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周期休眠轮询耦合拓扑优化的WSN节点覆盖算法

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计算机工程与设计 2020年第12期41卷 3320-3326页

作者：庞国莉王小英潘志安防灾科技学院信息工程学院河北三河065201

为改善WSN网络部署中存在节点覆盖能力不强、数据汇聚带宽较低及网络生命周期较短等问题,提出基于周期休眠轮询机制及拓扑优化的传输节点覆盖算法。设计一种网络中继节点预部署模型,采用周期休眠方法及聚类集合方法提高中继节点的覆盖能... 详细信息

为改善WSN网络部署中存在节点覆盖能力不强、数据汇聚带宽较低及网络生命周期较短等问题,提出基于周期休眠轮询机制及拓扑优化的传输节点覆盖算法。设计一种网络中继节点预部署模型,采用周期休眠方法及聚类集合方法提高中继节点的覆盖能力;通过拉普拉斯校验机制对中继节点拓扑进行优化;构建基于最优连通度的网络拓扑参数更新方案,提高数据传输的稳定性。仿真结果表明,与当前相关的WSN节点覆盖算法相比,所提算法具有更强的覆盖能力,以及更高的数据汇聚带宽高及网络传输周期。

关键词：无线传感网节点覆盖分级融合中继节点预部署中继节点有向图拉普拉斯校验连通度

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基于拨备满足模型的无线传感网节点覆盖算法

太赫兹科学与电子信息学报 2020年第4期18卷 625-632页

作者：马庆功丁宪成常州大学怀德学院江苏靖江214500 常州大学信息化建设与管理中心江苏常州213164

针对无线传感网预覆盖过程中存在覆盖盲区以及数据频繁重传而导致的节点覆盖抑制现象,提出了一种基于拨备满足模型的无线传感网网络覆盖算法。设计一种新的无线传感网节点覆盖模型,并构建覆盖指数、覆盖强度、覆盖均衡评估系数等评估维... 详细信息

针对无线传感网预覆盖过程中存在覆盖盲区以及数据频繁重传而导致的节点覆盖抑制现象,提出了一种基于拨备满足模型的无线传感网网络覆盖算法。设计一种新的无线传感网节点覆盖模型,并构建覆盖指数、覆盖强度、覆盖均衡评估系数等评估维度,快速评估节点覆盖质量。再计算覆盖均衡评估系数,并采用拨备模型优化覆盖质量,确定覆盖性能优越的备用工作节点。随后,基于覆盖相似性原则评估工作节点覆盖性能,设计了节点首次覆盖评估方法,按节点移动路径依次评估覆盖指数统计均值,并根据目标节点进入覆盖区域的先后,逐次激活性能最佳的工作节点进行监测。仿真实验表明:与当前无线传感网常数节点覆盖方案相比,所提方案具有更高的网络覆盖率、更短的覆盖启动时间和更少的工作节点数目。

关键词：无线传感网节点覆盖拨备满足模型均衡评估覆盖相似性分区移位

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约束条件下传感器节点覆盖和部署问题研究

约束条件下传感器节点覆盖和部署问题研究

作者：祝荣荣哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

近年来,无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）发展迅速,并逐渐成为连接物理世界和数字世界的一个桥梁。节点部署问题是WSNs设计的第一步,它对WSNs的覆盖,连通,能耗和生命周期等有着很大的影响。覆盖是WSNs研究的基本问题之... 详细信息

近年来,无线传感器网络（Wireless Sensor Networks,WSNs）发展迅速,并逐渐成为连接物理世界和数字世界的一个桥梁。节点部署问题是WSNs设计的第一步,它对WSNs的覆盖,连通,能耗和生命周期等有着很大的影响。覆盖是WSNs研究的基本问题之一,它严重影响着网络的能耗与生存周期。WSNs的节点部署问题就是要寻找一个满足目标条件的最佳拓扑结构,一个好的拓扑结构不但能够提高WSNs的覆盖和连通性能,而且还能降低成本和提高网络的生命周期。在WSNs执行监测任务时,选择尽量少的工作节点,可以降低网络能耗和传感器节点间感知数据的冗余度。本文主要研究了保持部分连通的最少传感器节点覆盖问题和最少传感器节点部署问题。本文针对WSNs的节点覆盖和部署问题主要完成了如下工作:对于最少传感器节点部署问题,本文提出了一种公交车载网络（Bus-based Ad hoc Networks,BANETs）和无线传感器网络组成的混合网络模型,并在此网络模型上提出了改进的有边界的基于条状的传感器节点部署算法（MSSDB）,MSSDB考虑了目标区域的边界问题,并针对传感器节点的感知半径和通信半径关系的不同,在基于条状和基于三角形部署方式之间切换。本文还分析了基站可以在一定的时间延迟内接收完全城的数据包。仿真实验表明:MSSDB比其他传统的传感器节点部署机制节省传感器节点,并且能够满足一定的时延限制。对于保持部分连通的最少传感器节点覆盖问题,本文提出了一种基于Connect Road Gain节点选择算法（SSCG）。通过把区域覆盖问题转化为目标点覆盖问题,贪婪式的选择能够覆盖最多目标点的传感器节点加入到结果集合中,直到结果集合中的传感器节点能够覆盖整个目标区域。然后判断结果集合中的每一个传感器节点是否和道路连通,如果不是,则根据节点的Connect Road Gain值大小,选择ConnectRoad Gain值最大的节点添加到结果集合,最终求得满足覆盖和部分连通的最少传感器节点集合。仿真实验表明:当通信半径不大于2倍的感知半径时,本文所提出的算法SSCG优于传统的保持连通和覆盖的节点选择算法（CBA）;当通信半径远大于感知半径时,和CBA相比,SSCG没有优势。当网络中节点的密度比较大时,SSCG的优势比较明显,但是如果网络很稀疏,那么SSCG和CBA的性能都不好。

关键词：节点覆盖节点部署时延限制混合网络模型

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基于雪堆博弈的复杂网络最小节点覆盖

基于雪堆博弈的复杂网络最小节点覆盖

作者：皎魁西安电子科技大学

学位级别：硕士

复杂网络是现实中复杂系统的抽象,自然界和人类社会中的很多系统都是以网络的形式存在的,这些网络错综复杂,各式各样,但拥有一些共通的特性。比如朋友关系网络、电力网、生态系统网、国家间的竞争与合作关系、药物相互作用关系等等。其... 详细信息

复杂网络是现实中复杂系统的抽象,自然界和人类社会中的很多系统都是以网络的形式存在的,这些网络错综复杂,各式各样,但拥有一些共通的特性。比如朋友关系网络、电力网、生态系统网、国家间的竞争与合作关系、药物相互作用关系等等。其中,系统中的个体对应于复杂网络中的节点,系统中个体之间的关系对应于复杂网络中节点之间的边。研究复杂网络,对促进人类现实社会和科学技术的进步有深远的意义。复杂网络的最小节点覆盖问题(MVCP)是一个著名组合优化问题,其目的在于找出给定网络的最小节点集合以覆盖所有的边。现实中的很多问题最终都可以归结为最小节点覆盖问题,其在现实中也有着广泛的应用,比如规划问题,网络优化等方面,同时也是解决一些其他重要问题的关键点,如测算网络的鲁棒性等。作为一个NP难问题,虽然成为研究热点已有时日,但已经提出的解决该问题的算法大都有不尽人意的地方,我们经过研究试验,结合进化算法的全局搜索能力,与博弈进化的局部搜索能力,提出了基于雪堆博弈的自然进化算法GEA和基于雪堆博弈的变异搜索算法SVS,两个算法各有所长。通过大量实验,考察算法在解决复杂网络的最小节点覆盖问题上的表现,验证其有效性。本文的主要工作如下:1.基于记忆的最优反应算法。该算法为复杂网络的最小节点覆盖问题提出一种新的解决思路,利用局部信息和理性个体的记忆能力,启发式地求得MVCP问题的解。我们通过充分的实验,分析该算法的特性以及在不同网络上的性能表现,并深刻剖析其原理,以帮助更好地解决最小节点覆盖问题。2.基于雪堆博弈的自然进化算法。我们借鉴自然进化思想,将网络的节点覆盖结果,即网络中所有节点的状态(覆盖或不覆盖)集合看作一个染色体,作为种群进化中的个体。将网络的节点覆盖与博弈理论相结合,每个节点与自己的邻点进行雪堆博弈,根据最优反应规则获得当前策略并更新策略,当整个网络达到纳什均衡状态时,完成局部最优解搜索。个体组成种群,再通过种群的进化更新,完成全局最优解搜索。通过实验对比,这种算法表现出优于当前经典算法的性能。3.基于雪堆博弈的变异搜索算法。我们将网络中的节点视为理性个体,赋予其判断最优策略的能力,并拥有一定的记忆能力。将博弈理论与复杂网络的节点覆盖问题相联系,引入空间雪堆博弈和基于记忆的最优反应规则,个体通过与邻点的博弈获得当前最优策略并更新记忆。所有个体根据各自的记忆更新策略再博弈,最终网络会达到纳什均衡状态,完成解的初步搜索。再根据自然进化,对初步解进行变异操作,通过进化搜索最终达到全局最优。通过实验,详细分析了算法在不同网络的表现及背后原理,验证了算法对各种网络的最小节点覆盖问题都很很好的适应性。

关键词：复杂网络雪堆博弈纳什均衡自然进化节点覆盖

基于节点覆盖的多层移动传感器网络移动控制策略研究

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基于节点覆盖的多层移动传感器网络移动控制策略研究

作者：李倩楠江西师范大学

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移动传感器网络作为一种新型信息获取和处理技术，具有静态传感器网络无法比拟的优势，在国防军事、城市管理、环境监测、医疗卫生、家居及商业等领域均有广阔的应用前景。移动节点的引入拓宽了无线传感器网络的应用领域，更带来技术上... 详细信息

移动传感器网络作为一种新型信息获取和处理技术，具有静态传感器网络无法比拟的优势，在国防军事、城市管理、环境监测、医疗卫生、家居及商业等领域均有广阔的应用前景。移动节点的引入拓宽了无线传感器网络的应用领域，更带来技术上的挑战。由于节点的移动性，网络拓扑动态变化，导致节点通信易于中断，极大影响数据收集与传输的有效性。采用多层网络结构来提高移动传感网络的性能，是当前研究领域普遍认可的方法。而研究多层移动网络体系结构中节点的移动控制策略，以保证网络信息有效传输，具有重要意义。本文基于多层移动传感器网络体系结构，提出了一种基于节点覆盖思想的汇聚节点移动控制策略。该策略着眼于全局，有别于分区移动控制策略，是一条新的研究思路，主要研究工作如下： (1)传感节点S的通信集合划分：监测区域内传感节点S随机播撒，根据网络中节点的分布信息，将所有S节点划分成以自身通信半径为半径的圆形通信集合，并视集合的中心为汇聚节点F收集信息的最佳位置。当F节点遍历这些中心时，集合内的S节点均可通过单跳方式将采集的环境信息发送给F节点。F节点达成对该区域内S节点的覆盖并接收信息。 (2)提出虚拟引力（Virtual Attractive Force，VAF）模型：设定汇聚节点F与通信集合的中心节点之间存在引力作用，通过建立他们之间的引力模型，以计算F节点的优化移动路径。 (3)汇聚节点F的移动收集路径规划： F节点根据虚拟引力模型，构造自身的移动目标位置序列。所有F节点按各自的序列移动至每个目标位置，并适时停留以收集该通信区域内S节点的感知数据。多个F节点协作收集信息可均衡节点能耗，延长网络生存周期。最后，利用多层移动传感网络仿真平台（MM-WSN）进行仿真实验，验证移动控制策略的可行性。实验结果表明，该移动控制策略能有效降低S节点移动带来的网络不稳定、信息易丢失等影响，在降低移动节点能耗和延长网络生命周期方面也有良好的效果。

关键词：移动控制策略多层移动传感网络节点覆盖通信集合划分优化移动路径虚拟引力模型网络仿真

1550nm光传输+光节点覆盖自然村“村村通”工程的优选方案

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视听界(广播电视技术) 2007年第4期 46-49页

作者：许国庆南京市溧水县广播电视局

大力发展有线电视事业,实现有线电视"村村通",是实践"三个代表"重要思想、落实科学发展观的内在要求,是全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会的重要内容,是推进社会主义新农村建设的重要举措,是农村公共文化服务体系的重要组成部分,... 详细信息

大力发展有线电视事业,实现有线电视"村村通",是实践"三个代表"重要思想、落实科学发展观的内在要求,是全面建设小康社会、构建社会主义和谐社会的重要内容,是推进社会主义新农村建设的重要举措,是农村公共文化服务体系的重要组成部分,是当前农村文化建设的一号工程,是深受农民群众欢迎的民心工程。有线电视"村村通"的关键是"长期通"、"优质通"。如何针对农村实际情况,建成投资少、安全可靠、维护成本低的网络是"长期通"、"优质通"的重要保证。

关键词：电缆分配网光传输系统光接收机光发射机 “村村通”工程节点覆盖光节点光放大器光缆干线自然村 nm

基于最小圆和Voronoi图的传感网节点覆盖部署快速优化算法

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工业控制计算机 2019年第8期32卷 69-71页

作者：周建辉刘广聪广东工业大学计算机学院

针对现有的传感网节点覆盖部署优化迭代算法,大多存在迭代次数较多、算法耗时较长、计算结果容易陷入局部最优等问题,提出一种基于最小圆和Voronoi图的优化算法,在对平面区域进行最佳部署规划以及给每个最优节点进行编号命名的同时,对... 详细信息

针对现有的传感网节点覆盖部署优化迭代算法,大多存在迭代次数较多、算法耗时较长、计算结果容易陷入局部最优等问题,提出一种基于最小圆和Voronoi图的优化算法,在对平面区域进行最佳部署规划以及给每个最优节点进行编号命名的同时,对散落于真实环境中的传感器节点进行对应编号,通过编号配对实现对传感器节点位置的快速调度优化。仿真实验测试的结果表明,所提出的算法能够使覆盖率得到保证且不易陷入局部最优,并且能够有效降低算法耗时和节点能耗。

关键词：传感器网络节点覆盖优化最小圆 Voronoi图

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无线传感器网络节点覆盖优化策略研究

信息与电脑 2023年第6期35卷 13-16页

作者：孙彬耿伟涛郑州工业应用技术学院河南新郑451100

无线传感器网络是一种多学科交叉、高度集成的技术,具有成本低、操作便捷、具有一定的感知通信能力等优势,已广泛应用在各个领域的环境监测中。然而在农林、野外等三维环境中,无线传感器的空间覆盖问题一直是研究的热点、难点,理想的二... 详细信息

无线传感器网络是一种多学科交叉、高度集成的技术,具有成本低、操作便捷、具有一定的感知通信能力等优势,已广泛应用在各个领域的环境监测中。然而在农林、野外等三维环境中,无线传感器的空间覆盖问题一直是研究的热点、难点,理想的二维平面环境中,无线传感器网络的性能、覆盖范围与三维环境截然不同。基于此,提出一种符合三维场景覆盖感知的无线传感器网络模型及算法。

关键词：无线传感器网络节点覆盖优化策略移动式三维覆盖

一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法

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武汉理工大学学报（信息与管理工程版） 2006年第7期28卷 30-32,36页

作者：黄铮武汉理工大学信息工程学院湖北武汉430070

研究了一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法。利用该算法,不需要知道整个网络的拓扑结构,或全局信息就能快速有效地访问整个网络中的全部节点,实现节点覆盖的目的。仿真结果证明,即便考虑节点失效的影响,该算法仍然保证了一定... 详细信息

研究了一种基于移动代理的无线传感网络节点覆盖算法。利用该算法,不需要知道整个网络的拓扑结构,或全局信息就能快速有效地访问整个网络中的全部节点,实现节点覆盖的目的。仿真结果证明,即便考虑节点失效的影响,该算法仍然保证了一定的有效性。

关键词：无线传感网络节点覆盖移动代理