虚拟节点调度算法在随机异构传感器网络中的应用

"随机异构传感器网络中基于虚拟节点的调度算法.pdf" 在随机异构无线传感器网络（Random Heterogeneous Wireless Sensor Networks, RHWSNs）中，节点的能量消耗和覆盖范围之间的平衡是网络设计的关键问题。传统的调度算法往往无法有效地解决这个问题，特别是在网络中的节点具有不同能力、能量和通信范围的异构环境中。为了克服这些挑战，文章提出了一个名为“基于虚拟节点的随机异构无线传感器网络调度算法”（Scheduling Algorithm Based on Virtual Nodes in Stochastic Heterogeneous Wireless Sensor Networks, SAVSH）。 SAVSH算法的核心是利用虚拟节点的概念。虚拟节点被部署在网络中，与原始物理节点一起构建了一个Delaunay三角化结构，这有助于确定节点间的虚拟力源。Delaunay三角形是一种几何构造，能够保证任意一个三角形内没有其他节点，使得网络的拓扑结构更为优化。通过这种方式，算法可以更好地控制节点的激活和休眠状态，从而实现覆盖的均匀分布和能量的高效利用。 该算法的工作原理如下：首先，根据网络中每个节点的位置信息构建Delaunay三角网；然后，虚拟节点被分配到每个物理节点的邻域内，这些虚拟节点与物理节点共同作用，模拟一种虚拟力场；接下来，每个节点根据其位置和周围虚拟节点产生的力进行移动，调整其状态，以达到覆盖最大化和能量消耗最小化的平衡；最后，通过不断迭代和调整，网络达到一种动态稳定状态，使得节点的覆盖范围得以优化，同时避免了过早的能量耗尽。 文章指出，SAVSH算法的优点在于它考虑了网络的随机性和异构性，通过虚拟节点的引入，可以更灵活地适应不同的网络条件。实验结果表明，与现有的调度算法相比，SAVSH在保持网络覆盖性能的同时，显著提高了网络寿命，减少了不必要的能量消耗。 该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然基金、江苏省博士后科研计划项目、江苏省“六大人才高峰”计划项目以及中央高校基本科研业务费专项资金的支持。文章的发表时间为2020年1月，表明这是一个相对较新的研究成果，对于理解和改进随机异构无线传感器网络的性能有着重要的理论和实际意义。