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年轮式水下无线传感器网络节点深度自调节优化部署方法

闫雒恒 贺昱曜

闫雒恒, 贺昱曜. 年轮式水下无线传感器网络节点深度自调节优化部署方法[J]. 微电子学与计算机, 2021, 38(10): 49-56. doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.0234
引用本文: 闫雒恒, 贺昱曜. 年轮式水下无线传感器网络节点深度自调节优化部署方法[J]. 微电子学与计算机, 2021, 38(10): 49-56. doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.0234
YAN Luoheng, HE Yuyao. An autonomous depth-adjustment deployment algorithm by growth ring for underwater wireless sensor networks[J]. Microelectronics & Computer, 2021, 38(10): 49-56. doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.0234
Citation: YAN Luoheng, HE Yuyao. An autonomous depth-adjustment deployment algorithm by growth ring for underwater wireless sensor networks[J]. Microelectronics & Computer, 2021, 38(10): 49-56. doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.0234

年轮式水下无线传感器网络节点深度自调节优化部署方法

doi: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.0234
基金项目: 

国家自然科学基金 61271143

河南省高等学校重点科研项目 20A520023

详细信息
    作者简介:

    闫雒恒   女,(1977-),博士研究生,副教授.研究方向为无线传感器网络技术,E-mail: yanluoheng@ncwu.edu.cn

    贺昱曜   男,(1956-),博士,教授.研究方向为无线传感器网络技术,电气工程

  • 中图分类号: TP212

An autonomous depth-adjustment deployment algorithm by growth ring for underwater wireless sensor networks

  • 摘要: 为提高水下无线传感器网络覆盖率,同时解决因通信能量消耗不均衡而造成网络无法正常使用的问题,本文提出一种“年轮式”水下无线传感器网络节点深度自部署算法.采取年轮式构建网络的以Sink节点为根节点的非均匀全连通树结构;在计算节点下潜深度时,构建基于覆盖利用率和能量均衡的优化模型,实现针对基准节点的全局最优深度计算.仿真实验结果表明,本文部署方法形成的网络拓扑结构,不但在确保全连通的前提下提升了网络覆盖率,而且有效均衡不同区域网络能耗,提高了后期使用网络的可靠性,有效延长了网络寿命.
  • 图  1  年轮式全连通树构建平面示意图

    图  2  基于基准节点的局部最佳下潜深度计算示意图

    图  3  年轮式深度自调节非均匀部署算法流程图

    图  4  网络覆盖率分析

    图  5  平均节点度分析

    图  6  Sink节点Rcmax范围内的节点数

    图  7  平均路径长度分析

    表  1  仿真参数设置

    参数名 含义 参数值
    N 部署区域节点数 [80, 160]
    Rs 节点感知半径 40 (m)
    Rcmax 通信半径最大值 80 (m)
    α 式(8)模型参数 1.4
    β 式(8)模型参数 0.25
    φ 式(9)参数 0.05
    th 确实Rootg时的阈值 0.6
    Δr 取候选深度时步长 1 (m)
    a 式(12)模型参数 0.8
    b 式(12)模型参数 0.2
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-21
  • 修回日期:  2021-02-28
  • 刊出日期:  2021-10-05

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