人δ工鱼的拥挤度因子。设置公告抽象为人工鱼的追尾和觅食行为，并在人工鱼的状板，记录最优目标函数值Tk和最优人工鱼Zk。态更新过程中加