无线传感器网络中的有向连通覆盖理论研究

近年来，如何使用传感器节点的有向天线，来提高无线传感器网络（Wireless.Sensor Networks, WSN）的整体性能，成为了研究热点。本项目研究有向天线传感器网络中关于连通和覆盖的一些重要理论。我们将研究：二维情形下单覆盖/多覆盖和规则有向通信范围的最优传感器节点布局模式；三维情形下规则有向通信范围的最优传感器节点布局模式；任意工作空间中，无规则有向通信范围的传感器节点布局模式。另外，本项目还将研究实际环境下连通覆盖问题的传感器节点布局模式。研究成果将对完善有向天线传感器网络的连通覆盖理论具有重要意义，同时也对实际情况下备有向天线的传感器布局设计具有参考意义。

有向天线的无线网络中，连通覆盖最优布局模式的研究是一个新的课题。本项目研究有向天线传感器网络中关于连通和覆盖的一些重要理论。我们设定了三个研究研究目标：（1）为二维情形下的毯状覆盖，设计一套完整的有向天线传感器网络节点最优布局模式；（2）为三维情形下的毯状覆盖，设计一套比较完整的带有向天线的传感器节点最优布局模式；（3）应用上述研究成果到其他情况的最优模式的设计和证明。..在这三年时间，我们根据以上研究目标进行工作。总体上按计划进行，有些作了必要的调整和变动。其中，关于第一目标即二维情形下的毯状覆盖，我们建立了在任意有向天线夹角和通信和感知半径比例的规则有向通信范围的最优传感器节点布局模式。关于第二目标，即三维情形下的毯状覆盖，我们对三维情形下规则有向通信范围的最优传感器节点布局模式作了研究，发现这个问题非常复杂，我们迄今没有取得实质成果。关于第三目标，我们已将第一目标的取得的理论和方法用到有边界覆盖区域的最优传感器节点布局和视频传感器网络覆盖问题。..项目研究成果已发表在两篇计算机网络的主流会议（IEEE INFOCOM）和录用在传感器网络的主要期刊(ACM ToSN)中。这些研究成果对完善有向天线传感器网络的连通覆盖理论具有重要意义，同时也对实际情况下备有向天线的传感器布局设计具有参考意义。..在该项目执行过程中，我们与国内外进行广泛学术交流主要与年轻学者和学生合作，对他们的成长起了一定的促进作用。