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E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中繼器放置
E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由多個節(jié)點組成的面向任務(wù)的無線自組織網(wǎng)絡(luò)。它綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，通過衛(wèi)星傳感器對目標(biāo)信息進行實時監(jiān)測，對信息進行處理，從而將信息傳遞給遠(yuǎn)程監(jiān)控中心。E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有感知、計算和通信能力。E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為未來科技的高科技產(chǎn)業(yè)之一，已經(jīng)在國防軍事、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、智能家居等領(lǐng)域初見規(guī)模應(yīng)用，其將對未來的經(jīng)濟發(fā)展、社會進步以及人類生活前進提供*的動力。

E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中繼器放置
大量的E+E無線傳感器節(jié)點分布在需要監(jiān)測的區(qū)域，監(jiān)測特定的信息、物理參量等。但是E+E無線傳感器節(jié)點往往分布在惡劣的環(huán)境中，傳感器節(jié)點很容易損壞，且傳感器網(wǎng)絡(luò)是由電池供電的，電池的續(xù)航能力較小。在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，常常無法更換電池或?qū)﹄姵爻潆?，?dāng)傳感器節(jié)點電能用完，該節(jié)點就失去了作用。因此在對進行E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時，能耗問題是我們關(guān)注的一大問題。通過向E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中放置功能更加強大的中繼器也成為了減少網(wǎng)絡(luò)能耗延長網(wǎng)絡(luò)使用壽命的的重要策略。無論國內(nèi)還是國外，各個國家政府都投入巨大的人力物力進行E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，并且都紛紛將其上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略，認(rèn)定其是擺脫經(jīng)濟頹勢的重要手段，同時也是未來的支柱產(chǎn)業(yè)。目前E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究正在如火如荼的進行中，其中主要研究的熱點包括網(wǎng)絡(luò)生命周期研究、網(wǎng)絡(luò)能量利用效率研究、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究等等方向。多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為傳統(tǒng)E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究方向的一個分支，也是傳統(tǒng)E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的未來發(fā)展方向之一。多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是指同時部署多個E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在同一個區(qū)域，但是各個傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠相互合作，能夠利用其他網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)路由和信息傳遞的大規(guī)模傳感器網(wǎng)絡(luò)主要研究工作集中在雙層E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中繼器放置問題的一類特殊問題。由于中繼器的成本相對較高，所以我們希望通過放置數(shù)目zui少的中繼器以實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)的連通性和覆蓋性。本文所討論的問題都是NP問題，所以針對的相應(yīng)的問題的設(shè)計的算法均是近似算法。結(jié)構(gòu)如下：緒論介紹了本文有關(guān)圖論與網(wǎng)絡(luò)的基本知識、組合優(yōu)化問題中的有關(guān)定義、算法的基本內(nèi)容，為后面的章節(jié)做鋪墊。概述了E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中放置問題的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及意義，分別介紹了單層E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型、雙層E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型和混合型E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型。對于其中的某些文獻(xiàn)，給出了單層、雙層、混合型E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有算法以及算法的性能比。本章對這些同類型問題的不同算法的結(jié)果進行了比較，并分析了這些算法的優(yōu)缺點。由于傳感器節(jié)點容易損壞，所以容錯性研究在E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究領(lǐng)域至關(guān)重要。首先研究了二維平面中含有基站的雙層E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)放置問題。根據(jù)特定的中繼器與傳感器傳輸半徑關(guān)系以及不同的算法分區(qū)因子，針對k-覆蓋2連通問題分別設(shè)計了性能比為常數(shù)的近似算法，并給出算法的界估計。在此基礎(chǔ)上，加以推廣，設(shè)計了k-覆蓋k-連通問題的近似算法，并給出算法的性能比分析。研究了三維空間上的E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中繼器放置問題。隨著研究的深入和實際應(yīng)用的需求，三維E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求也逐漸增大。將E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究從二維平面延伸到三維空間中，對于三維空間中的E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的k-覆蓋2連通問題，設(shè)計算法，給出性能比及分析，緊接著將其容錯性研究推廣到k-覆蓋k-連通問題，并設(shè)計相應(yīng)的算法，給出常數(shù)性能比。對全本文進行歸納與總結(jié)，指出E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中未來有待解決的問題，并對相關(guān)工作進行了展望。在多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，既存在著E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的重點疑難問題，例如節(jié)點的能量有限、計算資源有限、存儲能力不足等問題，同時還包含多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身存在的問題，如多個網(wǎng)絡(luò)間的合作問題，網(wǎng)絡(luò)之間的信任問題等。因此當(dāng)我們設(shè)計適應(yīng)于多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由算法時，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)考慮上述這些問題。研究主要是在多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的框架下進行的。我們的研究過程主要劃分為兩大模塊：網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建和網(wǎng)絡(luò)路由算法設(shè)計與實現(xiàn)。在網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)建中，我們基于嚴(yán)格傳輸距離（CTR）拓?fù)淇刂撇呗院蚄鄰居拓?fù)淇刂撇呗?，提出一種改進的拓?fù)淇刂撇呗浴＿@種改進的拓?fù)洳呗阅軌蚋臃蠈嶋H的部署過程，并導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)合理，使得網(wǎng)絡(luò)不易發(fā)生崩潰。然后利用改進的拓?fù)淇刂撇呗詷?gòu)建我們的網(wǎng)絡(luò)模型——多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型。在多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型中，我們設(shè)立了兩種工作模式：網(wǎng)絡(luò)合作（NC）模式和網(wǎng)絡(luò)獨立（NS）模式，用來進行多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和兩個獨立的E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行對比。 繼而在網(wǎng)絡(luò)路由算法設(shè)計與實現(xiàn)中，在網(wǎng)絡(luò)模型的基礎(chǔ)上提出新型的BiPEL算法，這是一個基于虛擬貨幣激勵機制的網(wǎng)絡(luò)路由算法。在BiPEL算法中，在每個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部，我們利用傳感器節(jié)點的位置，傳感器節(jié)點的剩余能量等節(jié)點信息來制定每個傳感器節(jié)點相應(yīng)的價格；在多個網(wǎng)絡(luò)跨域時，我們利用各個網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)價格來調(diào)整各個傳感器節(jié)點的價格。

E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中繼器放置
另外，還提出一個退化的通用簡單算法：LER算法，作為我們仿真實驗的對比算法。實驗結(jié)果證實了BiPEL算法能夠延長多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)生命周期，同時還能起到均衡網(wǎng)絡(luò)能量的作用。BiPEL算法能夠更加適應(yīng)于多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的場景，同時也能利用BiPEL算法來進行多域E+E無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)特征研究。