發(fā)布時(shí)間：2017-12-13 17:19

  本文關(guān)鍵詞：三維水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)k-覆蓋控制技術(shù)研究

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【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)的覆蓋能力是考察該網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(Qos)的重要指標(biāo)之一。而水下傳感器網(wǎng)絡(luò)(UWSNs)作為其一個(gè)重要的分支應(yīng)用領(lǐng)域,其覆蓋控制的研究對(duì)于水下網(wǎng)絡(luò)空間資源的合理分配,更好地完成信息獲取、環(huán)境感知任務(wù)以及提高水下傳感網(wǎng)絡(luò)的生存能力都具有重大意義。針對(duì)三維水下區(qū)域的覆蓋問(wèn)題,其不同區(qū)域的不同k-覆蓋問(wèn)題鮮有研究。本論文針對(duì)UWSNs相異k-覆蓋需求區(qū)域的覆蓋優(yōu)化部署這一研究方向,基于浮標(biāo)、錨、與浮標(biāo)通過(guò)有線電纜連接通信的水下傳感器這一水下傳感網(wǎng)模型,完成了以下研究工作:(1)通過(guò)理論推導(dǎo)與仿真模擬研究了相異k-覆蓋需求區(qū)域所需的節(jié)點(diǎn)數(shù)下限,得到了較前人成果性價(jià)比顯著提高的結(jié)果(同樣覆蓋效果情況下更低的節(jié)點(diǎn)部署數(shù)量下限值)。(2)通過(guò)改進(jìn)經(jīng)典虛擬力算法(VFA),提出了基于相異k-覆蓋需求的改進(jìn)虛擬力算法k-ERVFA。通過(guò)仿真,該算法相比改進(jìn)至3D情況的同樣針對(duì)k-覆蓋的CLA-EDS算法、改進(jìn)的針對(duì)k-覆蓋的IDCA算法以及經(jīng)典VFA算法,在相同實(shí)驗(yàn)環(huán)境,相同最大迭代次數(shù)和相同節(jié)點(diǎn)數(shù)情況下,算法的3-覆蓋率與2-覆蓋率得到顯著提高,1-覆蓋率僅微小下降,可見(jiàn),算法達(dá)到了較好的相異k-覆蓋需求部署效果,對(duì)高k值覆蓋尤其顯著。另外,算法的集中式部署特性使其節(jié)點(diǎn)成本與網(wǎng)絡(luò)通信開(kāi)銷更低,更為簡(jiǎn)單易實(shí)施。(3)通過(guò)理論證明,將k值推廣至一般情況,證明了k-ERVFA算法的正確性、有效性與一般普適性,與仿真結(jié)果相符。同時(shí),針對(duì)仿真參數(shù)r、△lmax與Nmax對(duì)于算法運(yùn)行效果的影響進(jìn)行了取值與靈敏度分析與討論,得到了若干具有實(shí)際意義的結(jié)論,同時(shí)證明了部署冗余度參數(shù)θ(k,?)擁有較小的常數(shù)取值范圍,保證了(1)中部署方式的成本可控性。(4)本論文同時(shí)考慮了k-ERVFA算法的改進(jìn)與推廣,并將該算法拓展至“k-覆蓋需求時(shí)變”等一般情況,分析表明k-ERVFA算法易擴(kuò)展,魯棒性與普適性良好。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN929.3;TP212.9

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