改进的虚拟力法提升无线传感器网络节点部署效率

本文主要探讨了改进的无线传感器网络节点虚拟力部署方法，这是一个在无线传感器网络研究领域中的重要课题。无线传感器网络因其分布式、自组织和能源受限的特点，其节点部署对网络性能有着显著影响。传统的虚拟力模型通过模拟物理世界的力来决定节点位置，然而，这种方法往往对初始状态敏感，且可能需要较长的时间才能达到稳定状态，这限制了网络的效率和稳定性。 在本文中，作者提出了一种创新的策略，将计算几何中的Delaunay三角剖分引入到虚拟力部署算法中。Delaunay三角剖分是一种经典的几何结构，它确保每个节点都被恰好一个三角形包围，并且三角形的尖角不会指向其他节点，这样可以更好地定义节点间的邻接关系。这种方法改变了传统虚拟力模型中所有节点都相互作用的局面，只让相邻节点施加力，从而降低了对初始状态的依赖，提高了部署过程的收敛速度。 作者团队——由贵阳学院和华南理工大学的研究人员组成，包括张涛副教授、余翔宇副教授以及两位硕士研究生蓝俊健和黄伟鹏，他们结合各自的专长——信号与信息处理、通信技术、图像处理和无线通信，共同研发了这一新的部署策略。他们的研究工作得到了国家自然科学基金、广东高校优秀青年创新人才培养计划、广东省科技计划等多个项目的资助。 仿真结果显示，改进后的虚拟力部署方法不仅在稳定性和收敛速度上有所提升，而且能够有效提高无线传感器网络的覆盖率，这意味着部署的节点能够更好地覆盖目标区域，增强网络的整体效能。这对于优化无线传感器网络的拓扑结构、提高网络的生命期和数据采集能力具有重要意义。 总结来说，本文的核心贡献在于引入Delaunay三角剖分技术改进了无线传感器网络节点的虚拟力部署算法，使得节点部署过程更加高效、稳定，并且能更好地适应实际应用场景。这项研究对于推动无线传感器网络的发展，尤其是在复杂环境下的部署优化具有实用价值。