44、基于地形分区的无线传感器网络现实部署方法

基于地形分区的无线传感器网络现实部署方法

1. 引言

在无线传感器网络（WSN）的三维随机部署中，存在着诸多问题。感兴趣区域（RoI）通常存在传感器密度极低的隐藏部分，导致覆盖质量很差，严重影响了WSN的性能。已有研究指出了3D WSN随机部署在覆盖方面的局限性，并建议采用确定性的传感器放置方法，这种方法需要预先计算传感器的位置，同时考虑传感器特性和RoI的地形。

目前，WSN在3D地形上的部署问题被证明是NP难问题，已有许多研究针对该问题提出了基于启发式或元启发式的近似解决方案，但这些方法大多没有考虑RoI不同子区域地形复杂度的差异。为了改善覆盖和连通性，本文提出了一种新的部署方法，其创新点在于将RoI划分为地形简单的子区域，以此指导由传感器和中继组成的网络部署。

2. 相关工作

现有WSN部署方法的主要区别在于地形表示方式，可分为以下几类：
- 矩阵模型 ：大多数方法采用矩阵模型，将地形表示为矩阵，每个单元格的值对应其在地形上所代表位置的海拔。
- 三角网模型（TIN） ：部分方法使用三角网模型，将地形表示为三角形网络。该模型可通过三角剖分方法从矩阵模型推导而来。
- 数学模型 ：少数简单方法采用数学模型，直接根据数学公式计算每个点的坐标。

此外，不同方法在表示传感器能力时考虑了不同的假设和模型，传感器可以是同质或异质、定向或全向、移动或静态的，其覆盖能力可以用二进制或概率模型表示。这些方法的目标包括连通性、传感器隐身性和覆盖等，其中覆盖是所有方法的主要目标。

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