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WSN覆盖控制策略及算法的应用,有助于网络节点能量的有效控制、感知服务质量的提高和整体生存时间的延长,但另一方面也会带来网络相关传输、管理、存储和计算等代价的提高.因此,WSN覆盖控制的性能评价标准对于分析一个覆盖控制策略及算法的可用性与有效性至关重要.通过从不同的角度总结出覆盖控制算法所面临的挑战,有助于清楚地比较出各种算法之间的优缺点.这里归纳出以下几点: 内容来自论文无忧网 www.paper51.com (1) 覆盖能力 内容来自www.paper51.com
以环境感知、目标监测、信息获取和有效传输为主要目标的WSN需要关心对传感区域或监测目标的覆盖能力,无线传感器网络覆盖控制问题也正是由此而来.因此,网络对目标区域或是目标点的覆盖程度是衡量一个WSN覆盖控制算法是否优劣的首要标准. copyright paper51.com (2) 网络的连通性 copyright paper51.com
由于WSN是一种无基础设施的网络,大量节点采用自组织方式协同完成指令中心的查询、搜集等指令,网络节点之间需要通过无线多跳方式或直接或间接地相互通信来协同工作.网络的连通性将有效保证自身无线多跳自组织通信的开展,并直接决定了WSN感知、监视、传感、通信等各种服务质量的达到. copyright paper51.com (3) 能量有效性(即延长网络生存时间) copyright paper51.com 由于WSN节点硬件平台资源受限、网络节点数量巨大、实际应用的环境条件复杂且大多不允许对“失效”节点进行电池更换,因此,如何节约各节点有限的电池能量并尽力延长整体网络的生存时间已成为WSN的重要性能指标[6].能量的有效性将是WSN覆盖控制所面临的一个主要挑战. paper51.com (4) 算法精确性 http://www.paper51.com 由于受实际部署条件差异、网络资源有限和覆盖目标特性等多方面的影响,使得WSN覆盖控制在很多情况下是一个NP完全问题[7,8],只能达到近似优化覆盖[9],势必会造成覆盖控制算法执行结果产生误差,甚至不能保证算法的有效执行.如何减小误差,提高算法的精确性成为优化覆盖控制算法的一项重要内容. paper51.com (5) 算法复杂性 http://www.paper51.com 不同WSN覆盖控制协议及算法其实现方式不同导致算法复杂程度也有较大差别.衡量一个WSN覆盖控制算法是否优化的一项重要标准就是其算法的复杂性程度.算法的复杂性程度通常包括时间复杂度、通信复杂度以及实现复杂度等,需要综合考虑. 内容来自www.paper51.com (6) 网络动态性 内容来自论文无忧网 www.paper51.com
一些特殊的应用环境,如运动目标监测覆盖[10,11]、网络动态覆盖[12]等,需要网络的覆盖控制协议与算法考虑节点具有运动能力、网络整体或传感目标运动等网络动态特性.因此,WSN覆盖控制的网络动态特性也成为一项必要的评价标准. paper51.com (7) 网络可扩展性支持 paper51.com
保证网络的可扩展性是WSN覆盖控制的另一项关键需求.没有网络可扩展性保证,网络的性能会随着网络规模的增加而显著降低.针对不同的应用需求,WSN的网络规模相差较大,网络的可扩展性需求在WSN中尤为明显. paper51.com (8) 算法实施策略 内容来自www.paper51.com WSN覆盖控制算法的执行可以有分布式、集中式以及两者的混合式3种方式.通常来说,由于WSN自身的能量消耗、协议操作代价、网络性能和精度等要求,使得利用本地信息执行的分布式算法更为适用.在一些特殊的网络操作环境下,分布式、集中式两种方式混合执行则更为有效. paper51.com 除了上面列出的一些所面临的挑战之外,WSN覆盖控制协议算法还会存在是否需要知道网络节点位置、是否需要专门的覆盖控制消息等差别.同样,它们也是我们设计、分析具体协议和算法时要考察的内容. 内容来自论文无忧网 www.paper51.com |