基于量子遗传算法的无线视频传感网络优化覆盖算法-论文.pdf

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1、第36卷第6期通信学报、，01．36No．62015年6月JournalonCommunicationsJune2015doi：10．119598．issn．1000—436x．2015152基于量子遗传算法的无线视频传感网络优化覆盖算法樊富有，一，杨国武，乐千桤1，吕凤毛1，赵超(1．电子科技大学计算机科学与工程学院，四川成都611731；2．宜宾学院计算机与信息工程学院，四川宜宾644000)摘要：针对智慧城市无线视频传感网络建设需要，提出一种基于量子遗传算法的网络优化覆盖算法。算法面向复杂的监视区场景，监视区中存在形状各

2、异的障碍物，各区域的重要程度不同。以二维离散网格模型描述监视区场景，用编码描述矩阵表示监视区域，用七元组描述有向无线视频传感器。通过严格的数学推导得出了问题的数学规划模型。优化覆盖算法由IntialDeployment算法和OptimizedDeployment算法2部分组成，以获得最大有效覆盖率的网络部署方案为求解目标。采用量子遗传算法搜索解空间，通过合理编码染色体，优化量子旋转门参数，使算法的运算速度快，收敛性好。引入理想覆盖率和理想加权覆盖率2个极限值，采用相对比较法评判算法优劣。仿真实验和数据分析表明，算法获得的方案能

3、很好地逼近理想极限值。在传感器节点数给定的情况下，算法能获得最大的覆盖率。关键词：无线视频传感网络；有向感知模型；量子遗传算法；优化覆盖算法；理想覆盖率中图分类号：TP393；TN929文献标识码：AOptimizedcoveragealgorithmofwirelessvideosensornetworkbasedonquantumgeneticalgorithmFANFu．you，，YANGGuo．wu，LEQian．qi，LVFeng—mac，ZHAOChao(1．SchoolofComputerScienceandEn

4、gineering，UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China；2．SchoolofComputerandInformationEngineering，YibinUniversity,Yibin644000，China)Abstract：Accordingtotheconstructionneedsofthesmartcitywirelessvideosensornetwork，alloptimizednetworkcoverage

5、algorithmbasedonquantumgeneticalgorithmisproposed．Thealgorithmfitsinwithcomplicatedmonitoringscenewhichhassomediferentobstaclesanddiferentdegreeofimportance．Themonitoringregionisdepictedbytwo-dimensionaldiscrete鲥dmodel，andthediscretegridmodelisrepresentedbyacodedesc

6、riptionmatrix．Thedirec—tionalwirelessvideosensorisdescribedbyaseven-tuples．Themathematicalprogrammingmodelofthecoveragepr0b—lemisobtainedbystrictmathematicalderivation．TheoptimizedcoveragealgorithmiscomprisedbyIntialDeploymentandOptimizedDeploymentalgorithms，whichta

7、kesthemaximumcoverageratenetworkdeploymentschemeasthesolv-inggoa1．Thequantumgeneticalgorithmwithreasonablechromosomecodingandoptimizedquantumrotationgatepa-rameterisusedtosearchthesolutionspace，whichhasagoodconvergencerateandafastcomputationspeed．Twolimitvaluesofide

8、alcoveragerateandidealweightedcoveragerateareintroducedtoevaluatethealgorithmbythewayofrelativecomparison．Theresultofsimulationexperiments