基于改良麻雀搜索优化的WSN节点部署策略

• 作者: 刘睿 莫愿斌 荆彩
• 学科: 工学
• 关键词: 无线传感器网络 节点部署 覆盖率 麻雀搜索算法 部署成本
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 网络与通讯
• 页码范围: 65-74
• 页数: 9页
• 分类号: TP393
• 语种: 中文
• DOI: 10.19304/J.ISSN1000-7180.2021.1015

摘要

覆盖问题是无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)设计中的首要问题，尽可能优化区域覆盖率是提升网络感知性能的直接手段.鉴于此，提出一种基于改良型麻雀搜索算法(Reformative Sparrow Search Algorithm, RSSA)的节点部署优化方案.首先，在算法搜索阶段，RSSA通过引入正余弦指引机制替换原算法位置更新模式，改善算法的遍历性；其次，利用Lévy随机步长特性为算法加入停滞扰动机制，使RSSA具备更强的抗局部极值能力；同时，采用更为契合实际的概率感知模型检测节点的覆盖状态，在迭代更新过程中对比替换更优节点集，从而获得区域覆盖率的提升.为验证改良算法的寻优效果，使用6组通用的基准函数对RSSA进行性能测试，并与三种不同算法进行对比，结果表明RSSA具有良好的优化性能.最后，将RSSA应用于两组WSN节点部署优化实例.对比不同文献中的覆盖优化算法，使用所提算法RSSA优化节点部署最高可取得99.99%的覆盖率，并且使区域内节点呈现均匀化分布，在保证较高覆盖率要求的同时使用了更少的节点，减少了节点冗余，降低了整体网络系统的部署成本.