室內無線傳感器網絡中轉發(fā)節(jié)點的最優(yōu)放置問題研究.pdf

1、無線傳感器網絡已經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用設施提供技術支持。無線傳感器網絡的一個典型的特征就是用低能耗和低價格的無線傳感器節(jié)點來實現(xiàn)盡可能稠密的部署,也就是說使覆蓋范圍盡可能的大。對于許多傳感器網絡來說,應用的健壯性就是依靠合理的部署轉發(fā)節(jié)點來確保無線信號的覆蓋率來實現(xiàn)的。
　　為了保證擁有對感知的數(shù)據在無線傳感器節(jié)點和終端之間有高效率的通信質量,在確保一定覆蓋范圍的同時還要保證節(jié)點之間的連通性

2、性。有時為了獲取這種互聯(lián)性,僅僅憑借無線傳感器節(jié)點本身是不夠的,還需要加入一個輔助的節(jié)點,用來專門轉發(fā)無線傳感器節(jié)點之間的信息,這種節(jié)點成為轉發(fā)節(jié)點。這些轉發(fā)節(jié)點的加入使得整個網絡在減少能量消耗的同時也延長了系統(tǒng)的壽命。因為轉發(fā)節(jié)點的重要性,所以我們需要決定以何種合適的方式布置這些無線傳感器節(jié)點和轉發(fā)節(jié)點。這篇文章考慮了一個重要的問題,在室內環(huán)境下,轉發(fā)節(jié)點的最優(yōu)放置問題。
　　解決這個問題對于這樣一個無線傳感器網絡的管理來講是有

3、重大意義的?，F(xiàn)在,很多算法已經被大家提出以確保無線感知范圍的全覆蓋和網絡的連通性。這些現(xiàn)存的算法被應用于室內環(huán)境中時非常困難的,原因在于室內的環(huán)境和室外相比,情況是相當復雜的。因為在室內環(huán)境時,無線電信號會非常嚴重的被室內的障礙物造成衰減,例如,室內的墻壁、桌子、書架等等。
　　研究的主要內容是對于一個給定的環(huán)境來說,一個無線傳感器網絡如何實現(xiàn)最優(yōu)的傳遞節(jié)點的布置方式的問題。這個問題非常具有現(xiàn)實意義。研究問題的目標是使用最小數(shù)量的

4、轉發(fā)節(jié)點,同時使已經被布置到環(huán)境中的無線傳感器節(jié)點能夠盡可能多的與至少一個轉發(fā)節(jié)點進行通信,并與此同時保證轉發(fā)節(jié)點的連通性。也就是說,我們希望環(huán)境中的無線傳感器節(jié)點的感應收集到的消息能夠盡可能多的有轉發(fā)節(jié)點進行轉發(fā),從而能夠被其他需要這些消息的節(jié)點收集到。通過這種方式,對于任意的無線傳感器節(jié)點的部署方式,都應該滿足大多數(shù)的無線傳感器節(jié)點都至少能夠與一個轉發(fā)節(jié)點進行通信。與此同時保證各個轉發(fā)節(jié)點之間的連通性也是非常重要的,連通性使得這些轉

5、發(fā)節(jié)點之間能夠相互通信,這是確保被感知的消息能夠成功在網絡中進行傳播的必要途徑。
　　我們第一次從理論上系統(tǒng)的證明了室內的中繼節(jié)點放置問題是 NP難的問題。之后,我們又提出了對于一個室內環(huán)境下已經部署好的中繼節(jié)點,如何預測它的無線電波的覆蓋范圍。在這里,我們一共考慮了兩種可實踐的場景:第一種是有線連接的中繼節(jié)點場景:第二種是無線連接的中繼節(jié)點場景。顧名思義,第一種場景中,中繼傳感器節(jié)點通過有線介質相互連接,從而達到可以連通的目標。