[发明专利]一种基于Dijkstra算法的无线传感器网络覆盖优化方法

权利要求书

1.一种基于Dijkstra算法的无线传感器网络覆盖优化方法，用于提高无线传感器网络性能，其特征在于：

假定在目标区域随机生成n个无线传感器节点，构成的集合{1，2，...，n}用图G＝(V，E)来表示，V为顶点集，E为边集，节点与节点所形成的边e_ij的权重为w_ij；

优化方法步骤如下：

S1：选择初始节点形成边的权重记为

u_j＝w_1j，R＝{1}，S＝{2，3，...，n}；

其中，T为G的一个支撑树，R和S是用来描述节点覆盖集的两个不同数集；

首先确定随机产生的无线传感器节点，然后分别计算出起始传感器节点到其余各个节点的权重，将已确定的起始传感器节点作为一个集合，剩余传感器节点作为待测节点归为一个集合；

S2：取置T＝T∪{e_ik}，R＝R∪{k}，S＝S\{k}，k为节点；取权重最小的边所对应的传感器节点纳入确定集合，剩下的传感器节点作为待测集合；

S3：如果则停止；否则继续开始u_j＝min{u_j，w_kj}，j∈S，返回S2进行循环操作；

上述方法设计中，节点与节点所形成的边的权重采用改进能量传递模型计算的节点与节点之间的能量损耗来代替；

采用频谱搬移的方式对信息进行调制，采用功率放大器这一机制，将能量E的损耗分为三个部分：发送电路E_p，放大电路E_q和接收电路E_r；所述传感器自身发送k’比特信息的总消耗能量：E_pq＝E_p+E_q；其中E_p是发射k’bit信息所损耗的能量；E_q是功率放大器发送k’bit信息传递距离d所损耗的能量；

代表自由信道和多径信道传递的计算公式为：

其中常数α_p，α_q代表自由信道和多径信道的参数，k’是指比特信息量，d指欧式距离即：d₀是由公式碍到；

考虑影响因子σ(σ＜1)后，得到的损耗公式为：

L(dB)＝(1+σ)*(32.44+20lgd(km)+20lgf(MHz))，计算这部分能量损耗，记做E_s，得出总的能量损耗E＝E_q+E_p+E_r+E_s，优化目标就是使得这部分能量损耗最小即：minE＝min(E_q+E_p+E_r+E_s)。