室內(nèi)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)放置問(wèn)題研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被非常廣泛的使用在了各種不同的環(huán)境下,為多種多樣的有用的應(yīng)用設(shè)施提供技術(shù)支持。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)典型的特征就是用低能耗和低價(jià)格的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)盡可能稠密的部署,也就是說(shuō)使覆蓋范圍盡可能的大。對(duì)于許多傳感器網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō),應(yīng)用的健壯性就是依靠合理的部署轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)來(lái)確保無(wú)線信號(hào)的覆蓋率來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
　　為了保證擁有對(duì)感知的數(shù)據(jù)在無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和終端之間有高效率的通信質(zhì)量,在確保一定覆蓋范圍的同時(shí)還要保證節(jié)點(diǎn)之間的連通性

2、性。有時(shí)為了獲取這種互聯(lián)性,僅僅憑借無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)本身是不夠的,還需要加入一個(gè)輔助的節(jié)點(diǎn),用來(lái)專門轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)之間的信息,這種節(jié)點(diǎn)成為轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。這些轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的加入使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在減少能量消耗的同時(shí)也延長(zhǎng)了系統(tǒng)的壽命。因?yàn)檗D(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的重要性,所以我們需要決定以何種合適的方式布置這些無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)和轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)。這篇文章考慮了一個(gè)重要的問(wèn)題,在室內(nèi)環(huán)境下,轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)放置問(wèn)題。
　　解決這個(gè)問(wèn)題對(duì)于這樣一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理來(lái)講是有

3、重大意義的?，F(xiàn)在,很多算法已經(jīng)被大家提出以確保無(wú)線感知范圍的全覆蓋和網(wǎng)絡(luò)的連通性。這些現(xiàn)存的算法被應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境中時(shí)非常困難的,原因在于室內(nèi)的環(huán)境和室外相比,情況是相當(dāng)復(fù)雜的。因?yàn)樵谑覂?nèi)環(huán)境時(shí),無(wú)線電信號(hào)會(huì)非常嚴(yán)重的被室內(nèi)的障礙物造成衰減,例如,室內(nèi)的墻壁、桌子、書架等等。
　　研究的主要內(nèi)容是對(duì)于一個(gè)給定的環(huán)境來(lái)說(shuō),一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)如何實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的傳遞節(jié)點(diǎn)的布置方式的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題非常具有現(xiàn)實(shí)意義。研究問(wèn)題的目標(biāo)是使用最小數(shù)量的

4、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),同時(shí)使已經(jīng)被布置到環(huán)境中的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)能夠盡可能多的與至少一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,并與此同時(shí)保證轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的連通性。也就是說(shuō),我們希望環(huán)境中的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的感應(yīng)收集到的消息能夠盡可能多的有轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),從而能夠被其他需要這些消息的節(jié)點(diǎn)收集到。通過(guò)這種方式,對(duì)于任意的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的部署方式,都應(yīng)該滿足大多數(shù)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)都至少能夠與一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。與此同時(shí)保證各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)之間的連通性也是非常重要的,連通性使得這些轉(zhuǎn)

5、發(fā)節(jié)點(diǎn)之間能夠相互通信,這是確保被感知的消息能夠成功在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳播的必要途徑。
　　我們第一次從理論上系統(tǒng)的證明了室內(nèi)的中繼節(jié)點(diǎn)放置問(wèn)題是 NP難的問(wèn)題。之后,我們又提出了對(duì)于一個(gè)室內(nèi)環(huán)境下已經(jīng)部署好的中繼節(jié)點(diǎn),如何預(yù)測(cè)它的無(wú)線電波的覆蓋范圍。在這里,我們一共考慮了兩種可實(shí)踐的場(chǎng)景:第一種是有線連接的中繼節(jié)點(diǎn)場(chǎng)景:第二種是無(wú)線連接的中繼節(jié)點(diǎn)場(chǎng)景。顧名思義,第一種場(chǎng)景中,中繼傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)有線介質(zhì)相互連接,從而達(dá)到可以連通的目標(biāo)。