13、无线传感器网络覆盖优化研究

无线传感器网络覆盖优化研究

1. 无线传感器网络覆盖概述

在无线传感器网络（WSN）中，覆盖是评估网络质量的关键因素，它反映了对一个区域的监测程度。众多研究围绕此展开，旨在找到有效的覆盖优化策略。

根据相关调查，影响WSN覆盖度量的主要设计因素有六个，分别为覆盖类型、活动调度、覆盖程度、覆盖半径、网络连接性和部署方法。基于这些因素，WSN的覆盖问题可分为三大类：区域覆盖、目标覆盖和屏障覆盖。

2. 不同类型覆盖问题及解决方法

2.1 区域覆盖

• 问题描述 ：对于预定义数量且具有不同感知范围的传感器节点，需找到其最佳位置，以覆盖尽可能大的区域。这是一个NP难的组合优化问题。
• 解决方法
  • Yourim Yoon和Yong - Huyk的遗传算法 ：2013年提出，个体是传感器节点坐标的数组，按感知范围降序排列。通过蒙特卡罗技术计算个体的覆盖面积（CoA）来评估。该方法复杂度为O(nL)（L >> n），实验结果虽有改善但未达最优。
  • Dinh等人的改进算法 ：2015年初提出，新的适应度函数复杂度为O(n²)，采用启发式初始化和改进的变异操作，降低了计算复杂度，从O(nL)降至O(n²)，但测试数据集节点数量少且多为静态节点，有待进一步改进以处理更多静态和移动节点。
  • Sudip Misra等人的方法 ：2015年提出，解