基于拓?fù)渲貥?gòu)的水下移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化-論文.pdf

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1、第36卷第6期通信學(xué)報(bào)、，01．36No．62015年6月JournalonCommunicationsJune2015doi：10．119598．issn．1000—436x．2015155基于拓?fù)渲貥?gòu)的水下移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化何明1,2梁文輝1,3陳秋麗，陳希亮，陳劍f1．解放軍理工大學(xué)指揮信息系統(tǒng)學(xué)院，江蘇南京210007；2．解放軍第6l研究所，北京100071；3．解放軍61345部隊(duì)，陜西西安710004)摘要：針對(duì)水下移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(MUWSN，mobileunderwat

2、erwirelesssensornetworks)拓?fù)潆S洋流動(dòng)態(tài)演化對(duì)其網(wǎng)絡(luò)性能會(huì)產(chǎn)生很大影響，提出了一種基于拓?fù)渲貥?gòu)的水下移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋬?yōu)化方法，首先通過(guò)模擬魚群行為對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)位置進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)覆蓋度；其次，利用冗余節(jié)點(diǎn)修復(fù)網(wǎng)絡(luò)中不連通位置，消除關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連通性，最后，通過(guò)仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的合理性和有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提算法能在較低能耗下，保證網(wǎng)絡(luò)覆蓋度長(zhǎng)期維持在97％左右，連通率達(dá)到89％以上。關(guān)鍵詞：水下移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；拓?fù)鋬?yōu)化；自主式水下航行器中圖分類

3、號(hào)：TP393文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AOptimizationmethodthroughtopologyrec0nfigurati0nf0rmobileunderwaterwirelesssensornetworksHEMing，LIANGWen—hui，CHENQiu．1．i．，CHENXi．1iang，CHENJian(1．CollegeofCommandInformationSystem，PLAScienceandTechnologyUniversity,Nanjing210007，China；2．T

4、he61thResearchInstituteofPLA，Beijing100071，China；3．61345Armies，PLA，Xi’all710004，China)Abstract：Thetopologyofmobileunderwaterwirelesssensornetworks(MUWSN)evolvesdynamicallywithoceancur-rents，whichwillhavegreatimpactonnetworkperformance．Tosolvethisprobl

5、em，atopologyoptimizationmethodforMUWSNsisproposedbasedontopologyreconfiguration．Firstly,theproposedmethodoptimizesthecoveragerateofMUWSNsbyadjustingthelocationofsensornodesthroughsimulatingfishbehaviors．Secondly,tooptimizetheconnec—tivityofMUWSNs，thep

6、roposedmethodrepairsdisconnectedpositionsandeliminateskeynodesinMUWSNthroughusingredundantnodes．Finally,simulationresultsverifytherationalityandvalidityoftheproposedmethod．Experimen-talresultsshowthatthealgorithmcanguaranteethenetworkcoverageismaintai

7、nedatabout97％，conectivityrateabove89％，withlowerenergyconsumption．Keywords：mobileunderwaterwirelesssensornetworks；topologyoptimization；autonomousunderwatervehicle使其能夠勝任水下軍事目標(biāo)監(jiān)視、海洋數(shù)據(jù)收集、1引言水質(zhì)監(jiān)測(cè)、海底礦產(chǎn)資源探測(cè)等重要任務(wù)【4J。水下傳感器節(jié)點(diǎn)易受洋流、水下生物觸動(dòng)等外目前，針對(duì)傳統(tǒng)的地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)優(yōu)化研究已力影響

8、發(fā)生位置遷移，導(dǎo)致水下移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)有一些成果，付華等在文獻(xiàn)[5】中提出了一種量子遺絡(luò)拓?fù)渥兓l繁，從而影響了網(wǎng)絡(luò)性能，。合理高傳算法，用于解決地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)中感知節(jié)點(diǎn)分布優(yōu)化效的拓?fù)鋬?yōu)化方法能夠增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇煽啃院涂箚?wèn)題；Azrina等[6]通過(guò)一種分布式拓?fù)淇刂萍夹g(shù)從毀性，是提高M(jìn)UWSN網(wǎng)絡(luò)性能的有效手段，以傳感器電池能量方面考慮，對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能耗收稿日期：2014—07—21；修回13期：2015．01．20基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61301159)；江蘇省自