發(fā)布時間：2020-10-19 08:05

　　 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為新世紀(jì)以來的重點研究學(xué)科,其發(fā)展歷程及技術(shù)水平受到社會的廣泛關(guān)注。嵌入式技術(shù)的發(fā)展使傳感器節(jié)點的體積得以小型化、微型化,無線技術(shù)的發(fā)展使傳感器節(jié)點間的通信更加智能化,移動機器人技術(shù)的發(fā)展使混合傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)成為可能。組建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)首先面對的問題便是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點如何部署,由于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的特殊性,工作人員不可到達,如果傳感器節(jié)點進行隨機拋灑部署必然出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)。所以,為了解決節(jié)點隨機部署的弊端,由大量固定節(jié)點和少量移動節(jié)點組成的混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)運而生。通過移動節(jié)點位置的自我調(diào)整,可以有效彌補隨機拋灑的固定節(jié)點形成的覆蓋漏洞,實現(xiàn)監(jiān)測區(qū)域的有效覆蓋,具有良好的環(huán)境適應(yīng)能力。本論文認(rèn)真分析了混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中固定節(jié)點隨機部署所形成的覆蓋漏洞,通過漏洞特點的研究,結(jié)合基本蜂群算法的執(zhí)行過程,提出一種基于Voronoi圖的蜂群優(yōu)化算法(Voronoi artificial bee colony,VABC)。該算法首先通過Voronoi多邊形劃分來確定固定節(jié)點的覆蓋漏洞位置,然后利用Voronoi多邊形分析不同漏洞的特點,指導(dǎo)人工蜂群算法的執(zhí)行過程,確定最終的移動節(jié)點部署位置,組建達到覆蓋要求的混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。通過MATLAB軟件仿真VABC算法指導(dǎo)下的混合網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點部署過程,仿真結(jié)果表明,VABC算法克服了普通算法收斂速度慢,易陷入局部極值的缺點,并且實現(xiàn)簡便,有效提高了網(wǎng)絡(luò)覆蓋率,獲得良好的網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。最后,論文將所提出的VABC算法應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)無線基站的規(guī)劃設(shè)計問題當(dāng)中,利用改進算法迅速找出能夠滿足覆蓋要求的基站建設(shè)位置,通過模擬仿真規(guī)劃前后無線基站網(wǎng)絡(luò)的覆蓋能力,指導(dǎo)完成基站的選址建設(shè)及冗余拆除工作,為公司的基站整合工作提供合理化方案,達到理論研究的實際應(yīng)用。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TN929.5;TP212.9
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本課題研究的主要內(nèi)容
    1.4 本文結(jié)構(gòu)安排
第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)及其覆蓋問題
    2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
        2.1.1 無線傳感器節(jié)點
        2.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
        2.1.3 混合無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
    2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋相關(guān)知識基礎(chǔ)
        2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題
        2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋分類
        2.2.3 傳感器節(jié)點感知模型
        2.2.4 區(qū)域覆蓋率
        2.2.5 Voronoi多邊形查找覆蓋漏洞
    2.3 本章小結(jié)
第三章 蜂群優(yōu)化算法
    3.1 群智能算法
    3.2 人工蜂群算法概述
    3.3 蜜蜂采蜜機理
    3.4 蜂群采蜜行為的模型化
    3.5 人工蜂群算法的實現(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于Voronoi圖的蜂群優(yōu)化覆蓋算法
    4.1 問題描述
    4.2 基于VABC的覆蓋優(yōu)化策略
        4.2.1 引領(lǐng)蜂的生成
        4.2.2 選取跟隨蜂策略的改進
        4.2.3 放棄最差蜜源
        4.2.4 VABC算法執(zhí)行
    4.3 仿真實驗結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 VABC算法在無線基站規(guī)劃中的應(yīng)用
    5.1 問題背景簡介
    5.2 問題的提出
    5.3 相關(guān)問題描述
        5.3.1 移動通信網(wǎng)絡(luò)
        5.3.2 無線基站BS
        5.3.3 移動通信網(wǎng)的覆蓋方式
        5.3.4 基站選址要點
        5.3.5 無線基站蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋分類
    5.4 實例分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表和錄用的學(xué)術(shù)論文

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本文編號：2846947