异构WSNs中节点稳定匹配的覆盖空洞修复优化算法*

苟平章,毛 刚,李凤珍,贾向东

(西北师范大学计算机科学与工程学院,兰州 730070)

覆盖空洞修复是衡量异构无线传感器网络HWSNs(Heterogeneous Wireless Sensor Networks)性能的重要指标之一,反映了一个区域被“感知”程度的优劣[1-3]。在实际应用中,由于网络初始节点随机部署,节点能耗不均或受周围复杂情况影响,造成节点失效,目标无法被有效监测,网络出现覆盖空洞,导致感知信息的不完整,造成网络通信不顺畅,影响整个网络的性能。因此,如何对覆盖空洞进行及时有效的感知并修复,是异构无线传感器网络亟待解决的基本问题。

许多中外文献对WSNs覆盖空洞修复方法进行了研究,文献[4]提出基于Voronoi图分布式本地DHD(Deployment Algorithm for Hole Detection and Healing)算法发现覆盖空洞,当两个移动节点距离太靠近时相互排斥,距离太远则相互吸引,移动节点整体的合力确定移动的方向和距离。文献[5]提出基于Voronoi覆盖空洞修复算法EECHS(Estimation and Enhancing of Coverage Holes Strategy),随机部署的节点将监测区域划分为若干Voronoi,再分割为若干三角形并结合相邻节点生成的Voronoi找到覆盖空洞位置,连接节点与相邻公共边两端点形成一个夹角,在夹角平分线上找到最优空洞修复点,但算法复杂程度较高且修复后节点冗余较大。文献[6]提出一种三角形网格空洞修复方法,利用ATN(Advanced Triangle Net)算法检测节点与其邻居节点构成的三角形网格是否被完全覆盖,若没有完全覆盖则利用TNR(Triangle Net Recovery)算法通过向三角形网格特定位置添加节点使三角形网格达到完全覆盖,该算法无需地理信息支持,但修复精度不够,需要填补大量节点。……