公平的有向传感器网络方向优化和节点调度算法

摘要

为了解决有向传感器网络中点目标覆盖控制问题,分别提出了两种方向优化算法和一个节点调度协议:改进的贪婪(enhanced greedy algorithm,简称EGA)、公平的方向优化(equitable direction optimization,简称EDO)算法和邻居节点调度协议(neighbors sensing scheduling,NSS).EGA基于覆盖最多未覆盖的目标数选取工作方向,其不足是可能忽略临界目标.EDO优化算法调节节点的工作方向,优先覆盖临界目标,公平分配感知资源,减小目标覆盖度的差异,EDO算法使用效用值评价每个方向对网络覆盖质量的贡献大小,影响效用值的因素包括每个方向上的目标数、目标的覆盖度和邻居节点的方向决策,EDO总是选择效用值最大的方向作为工作方向.NSS协议引入局部覆盖集的概念,通过局部覆盖集判断当前节点是否为冗余节点,并在考虑节点剩余能量时决定节点是否可以转为睡眠,调度协议允许一个节点加入多个覆盖集,覆盖集轮流工作,使网络生存期最大化.仿真实验结果表明,分布式的EDO算法比EGA算法具有更好的方向优化性能,临界目标的覆盖质量提高了30%,同时明显地提高了网络生存期.