基于可信信息覆盖的传感网覆盖问题研究

摘要

覆盖是无线传感器网络最重要的性能指标之一。目前绝大部分关于覆盖问题的研究都是基于最简单的圆盘覆盖模型，即传感器的覆盖区域是一个圆盘区域。在场重建理论的基础上，我们提出了全新的可信信息覆盖模型，它不仅考虑了多个传感器之间的协作，而且考虑了物理变量的空间相关性。通过把覆盖问题和信息融合技术结合在一起，可信信息覆盖模型拓展了对于覆盖模型的研究。在本文中，我们主要研究了可信信息覆盖模型的数学特性和它在无线传感器网络中的应用。
　　我们首先在第三章介绍了可信信息覆盖模型的定义，然后在第四章的前半部分中研究了可信信息覆盖模型的数学特性。我们的研究内容主要包括三个方面。第一，我们通过严格的数学计算证明了基于可信信息覆盖模型的无线传感器网络的最优部署模式；第二，我们通过严格的数学计算推导了随机部署传感器节点使得实现完全覆盖的关键节点密度的上下界。第三，我们首先给出了基于可信信息覆盖模型的无线传感器网络的节点部署问题的数学定义，然后提出了两个启发式算法来近似解决该问题。
　　在本文中，我们首先在第四章的后半部分中通过严格的数学计算证明了正三角形部署模式是所有由圆内接锐多边形组成的部署模式中的最优部署模式，然后在第五章中通过严格的数学计算推导了随机部署传感器节点使得实现完全覆盖的关键节点密度的上下界，并用仿真结果证明了该上下界的正确性。最后，我们在第六章中提出了两个启发式算法，即CCF算法和CFRP-RR算法，来解决基于可信信息覆盖模型的无线传感器网络的节点部署问题。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究内容

1.3 章节安排

2 传感网覆盖问题研究现状

2.1 传感器覆盖模型

2.2 覆盖问题的分类

2.3 可信信息覆盖模型

3 可信信息覆盖模型

3.1 可信信息覆盖的定义

3.2 克里金插值

3.3 可信信息覆盖和圆盘覆盖的比较

4 基于可信信息覆盖的传感网最优部署模式

4.1 一个传感器的?覆盖

4.2 两个传感器的?覆盖

4.3 正多边形的?覆盖

4.4 正多边形组成的最优部署模式

4.5 进一步的讨论

4.6 附录A

4.7 附录B

5 基于可信信息覆盖的传感网关键节点密度

5.1 随机部署问题的抽象

5.2 离散近似算法

5.3 一个具体的算例

5.4 仿真结果

5.5 附录A

5.6 附录B

6 基于可信信息覆盖的传感网节点部署算法

6.1 节点部署问题的抽象

6.2 节点部署问题的解法

6.3 仿真结果

7 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢