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

E+E無線傳感器網絡中繼器放置
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，且傳感器網絡是由電池供電的，電池的續(xù)航能力較小。在許多應用領域中，常常無法更換電池或對電池充電，當傳感器節(jié)點電能用完，該節(jié)點就失去了作用。因此在對進行E+E無線傳感器網絡設計時，能耗問題是我們關注的一大問題。通過向E+E無線傳感器網絡中放置功能更加強大的中繼器也成為了減少網絡能耗延長網絡使用壽命的的重要策略。無論國內還是國外，各個國家政府都投入巨大的人力物力進行E+E無線傳感器網絡的研究，并且都紛紛將其上升為國家發(fā)展戰(zhàn)略，認定其是擺脫經濟頹勢的重要手段，同時也是未來的支柱產業(yè)。目前E+E無線傳感器網絡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絡生命周期研究、網絡能量利用效率研究、網絡拓撲結構研究等等方向。多域E+E無線傳感器網絡作為傳統(tǒng)E+E無線傳感器網絡研究方向的一個分支，也是傳統(tǒng)E+E無線傳感器網絡的未來發(fā)展方向之一。多域E+E無線傳感器網絡是指同時部署多個E+E無線傳感器網絡在同一個區(qū)域，但是各個傳感器網絡能夠相互合作，能夠利用其他網絡進行數(shù)據(jù)路由和信息傳遞的大規(guī)模傳感器網絡主要研究工作集中在雙層E+E無線傳感器網絡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)的網絡的連通性和覆蓋性。本文所討論的問題都是NP問題，所以針對的相應的問題的設計的算法均是近似算法。結構如下：緒論介紹了本文有關圖論與網絡的基本知識、組合優(yōu)化問題中的有關定義、算法的基本內容，為后面的章節(jié)做鋪墊。概述了E+E無線傳感器網絡中放置問題的發(fā)展歷史、研究現(xiàn)狀及意義，分別介紹了單層E+E無線傳感器網絡模型、雙層E+E無線傳感器網絡模型和混合型E+E無線傳感器網絡模型。對于其中的某些文獻，給出了單層、雙層、混合型E+E無線傳感器網絡的現(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無線傳感器網絡的研究領域至關重要。首先研究了二維平面中含有基站的雙層E+E無線傳感器網絡放置問題。根據(jù)特定的中繼器與傳感器傳輸半徑關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。在此基礎上，加以推廣，設計了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無線傳感器網絡的中繼器放置問題。隨著研究的深入和實際應用的需求，三維E+E無線傳感器網絡的需求也逐漸增大。將E+E無線傳感器網絡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無線傳感器網絡的k-覆蓋2連通問題，設計算法，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，并設計相應的算法，給出常數(shù)性能比。對全本文進行歸納與總結，指出E+E無線傳感器網絡中未來有待解決的問題，并對相關工作進行了展望。在多域E+E無線傳感器網絡中，既存在著E+E無線傳感器網絡領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無線傳感器網絡自身存在的問題，如多個網絡間的合作問題，網絡之間的信任問題等。因此當我們設計適應于多域E+E無線傳感器網絡的路由算法時，應當仔細考慮上述這些問題。研究主要是在多域E+E無線傳感器網絡的框架下進行的。我們的研究過程主要劃分為兩大模塊：網絡模型構建和網絡路由算法設計與實現(xiàn)。在網絡模型構建中，我們基于嚴格傳輸距離（CTR）拓撲控制策略和K鄰居拓撲控制策略，提出一種改進的拓撲控制策略。這種改進的拓撲策略能夠更加符合實際的部署過程，并導致網絡的拓撲結構合理，使得網絡不易發(fā)生崩潰。然后利用改進的拓撲控制策略構建我們的網絡模型——多域E+E無線傳感器網絡模型。在多域E+E無線傳感器網絡模型中，我們設立了兩種工作模式：網絡合作（NC）模式和網絡獨立（NS）模式，用來進行多域E+E無線傳感器網絡和兩個獨立的E+E無線傳感器網絡進行對比。 繼而在網絡路由算法設計與實現(xiàn)中，在網絡模型的基礎上提出新型的BiPEL算法，這是一個基于虛擬貨幣激勵機制的網絡路由算法。在BiPEL算法中，在每個網絡內部，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)點相應的價格；在多個網絡跨域時，我們利用各個網絡的基準價格來調整各個傳感器節(jié)點的價格。

E+E無線傳感器網絡中繼器放置
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。實驗結果證實了BiPEL算法能夠延長多域E+E無線傳感器網絡的網絡生命周期，同時還能起到均衡網絡能量的作用。BiPEL算法能夠更加適應于多域E+E無線傳感器網絡的場景，同時也能利用BiPEL算法來進行多域E+E無線傳感器網絡的網絡特征研究。