本發(fā)明涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，具體地，涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法以及裝置。

背景技術(shù)：

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量具備感知、信息處理及無線通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，低成本、擴(kuò)展性、可靠性、準(zhǔn)確性及部署的便易性使其被廣泛應(yīng)用于不同領(lǐng)域中。由于傳感器節(jié)點(diǎn)以電池供電為主，其能量具有一定的局限性，如何在有效的能量中提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能，在較為復(fù)雜的傳輸環(huán)境中，適應(yīng)應(yīng)用場景的多樣性變化是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)亟待解決的問題。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)最主要的任務(wù)就是監(jiān)測物理環(huán)境，并將節(jié)點(diǎn)感知的信息轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)。連通性覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要問題，其所解決的是如何保證監(jiān)測區(qū)域中所有節(jié)點(diǎn)形成的監(jiān)測范圍可以滿足應(yīng)用需求。同時(shí)，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)都可以將其感知的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至網(wǎng)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)，而不會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)分隔。目前，網(wǎng)絡(luò)連通性覆蓋研究的工作大多依賴于外部基礎(chǔ)設(shè)施或者一些定位機(jī)制等，使每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)獲得其物理位置。然而，Stojmenovic通過實(shí)驗(yàn)表明，在傳感器節(jié)點(diǎn)中嵌入GPS或有向天線等，不僅成本相對(duì)較高，而且需要消耗大量的能量。同時(shí)，存在一些準(zhǔn)確定位的問題。因此，需要解決在沒有節(jié)點(diǎn)位置信息的情況下，如何能夠有效地解決網(wǎng)絡(luò)連通性覆蓋的問題。在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)覆蓋研究中，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的地理位置信息計(jì)算覆蓋信息，但是，地理位置信息的獲得依賴于外部基礎(chǔ)設(shè)施，極大地增加了節(jié)點(diǎn)的硬件成本和能量消耗。在沒有精確位置信息的情況下，對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的覆蓋關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，由于計(jì)算精度存在一定誤差，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)部分區(qū)域可能會(huì)形成覆蓋盲區(qū)，使得網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息不準(zhǔn)確。Liu C等人將傳感器節(jié)點(diǎn)隨機(jī)劃分為k個(gè)子集，每個(gè)子集中的傳感器節(jié)點(diǎn)周期性地執(zhí)行感知任務(wù)，但是存在由于子集分配的隨機(jī)性導(dǎo)致覆蓋率優(yōu)劣不可預(yù)知。由于應(yīng)用場景的不同，故對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋的要求也會(huì)有所不同，只要網(wǎng)絡(luò)對(duì)監(jiān)測區(qū)域維持一個(gè)合理的覆蓋率就可以滿足應(yīng)用需求，故覆蓋率可以作為衡量網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的指標(biāo)之一。

網(wǎng)絡(luò)研究中提出了許多構(gòu)建連通支配集算法，用于選擇骨干節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。當(dāng)節(jié)點(diǎn)感知范圍等于通信范圍時(shí)，節(jié)點(diǎn)可以覆蓋網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)，即節(jié)點(diǎn)覆蓋，同時(shí)也保證網(wǎng)絡(luò)的連通性。雖然文獻(xiàn)認(rèn)為在節(jié)點(diǎn)部署密度很大時(shí)，通過構(gòu)建CDS得到的節(jié)點(diǎn)覆蓋可以近似于區(qū)域覆蓋，但是，節(jié)點(diǎn)覆蓋并不等于區(qū)域覆蓋。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的研究，S等人提出了集中式的算法計(jì)算最大覆蓋集，不具有良好的可擴(kuò)展性，而且算法依賴節(jié)點(diǎn)的位置信息。C等人利用線性規(guī)劃方法在監(jiān)測區(qū)域中優(yōu)化節(jié)點(diǎn)部署，以達(dá)到完全覆蓋的目標(biāo)。Tian等人提出了免職合格規(guī)則(off-duty eligibility rule)，根據(jù)節(jié)點(diǎn)的位置或信號(hào)達(dá)到角度計(jì)算節(jié)點(diǎn)間的覆蓋關(guān)系。由于算法沒有考慮節(jié)點(diǎn)覆蓋區(qū)域可能出現(xiàn)過多的重疊，導(dǎo)致工作節(jié)點(diǎn)數(shù)量過多，造成額外的能耗。在概率感知模型下，如何準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)覆蓋空洞并及時(shí)修補(bǔ)仍然是一個(gè)需要進(jìn)一步研究的問題?，F(xiàn)有概率模型下的研究也只是從連通集的角度提高目標(biāo)覆蓋，提高事件感知率。在概率覆蓋問題上，Vibhav等人采用概率感知模型研究數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)生命周期。陸漢城等人對(duì)概率感知模型下的事件檢測概率進(jìn)行了分析研究。Tan等人指出，概率感知模型比0-1模型能夠更有效地改善網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能，0-1模型僅適用于信噪比較高的情形，而概率感知模型借助于數(shù)據(jù)融合，能夠適用信噪比較低的情形。

發(fā)明專利“一種基于改進(jìn)粒子群優(yōu)化的LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化方法”(公開號(hào)：CN105515629A)該發(fā)明設(shè)置候選天線傾角集合和天線傾角調(diào)整尺度；計(jì)算當(dāng)前天線傾角集合對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)效用，即負(fù)載約束下系統(tǒng)覆蓋的用戶數(shù)；判斷是否滿足負(fù)載約束，重新初始化不滿足負(fù)載約束的天線傾角集合；記錄自身及全局最優(yōu)天線傾角集合；更新候選天線傾角集合和天線傾角調(diào)整尺度；設(shè)置各天線傾角。該方法通過將天線傾角與改進(jìn)粒子群優(yōu)化中的粒子位置相聯(lián)系，利用改進(jìn)粒子群優(yōu)化基站(eNB)的天線傾角，在保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載約束的同時(shí)，獲得網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能的極大提升。發(fā)明專利“一種分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋空洞識(shí)別方法”(公開號(hào)：CN105072631A)在邊界節(jié)點(diǎn)集中以一個(gè)點(diǎn)為起始點(diǎn)在其1跳或2跳鄰居節(jié)點(diǎn)中檢索符合絕對(duì)角要求的后繼，若搜索不到符合要求的后繼則改變方向繼續(xù)檢索，在此過程中若后繼為2跳鄰居則插入最近公共1跳鄰居，重復(fù)以上過程直到邊界節(jié)點(diǎn)集為空，得到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋空洞，解決了目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中覆蓋空洞識(shí)別精度低，能耗要求高的技術(shù)難題，將覆蓋空洞的識(shí)別問題轉(zhuǎn)化為環(huán)繞其的邊界節(jié)點(diǎn)識(shí)別和聚類問題，有效降低了算法復(fù)雜度，減少了運(yùn)行時(shí)間和覆蓋空洞識(shí)別過程中節(jié)點(diǎn)間的通信與能量消耗，提高了識(shí)別精度。

隨著無線信息技術(shù)的不斷進(jìn)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能是衡量無線傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，直接影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)覆蓋問題的研究大部分基于傳統(tǒng)的全向感知模型，但在實(shí)際中，傳感網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能會(huì)受到多種因素的影響，例如，由于很多應(yīng)用環(huán)境較為復(fù)雜，網(wǎng)絡(luò)的初始部署大都采用拋灑、投擲、噴射等隨機(jī)部署策略，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的分布具有很大的隨機(jī)性，易造成節(jié)點(diǎn)分布不均；再加上有向傳感節(jié)點(diǎn)的感知方向隨機(jī)分布，感知范圍有限，這樣就更加容易形成感知區(qū)域的覆蓋空洞和覆蓋重疊，這些都會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能。另外，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多的情況下，網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能的影響因素多且關(guān)系復(fù)雜，難以優(yōu)化。以上研究中，僅僅從網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量的角度考慮，并未考慮到無線信號(hào)的不規(guī)則性對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋率及網(wǎng)絡(luò)連通性帶來的影響。對(duì)于大部分感知信號(hào)來說,當(dāng)無線信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中若遇見障礙物，則會(huì)使得接收信號(hào)功率發(fā)生變化，存在信號(hào)遮擋或損耗等的現(xiàn)象，同時(shí)還可能使得網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)不同方向的接收信號(hào)存在一定的差異性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在傳播過程中具有不規(guī)則性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法，通過將能量作為主要的因素加以考慮，基于信號(hào)的不規(guī)則性和網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)感知范圍的不規(guī)則性，針對(duì)網(wǎng)內(nèi)覆蓋連通性等特點(diǎn)進(jìn)行覆蓋修復(fù)，從而達(dá)到節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了延長網(wǎng)絡(luò)有效壽命的目的。

依據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法，所述方法包括：

基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

根據(jù)所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集；

基于所述最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能。

可選地，所述基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集，包括：

計(jì)算所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑；

根據(jù)所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑確定所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知區(qū)域，并將所述不規(guī)則感知區(qū)域近似為多邊形區(qū)域；

對(duì)所述多邊形區(qū)域進(jìn)行模糊最小處理，形成多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域；

將位于每個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)存放至第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域進(jìn)行離散化，把不屬于所述不規(guī)則感知區(qū)域的部分區(qū)域及非覆蓋任務(wù)區(qū)域標(biāo)記為覆蓋冗余區(qū)，并將對(duì)應(yīng)的最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)從所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集中剔除形成第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

對(duì)所述多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域中的最小綁定不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，保證對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域全覆蓋，從而根據(jù)所述第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集得到最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集。

可選地，所述計(jì)算所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑，包括：

根據(jù)以下公式一計(jì)算得到所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)感知半徑：

r_i＝ιηΘ(α,d(i,j)) 公式一

根據(jù)以下公式二計(jì)算得到所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)：

其中，d(i,j)表示傳感器節(jié)點(diǎn)i和傳感器節(jié)點(diǎn)j之間的距離，α表示傳感器節(jié)點(diǎn)i和傳感器節(jié)點(diǎn)j的連線與水平方向的夾角，Θ(α,d(i,j))表示α角度范圍內(nèi)的感知半徑函數(shù)，η表示信號(hào)衰落因子，ι表示傳播損耗比值，r_i表示傳感器節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)感知半徑，A表示所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指定的覆蓋率，p表示所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)至少被1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)感知覆蓋的概率，m表示任意傳感器節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的覆蓋率不下于A時(shí)所需的最少鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)。

可選地，所述方法還包括：

根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算得到傳感器節(jié)點(diǎn)與每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的距離；

判斷所述距離是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值；

若是，則判定所述傳感器節(jié)點(diǎn)為冗余節(jié)點(diǎn)；或

根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算得到傳感器節(jié)點(diǎn)被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的概率；

判斷所述概率是否大于預(yù)設(shè)閾值；

若是，則判定所述傳感器節(jié)點(diǎn)為冗余節(jié)點(diǎn)。

可選地，所述方法還包括：

在最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置不存在傳感器節(jié)點(diǎn)的情況下，根據(jù)所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的感測概率和鄰居節(jié)點(diǎn)到所述幾何中心點(diǎn)位置的距離確定存放至所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集的傳感器節(jié)點(diǎn)。

可選地，所述方法還包括：

所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集中傳感器節(jié)點(diǎn)向?qū)?yīng)的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，獲取所述鄰居節(jié)點(diǎn)和自身的剩余能量值，并依據(jù)公平性原則選取剩余能量最多的傳感器節(jié)點(diǎn)。

可選地，所述根據(jù)所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集，包括：

以所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中的任意傳感器節(jié)點(diǎn)為中心，并以所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知有效邊界為界限，從不同方向向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送自身信息，確定所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)連通域；

根據(jù)所述鄰居節(jié)點(diǎn)連通域與所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的的感知區(qū)域獲得所述鄰居節(jié)點(diǎn)連通域與所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的的感知區(qū)域的覆蓋度；

將所述覆蓋度轉(zhuǎn)化為不規(guī)則邊界和子覆蓋域帶權(quán)連通圖；

若所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的連通子圖域的覆蓋度不小于預(yù)設(shè)的覆蓋度閾值，則將所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)和所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的連通子圖定點(diǎn)加入連通覆蓋集；

若所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的連通子圖域的覆蓋度小于預(yù)設(shè)的覆蓋度閾值，則將所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)加入所述連通覆蓋集；

遍歷所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中的所有傳感器節(jié)點(diǎn)，得到所有的連通覆蓋集，根據(jù)所有的連通覆蓋集建立得到互不重疊的最小連通覆蓋集。

可選地，所述基于所述最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，包括：

獲取所述覆蓋盲區(qū)的權(quán)重因子集和所述覆蓋冗余區(qū)的權(quán)重因子集；

在修復(fù)區(qū)域?yàn)樗龈采w盲區(qū)的情況下，根據(jù)所述覆蓋盲區(qū)的權(quán)重因子集選取覆蓋盲區(qū)Di，

在所述最小連通覆蓋集中選取距離所述Di的近似中心傳感器節(jié)點(diǎn)H最近的傳感器節(jié)點(diǎn)Ki，

以傳感器節(jié)點(diǎn)Ki為參考點(diǎn)，在所述最小連通覆蓋集中選取距離傳感器節(jié)點(diǎn)Ki最近的傳感器節(jié)點(diǎn)Kj，從而傳感器節(jié)點(diǎn)Ki、Kj和近似中心傳感器節(jié)點(diǎn)H構(gòu)成所述Di的最小覆蓋角

若則Ki為所述Di的修復(fù)節(jié)點(diǎn)，若以的角平分線Li為界，從所述最小連通覆蓋集中選取到角平分線Li最近的傳感器節(jié)點(diǎn)Km，傳感器節(jié)點(diǎn)Ki和Km為所述Di的修復(fù)節(jié)點(diǎn)；若對(duì)進(jìn)行對(duì)分，以α₀為劃分臨值，直至其劃分的角小于或等于α₀，并選取到相應(yīng)的角平分線上的最近傳感器節(jié)點(diǎn)，從而確定所述Di的修復(fù)節(jié)點(diǎn)；

在修復(fù)區(qū)域?yàn)樗龈采w冗余區(qū)的情況下，根據(jù)所述覆蓋冗余區(qū)的權(quán)重因子集選取覆蓋冗余區(qū)Bi，

通過對(duì)所述Bi的面積最小值進(jìn)行分析，利用所述Bi內(nèi)多個(gè)連通節(jié)點(diǎn)的平衡性，求得傳感器節(jié)點(diǎn)的感知半徑近似最優(yōu)解，

基于已有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的連通性，結(jié)合感知區(qū)域的不規(guī)則性，通過感知半徑近似最優(yōu)解進(jìn)行調(diào)整來對(duì)所述Bi進(jìn)行最小化修復(fù)。

依據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)裝置，所述裝置包括：

獲取單元，用于基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

構(gòu)建單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集；

修復(fù)單元，用于基于所述最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能。

可選地，所述獲取單元，具體用于：

計(jì)算所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑；

根據(jù)所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑確定所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知區(qū)域，并將所述不規(guī)則感知區(qū)域近似為多邊形區(qū)域；

對(duì)所述多邊形區(qū)域進(jìn)行模糊最小處理，形成多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域；

將位于每個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)存放至第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域進(jìn)行離散化，把不屬于所述不規(guī)則感知區(qū)域的部分區(qū)域及非覆蓋任務(wù)區(qū)域標(biāo)記為覆蓋冗余區(qū)，并將對(duì)應(yīng)的最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)從所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集中剔除形成第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

對(duì)所述多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域中的最小綁定不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，保證對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域全覆蓋，從而根據(jù)所述第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集得到最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集。

通過上述技術(shù)方案，基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集；并根據(jù)最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集；以及基于最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能，從而達(dá)到節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了延長網(wǎng)絡(luò)有效壽命的目的。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明一實(shí)施例提供的傳感器節(jié)點(diǎn)不規(guī)則感知區(qū)域的示意圖；

圖4是本發(fā)明一實(shí)施例提供的最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選取的示意圖；

圖5是本發(fā)明一實(shí)施例提供的覆蓋連通節(jié)點(diǎn)選取的示意圖；

圖6是本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是為了達(dá)到某種監(jiān)測目的，網(wǎng)絡(luò)能在盡量長的時(shí)間內(nèi)完成特定的監(jiān)測任務(wù)。由于單個(gè)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單、能量有限，常因環(huán)境干擾、能量耗盡等原因而失效，對(duì)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測信息的準(zhǔn)確性、完整性和時(shí)效性造成直接影響，甚至導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)崩潰不能繼續(xù)滿足應(yīng)用需求。在傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署算法的研究中,節(jié)點(diǎn)部署在開放的理想條件下進(jìn)行的,常常把節(jié)點(diǎn)的感測范圍抽象成圓,即節(jié)點(diǎn)的各個(gè)方向的感測半徑是相等的。但在環(huán)境較為惡劣的應(yīng)用中，如森林火災(zāi)監(jiān)測、戰(zhàn)場態(tài)勢偵察等。在這些場合中，人工不便到達(dá)、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大，節(jié)點(diǎn)常采用隨機(jī)部署的方式，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，網(wǎng)內(nèi)信號(hào)易受環(huán)境及實(shí)體遮擋，使得節(jié)點(diǎn)感知范圍呈現(xiàn)不規(guī)則態(tài)，同時(shí)容易出現(xiàn)監(jiān)測盲區(qū)。對(duì)于大部分感知信號(hào)來說,當(dāng)無線信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中若遇見障礙物，則會(huì)使得接收信號(hào)功率發(fā)生變化，存在信號(hào)遮擋或損耗等的現(xiàn)象，同時(shí)還可能使得網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)不同方向的接收信號(hào)存在一定的差異性，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在傳播過程中具有不規(guī)則性?；诖耍景l(fā)明提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法。

圖1是本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法的流程圖。如圖1所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法包括：

在步驟S101中，基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集。

具體地，該步驟包括：計(jì)算所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑；根據(jù)所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑確定所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知區(qū)域，并將所述不規(guī)則感知區(qū)域近似為多邊形區(qū)域；對(duì)所述多邊形區(qū)域進(jìn)行模糊最小處理，形成多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域；將位于每個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)存放至第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集；對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域進(jìn)行離散化，把不屬于所述不規(guī)則感知區(qū)域的部分區(qū)域及非覆蓋任務(wù)區(qū)域標(biāo)記為覆蓋冗余區(qū)，并將對(duì)應(yīng)的最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)從所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集中剔除形成第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集；對(duì)所述多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域中的最小綁定不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，保證對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域全覆蓋，從而根據(jù)所述第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集得到最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集。

其中，所述計(jì)算無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑，包括：

根據(jù)以下公式一計(jì)算得到所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)感知半徑：

r_i＝ιηΘ(α,d(i,j)) 公式一

根據(jù)以下公式二計(jì)算得到所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)：

其中，d(i,j)表示傳感器節(jié)點(diǎn)i和傳感器節(jié)點(diǎn)j之間的距離，α表示傳感器節(jié)點(diǎn)i和傳感器節(jié)點(diǎn)j的連線與水平方向的夾角，Θ(α,d(i,j))表示α角度范圍內(nèi)的感知半徑函數(shù)，η表示信號(hào)衰落因子，ι表示傳播損耗比值，r_i表示傳感器節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)感知半徑，A表示所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)指定的覆蓋率，p表示所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測區(qū)域內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)至少被1個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)感知覆蓋的概率，m表示任意傳感器節(jié)點(diǎn)的感知區(qū)域被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的覆蓋率不下于A時(shí)所需的最少鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)。

優(yōu)選地，所述方法還包括：根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算得到傳感器節(jié)點(diǎn)與每個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的距離；判斷所述距離是否小于預(yù)設(shè)的距離閾值；若是，則判定所述傳感器節(jié)點(diǎn)為冗余節(jié)點(diǎn)；或根據(jù)傳感器節(jié)點(diǎn)和鄰居節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)位置計(jì)算得到傳感器節(jié)點(diǎn)被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的概率；判斷所述概率是否大于預(yù)設(shè)閾值；若是，則判定所述傳感器節(jié)點(diǎn)為冗余節(jié)點(diǎn)。

可選地，所述方法還包括：在最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置不存在傳感器節(jié)點(diǎn)的情況下，根據(jù)所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)與鄰居節(jié)點(diǎn)之間的感測概率和鄰居節(jié)點(diǎn)到所述幾何中心點(diǎn)位置的距離確定存放至所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集的傳感器節(jié)點(diǎn)。

可選地，所述方法還包括：所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集中傳感器節(jié)點(diǎn)向?qū)?yīng)的鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，獲取所述鄰居節(jié)點(diǎn)和自身的剩余能量值，并依據(jù)公平性原則選取剩余能量最多的傳感器節(jié)點(diǎn)。

接著，在步驟S102中，根據(jù)所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集。

具體地，該步驟包括：以所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中的任意傳感器節(jié)點(diǎn)為中心，并以所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知有效邊界為界限，從不同方向向鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送自身信息，確定所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)連通域；根據(jù)所述鄰居節(jié)點(diǎn)連通域與所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的的感知區(qū)域獲得所述鄰居節(jié)點(diǎn)連通域與所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的的感知區(qū)域的覆蓋度；將所述覆蓋度轉(zhuǎn)化為不規(guī)則邊界和子覆蓋域帶權(quán)連通圖；若所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的連通子圖域的覆蓋度不小于預(yù)設(shè)的覆蓋度閾值，則將所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)和所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的連通子圖定點(diǎn)加入連通覆蓋集；若所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的連通子圖域的覆蓋度小于預(yù)設(shè)的覆蓋度閾值，則將所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)加入所述連通覆蓋集；遍歷所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中的所有傳感器節(jié)點(diǎn)，得到所有的連通覆蓋集，根據(jù)所有的連通覆蓋集建立得到互不重疊的最小連通覆蓋集。

最后，在步驟S103中，基于所述最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能。

其中，所述基于所述最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，包括：獲取所述覆蓋盲區(qū)的權(quán)重因子集和所述覆蓋冗余區(qū)的權(quán)重因子集；在修復(fù)區(qū)域?yàn)樗龈采w盲區(qū)的情況下，根據(jù)所述覆蓋盲區(qū)的權(quán)重因子集選取覆蓋盲區(qū)Di，在所述最小連通覆蓋集中選取距離所述Di的近似中心傳感器節(jié)點(diǎn)H最近的傳感器節(jié)點(diǎn)Ki，以傳感器節(jié)點(diǎn)Ki為參考點(diǎn)，在所述最小連通覆蓋集中選取距離傳感器節(jié)點(diǎn)Ki最近的傳感器節(jié)點(diǎn)Kj，從而傳感器節(jié)點(diǎn)Ki、Kj和近似中心傳感器節(jié)點(diǎn)H構(gòu)成所述Di的最小覆蓋角若則Ki為所述Di的修復(fù)節(jié)點(diǎn)，若以的角平分線Li為界，從所述最小連通覆蓋集中選取到角平分線Li最近的傳感器節(jié)點(diǎn)Km，傳感器節(jié)點(diǎn)Ki和Km為所述Di的修復(fù)節(jié)點(diǎn)；若對(duì)進(jìn)行對(duì)分，以α₀為劃分臨值，直至其劃分的角小于或等于α₀，并選取到相應(yīng)的角平分線上的最近傳感器節(jié)點(diǎn)，從而確定所述Di的修復(fù)節(jié)點(diǎn)；在修復(fù)區(qū)域?yàn)樗龈采w冗余區(qū)的情況下，根據(jù)所述覆蓋冗余區(qū)的權(quán)重因子集選取覆蓋冗余區(qū)Bi，通過對(duì)所述Bi的面積最小值進(jìn)行分析，利用所述Bi內(nèi)多個(gè)連通節(jié)點(diǎn)的平衡性，求得傳感器節(jié)點(diǎn)的感知半徑近似最優(yōu)解，基于已有的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的連通性，結(jié)合感知區(qū)域的不規(guī)則性，通過感知半徑近似最優(yōu)解進(jìn)行調(diào)整來對(duì)所述Bi進(jìn)行最小化修復(fù)。

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法的流程圖。如圖2所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法包括：

在步驟S201中，提取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知區(qū)域的半徑。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效覆蓋率和監(jiān)測區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)感知范圍有緊密相關(guān)性，在無線信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)隨著信號(hào)傳輸距離的增大而減小。但是，在信號(hào)傳輸過程中其遮擋性使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)感知范圍呈現(xiàn)一定的不規(guī)則性。理想情況下，傳播損耗比例隨著信號(hào)傳輸距離的增加而增高：

$\mathrm{\ι}=\frac{p_s}{p_r}={\left(\frac{4\mathrm{\π}fd}{c^2}\right)}^2---\left(1\right)$

其中，ι表示傳播損耗比值，p_s表示發(fā)射功率，p_r表示接收功率，f表示無線信號(hào)的頻率，c表示光速，d表示發(fā)射節(jié)點(diǎn)和接收節(jié)點(diǎn)之間的距離。若傳感器節(jié)點(diǎn)i的感知區(qū)域?yàn)镋，其鄰居點(diǎn)集為G，取E內(nèi)任意一點(diǎn)a，點(diǎn)a被G中某一傳感器節(jié)點(diǎn)j感知的概率為P_ij，?？紤]到信號(hào)在傳輸過程中存在路徑損耗，陰影衰落等一系列的問題，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)感知區(qū)域具有不規(guī)則性，節(jié)點(diǎn)感知半徑是確定感知區(qū)域及網(wǎng)內(nèi)覆蓋域的關(guān)鍵因子之一，如圖3所示節(jié)點(diǎn)不同方向的感知半徑隨角度而發(fā)生變化。傳感器節(jié)點(diǎn)i的感知半徑r_i為：

r_i＝ιηΘ(α,d(i,j)) (2)

其中，d(i,j)表示傳感器節(jié)點(diǎn)i和傳感器節(jié)點(diǎn)j之間的距離，α表示傳感器節(jié)點(diǎn)i和傳感器節(jié)點(diǎn)j的連線與水平方向的夾角，Θ(α,d(i,j))表示α角度范圍內(nèi)的感知半徑函數(shù)，η表示信號(hào)衰落因子，ι表示傳播損耗比值，r_i表示傳感器節(jié)點(diǎn)i的節(jié)點(diǎn)感知半徑。

在步驟S202中，對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知區(qū)域的邊界區(qū)域進(jìn)行分析。

當(dāng)某一監(jiān)測區(qū)域內(nèi)存在K個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的覆蓋概率定義為一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)被K個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中的至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)監(jiān)測到的概率：

$\mathrm{\Ψ}(p,k)=1-\underset{k=1}{\Π}\[1-\mathrm{\Γ}(p,s_k)\]---\left(3\right)$

其中，p表示無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任意一傳感器節(jié)點(diǎn)，s_k(k＝1...K)表示距離傳感器節(jié)點(diǎn)p最近的K個(gè)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)，Γ(p,s_k)表示傳感器節(jié)點(diǎn)s_k對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)p的感知概率。假設(shè)在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，取任意點(diǎn)，若該點(diǎn)能被其周圍的某一傳感器節(jié)點(diǎn)感知，則該區(qū)域點(diǎn)為有效感知區(qū)域點(diǎn)，同時(shí)說明該點(diǎn)能夠被正確接收無線信號(hào)。在節(jié)點(diǎn)感知過程中，設(shè)w_κ為路徑損耗強(qiáng)度閥值，若節(jié)點(diǎn)間路徑損耗強(qiáng)度低于w_κ，則說明該點(diǎn)不能被傳感器節(jié)點(diǎn)所感知，無法有效傳輸無線信號(hào)，該點(diǎn)所在位置為無效節(jié)點(diǎn)位置，即監(jiān)測遺漏盲點(diǎn)。預(yù)確定監(jiān)測區(qū)域內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)b的有效感知區(qū)域，根據(jù)監(jiān)測區(qū)域任意傳感器節(jié)點(diǎn)c在傳感器b的有效感知概率為p(b)，任意多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)c構(gòu)成b的有效感知區(qū)域，由于有效感知區(qū)域并非理想狀態(tài)下規(guī)整的圓形，有效感知區(qū)域的面積S為：

其中，p(r)為傳感器節(jié)點(diǎn)的非規(guī)則感知圓的函數(shù)表示，r₀表示傳感器節(jié)點(diǎn)的最大感知半徑，r表示傳感器節(jié)點(diǎn)的感知半徑，Φ表示衰減因子，表示兩個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)之間的連線與水平坐標(biāo)的夾角。影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋性的主要因素有路徑損耗W、節(jié)點(diǎn)的感知概率P_ij，、有效感知區(qū)域的面積S及節(jié)點(diǎn)的剩余能量Q等因素，如圖4所示。

在步驟S203中，獲取最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集。

針對(duì)不規(guī)則區(qū)域的覆蓋問題，對(duì)覆蓋目標(biāo)區(qū)域的鎖定是執(zhí)行覆蓋任務(wù)的首要步驟，區(qū)域鎖定的好壞直接影響網(wǎng)絡(luò)覆蓋效果。面對(duì)復(fù)雜"不規(guī)則目標(biāo)區(qū)域邊界情況確定，首先計(jì)算網(wǎng)內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)并依據(jù)節(jié)點(diǎn)感知半徑，確定節(jié)點(diǎn)不規(guī)則感知域面積，將該面積區(qū)域近似為多邊形區(qū)域；其次，將構(gòu)建的近似目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行模糊最小處理形成若干最小綁定不規(guī)則區(qū)域；位于最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的節(jié)點(diǎn)放于覆蓋節(jié)點(diǎn)集B中；最后，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行離散化，把不屬于目標(biāo)區(qū)域部分及非覆蓋任務(wù)區(qū)標(biāo)記覆蓋冗余區(qū)，并將對(duì)應(yīng)的最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的節(jié)點(diǎn)從節(jié)點(diǎn)B中剔除形成次優(yōu)覆蓋集B`；由于某些覆蓋目標(biāo)區(qū)域中心點(diǎn)不在多邊形內(nèi)部，為保證對(duì)目標(biāo)區(qū)域全覆蓋，需對(duì)覆蓋最小區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，形成最優(yōu)覆蓋集C。

覆蓋集近似最優(yōu),近似最小覆蓋集依據(jù)下面三個(gè)原則選?。?/p>

(1)位置最佳原則。

判斷位于最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)及相鄰節(jié)點(diǎn)最佳位置，需依據(jù)幾何中心點(diǎn)到相鄰節(jié)點(diǎn)間歐式距離，確定可選節(jié)點(diǎn)范圍。當(dāng)恰好有節(jié)點(diǎn)位于幾何中心點(diǎn)處，則幾何中心點(diǎn)為最佳位置點(diǎn)；若幾何中心點(diǎn)處不存在覆蓋點(diǎn)，則依據(jù)節(jié)點(diǎn)間感測概率大小pi及幾何中心點(diǎn)S0到相鄰節(jié)點(diǎn)Si間歐式距離d(Si，S0)關(guān)系，確定最佳位置點(diǎn)，當(dāng)d(Si，S0)<d0且pi<p0時(shí)，即節(jié)點(diǎn)間感測概率小于指定感測閥值同時(shí)在有效感測距離內(nèi)，則該點(diǎn)位置最佳。

(2)能量優(yōu)先原則。節(jié)點(diǎn)集B中節(jié)點(diǎn)向其鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息，并獲取其鄰居節(jié)點(diǎn)和自身剩余能量值，依據(jù)公平性原則選取剩余能量最多的節(jié)點(diǎn),為了防止網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)由于任務(wù)不均，使得節(jié)點(diǎn)剩余能量具有一定差異性，影響網(wǎng)絡(luò)連通性及覆蓋質(zhì)量，B中任意節(jié)點(diǎn)Si均滿足即Q₀為節(jié)點(diǎn)能量閥值，Q′_j為節(jié)點(diǎn)Si的第j個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)的剩余能量，Q_i為節(jié)點(diǎn)Si的剩余能量。

(3)節(jié)點(diǎn)數(shù)最小原則。每個(gè)節(jié)點(diǎn)在都有自己的能量閾值Ei及感知范圍閾值Qi，為了防止出現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)任務(wù)不均，影響網(wǎng)絡(luò)連通性及覆蓋質(zhì)量，若傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)n及網(wǎng)內(nèi)覆蓋率之間的權(quán)衡權(quán)值分別為ε1，ε2。設(shè)k個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)有效覆蓋率權(quán)衡權(quán)值為δ_k。δ_k越大，表明網(wǎng)絡(luò)部署更偏重對(duì)監(jiān)測對(duì)象ok的覆蓋性能。設(shè)監(jiān)測對(duì)象ok的子網(wǎng)壽命權(quán)值為η_k。η_k越大，表明監(jiān)測對(duì)象ok的傳感器子網(wǎng)越重要，相應(yīng)平均子網(wǎng)壽命優(yōu)先保證(所有權(quán)值>0)。面積覆蓋率函數(shù)為：

$\mathrm{\&Phi;}\left(k\right)=1-e^{\frac{{\mathrm{\&pi;r}}_k^2}{M}{\mathrm{\&gamma;}}_k}---\left(5\right)$

已知覆蓋區(qū)面積為M，傳感器節(jié)點(diǎn)的感知半徑為r_k，γ_k表示所需要的傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，可知在給定監(jiān)測面積中至少需要節(jié)點(diǎn)數(shù)為：

$k\&gt;\frac{\left|\right|M\left|\right|ln(1-\mathrm{\&Phi;}(k\left)\right)}{{\mathrm{\&pi;r}}_k^2}---\left(6\right)$

采用加權(quán)和法將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)，變?yōu)槌Ｒ?guī)整數(shù)規(guī)劃問題求解。同理，考慮在單個(gè)節(jié)點(diǎn)i中，其感知區(qū)域的任意一點(diǎn)至少被節(jié)點(diǎn)i的m個(gè)鄰居節(jié)點(diǎn)中的1個(gè)覆蓋的概率Ek也滿足，此時(shí)式中p的大小應(yīng)為節(jié)點(diǎn)i的感知重疊面積占節(jié)點(diǎn)i感知總面積的比值H的期望值。假設(shè)網(wǎng)絡(luò)指定的覆蓋率為A，則節(jié)點(diǎn)i的感知區(qū)域被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的覆蓋率不小于A時(shí)，所需的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)應(yīng)滿足：

E_k>A (7)

求解E_k大于A的值可得：

$m\&gt;\frac{ln(1-A)}{\ln (1-p)}---\left(8\right)$

由于節(jié)點(diǎn)i的感知重疊面積占節(jié)點(diǎn)i感知總面積的比值H是1個(gè)關(guān)于鄰居節(jié)點(diǎn)距離r的函數(shù)。故若想求p的值只需知道兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的距離即可。r的期望值為:

$E\left(r\right)={\&Integral;}_0^{2r}x\frac{1}{2r}dx=r---\left(9\right)$

將E(r)代入式求解H的值，也即p的值。將p的值代入式即可算出節(jié)點(diǎn)i的感知區(qū)域被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的覆蓋率不小于A時(shí)，所需的最少鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)m。

結(jié)合鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)，按區(qū)域逼近方法將目標(biāo)區(qū)域逼近為若干多邊形區(qū)域，并采用求解多邊形區(qū)域的最小值，并對(duì)其進(jìn)行寬度求解，得出區(qū)域最小面積外接圓，將目標(biāo)區(qū)域坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到最小區(qū)域圓。最后，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行離散化，將區(qū)域離散化為網(wǎng)格，選取每個(gè)單元區(qū)域的幾何中心點(diǎn)劃的節(jié)點(diǎn)，把區(qū)域內(nèi)不屬于目標(biāo)區(qū)域部分及非覆蓋區(qū)對(duì)應(yīng)幾何中心從節(jié)點(diǎn)中剔除；由于某些網(wǎng)格幾何中心不在多邊形內(nèi)部，為保證對(duì)目標(biāo)區(qū)域全覆蓋，需結(jié)合最小區(qū)域圓對(duì)整體坐標(biāo)平移將遺覆蓋盲區(qū)添加進(jìn)入目標(biāo)網(wǎng)格中。對(duì)網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能進(jìn)行優(yōu)化。

判斷其與每個(gè)感知鄰居節(jié)點(diǎn)的距離d，只要有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)i的距離小于距離閾值F，則判定節(jié)點(diǎn)i為冗余節(jié)點(diǎn)，例如節(jié)點(diǎn)j為節(jié)點(diǎn)i的感知鄰居，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的距離d小于r，則當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間的距離很近時(shí)，節(jié)點(diǎn)大部分感知區(qū)域被感知節(jié)點(diǎn)覆蓋，可以將節(jié)點(diǎn)i休眠；節(jié)點(diǎn)根據(jù)各個(gè)感知鄰居節(jié)點(diǎn)的位置計(jì)算被覆蓋率p，若超過指定閾值p₀，判定節(jié)點(diǎn)為冗余節(jié)點(diǎn)，若節(jié)點(diǎn)i有3個(gè)感知鄰居節(jié)點(diǎn)a，b，c，雖然3個(gè)感知鄰居節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)i之間的距離均不小于指定的距離閾值F，但是節(jié)點(diǎn)i的感知區(qū)域已完全被其感知鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋，節(jié)點(diǎn)i為冗余節(jié)點(diǎn)；節(jié)點(diǎn)計(jì)算感知區(qū)域被鄰居節(jié)點(diǎn)覆蓋的覆蓋率不小于指定值時(shí)所需的最少鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)m，若節(jié)點(diǎn)感知鄰居和通信鄰居的總和大于m，則節(jié)點(diǎn)進(jìn)入休眠狀態(tài)。

在步驟S204中，獲取最小連通覆蓋集。

網(wǎng)絡(luò)連通性是衡量網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素之一，考慮到網(wǎng)內(nèi)覆蓋性與連通性具有一定的相關(guān)性，通過構(gòu)建網(wǎng)內(nèi)連通覆蓋集來使得網(wǎng)絡(luò)覆蓋性和連通性達(dá)到一定的均衡，對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體性能得以優(yōu)化。由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋集節(jié)點(diǎn)可以保證網(wǎng)內(nèi)覆蓋性能較好，但其節(jié)點(diǎn)間不一定具連通性。假設(shè)在監(jiān)控區(qū)域中隨機(jī)部署N個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法，獲取網(wǎng)內(nèi)最優(yōu)覆蓋集C，依據(jù)網(wǎng)內(nèi)最優(yōu)覆蓋集C內(nèi)各節(jié)點(diǎn)的屬性及感知不規(guī)則性，構(gòu)建網(wǎng)內(nèi)最小連通覆蓋集D，即用較少的節(jié)點(diǎn)在滿足網(wǎng)內(nèi)覆蓋要求的同時(shí)也保持較好的網(wǎng)絡(luò)連通性。

在最優(yōu)覆蓋集C中任取一點(diǎn)i∈C，其中i的鄰居節(jié)點(diǎn)集合M，從M中任意取一點(diǎn)j，且i≠j，依據(jù)網(wǎng)內(nèi)鄰居節(jié)點(diǎn)間距離和不規(guī)則感知范圍的關(guān)系因子其中Rs表示傳感器節(jié)點(diǎn)的覆蓋半徑，以i為中心，其不規(guī)則感知有效邊界為界限，從不同方向向其鄰居節(jié)點(diǎn)發(fā)送自身信息，如半徑，節(jié)點(diǎn)能量，鄰居節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)等，確定i的鄰居節(jié)點(diǎn)連通域Ωi，以此類推，遍歷覆蓋集C中所有節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)連通域即Ω。取覆蓋集C內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)i，獲取鄰居節(jié)點(diǎn)連通域Ω與其自身感知區(qū)域的覆蓋度，將其轉(zhuǎn)化為不規(guī)則邊界及子覆蓋域帶權(quán)連通圖V，若V(i)連通子圖域其覆蓋度不小于覆蓋度閥值，則將i及其連通子圖定點(diǎn)Vj加入連通覆蓋集Y中，反之，則僅將i加入連通覆蓋集Y中，循環(huán)重構(gòu)連通覆蓋集E_m次，直至遍歷覆蓋集C中所有點(diǎn)，最終建立互不重疊的最小連通覆蓋集D且如圖5所示。

在步驟S205中，對(duì)覆蓋盲區(qū)進(jìn)行分析。

網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中保持一定的連通性，但網(wǎng)內(nèi)仍存在覆蓋盲區(qū)及覆蓋冗余區(qū)，故需在保持較好的網(wǎng)絡(luò)連通性的前提條件下，在網(wǎng)絡(luò)連通性和覆蓋性間尋求一種博弈均衡性，對(duì)網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)和冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)。覆蓋修復(fù)需遵循優(yōu)先原則即在不影響網(wǎng)絡(luò)連通性的條件下，以盲區(qū)面積及新增節(jié)點(diǎn)數(shù)為優(yōu)先考慮因子。在區(qū)域X內(nèi)構(gòu)建無線自組織網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點(diǎn)的感知半徑可根據(jù)子節(jié)點(diǎn)剩余電量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其初始能量為Q，本發(fā)明期望在區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)連通性和覆蓋性間保持一定的均衡性，使得覆蓋面積滿足覆蓋要求且具較好的連通性其中為連通函數(shù)，Cov0表示保證無線傳感器網(wǎng)絡(luò)正常工作的基本覆蓋度，covi表示某傳感器節(jié)點(diǎn)i的位置被其鄰居節(jié)點(diǎn)感知覆蓋的概率，d₀表示自由空間衰減下的連通距離。

在步驟S206中，基于連通性對(duì)覆蓋區(qū)域進(jìn)行修復(fù)。

基于最小連通覆蓋集，網(wǎng)絡(luò)連通性得以保證，但是隨著網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)間的進(jìn)行，基于連通性的前提下，網(wǎng)內(nèi)存在覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)，故需要對(duì)此類覆蓋區(qū)域進(jìn)行基于連通性的修正，提高整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋性能。

步驟一：對(duì)目標(biāo)區(qū)域面積進(jìn)行近似值逼近，該目標(biāo)區(qū)域分為覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)，若該區(qū)域?yàn)楦采w盲區(qū)，獲取其面積邊界區(qū)域，并求的Ai的近似面積值M，根據(jù)區(qū)域權(quán)重函數(shù)得到該區(qū)域的權(quán)重因子即其中為該區(qū)域中心節(jié)點(diǎn)與其鄰居節(jié)點(diǎn)連通度，依次類推獲取監(jiān)測域內(nèi)覆蓋盲區(qū)權(quán)重因子集θ；同理，獲取冗余區(qū)域權(quán)重因子集ρ。

步驟二：若修復(fù)區(qū)域?yàn)楦采w盲區(qū)Ai，其不規(guī)則邊界區(qū)域以H為近似中心點(diǎn)

邊界區(qū)域任意點(diǎn)ai到H的距離為Li∈[L_min,L_max]，α₀為覆蓋閥值角，其中為邊界區(qū)域最大最小邊界點(diǎn)構(gòu)成的覆蓋角，且從最小連通覆蓋集D中選取離節(jié)點(diǎn)H最近節(jié)點(diǎn)Ki即M(a_min,a_max)＝{k_i∈R²|d(k_i,H)≤d(k_j,H)}，其中M(a_min,a_max)表示在區(qū)域Ai內(nèi)離H距離最近的點(diǎn)Ki,為了再修復(fù)覆蓋盲區(qū)時(shí)候保證網(wǎng)內(nèi)連通性，以Ki為參考點(diǎn)，在最小連通覆蓋集D中選取離Ki最近的點(diǎn)Kj，組成該修復(fù)區(qū)域最小覆蓋角若則ki為該覆蓋盲區(qū)的修復(fù)節(jié)點(diǎn)；若以的角平分線Li為界，從最小連通覆蓋集D中選取到Li最近的節(jié)點(diǎn)Km，此時(shí)節(jié)點(diǎn)ki和km為該覆蓋盲區(qū)的修復(fù)節(jié)點(diǎn)；若對(duì)進(jìn)行對(duì)分，以α₀為劃分臨值，直至其劃分的角其的修復(fù)節(jié)點(diǎn)選取方法如上。

步驟三：若修復(fù)區(qū)域?yàn)楦采w冗余區(qū)，依據(jù)冗余區(qū)域權(quán)重因子集ρ選取覆蓋冗

余區(qū)Bi，其不規(guī)則邊界區(qū)域近似中心點(diǎn)為ci，區(qū)域Bi冗余面積為S_i為Bi域內(nèi)各冗余分區(qū)的面積，ι為該冗余分區(qū)冗余系數(shù)?；谝延械木W(wǎng)絡(luò)連通性，結(jié)合感知區(qū)域的不規(guī)則性，通過對(duì)感知半徑進(jìn)行調(diào)整來對(duì)冗余區(qū)域進(jìn)行最小化修復(fù),根據(jù)線性加權(quán)及感知距離有效性，可知域內(nèi)冗余面積具收斂性，存在最小值，故可得感知半徑近似最優(yōu)解r^*_i，使冗余面積函數(shù)M_i取得最小值，r^*_i＝argr_i∈RminM_i(r_i)。通過對(duì)冗余區(qū)面積最小值進(jìn)行分析，利用同一區(qū)域Bi內(nèi)多個(gè)連通節(jié)點(diǎn)的平衡性，求的感知半徑近似最優(yōu)解，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)覆蓋冗余區(qū)最小化。

本實(shí)施例通過基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集；并根據(jù)最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集；以及基于最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能，從而達(dá)到節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了延長網(wǎng)絡(luò)有效壽命的目的。

對(duì)于方法實(shí)施例，為了簡單描述，故將其都表述為一系列的動(dòng)作組合，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知悉，本發(fā)明實(shí)施例并不受所描述的動(dòng)作順序的限制，因?yàn)橐罁?jù)本發(fā)明實(shí)施例，某些步驟可以采用其他順序或者同時(shí)進(jìn)行。其次，本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該知悉，說明書中所描述的實(shí)施例均屬于優(yōu)選實(shí)施例，所涉及的動(dòng)作并不一定是本發(fā)明實(shí)施例所必須的。

圖6是本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖6所示，本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)裝置包括：

獲取單元301，用于基于不規(guī)則感知區(qū)域最優(yōu)節(jié)點(diǎn)選擇方法獲取所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

構(gòu)建單元302，用于根據(jù)所述最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集中各傳感器節(jié)點(diǎn)的屬性和感知不規(guī)則性構(gòu)建所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的最小連通覆蓋集；

修復(fù)單元303，用于基于所述最小連通覆蓋集，采用基于連通性的覆蓋修復(fù)增強(qiáng)方法對(duì)所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中存在的覆蓋盲區(qū)和覆蓋冗余區(qū)進(jìn)行修復(fù)，提高所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能。

在本發(fā)明一可選實(shí)施方式中，所述獲取單元301，具體用于：

計(jì)算所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑；

根據(jù)所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的鄰居節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)感知半徑確定所述任意傳感器節(jié)點(diǎn)的不規(guī)則感知區(qū)域，并將所述不規(guī)則感知區(qū)域近似為多邊形區(qū)域；

對(duì)所述多邊形區(qū)域進(jìn)行模糊最小處理，形成多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域；

將位于每個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)存放至第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域進(jìn)行離散化，把不屬于所述不規(guī)則感知區(qū)域的部分區(qū)域及非覆蓋任務(wù)區(qū)域標(biāo)記為覆蓋冗余區(qū)，并將對(duì)應(yīng)的最小綁定不規(guī)則區(qū)域的幾何中心點(diǎn)位置的傳感器節(jié)點(diǎn)從所述第一覆蓋節(jié)點(diǎn)集中剔除形成第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集；

對(duì)所述多個(gè)最小綁定不規(guī)則區(qū)域中的最小綁定不規(guī)則區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，保證對(duì)所述不規(guī)則感知區(qū)域全覆蓋，從而根據(jù)所述第二覆蓋節(jié)點(diǎn)集得到最優(yōu)覆蓋節(jié)點(diǎn)集。

本發(fā)明通過建立不規(guī)則信號(hào)感知模型，結(jié)合節(jié)點(diǎn)感測半徑呈現(xiàn)的不規(guī)則性進(jìn)行分析，針對(duì)不規(guī)則區(qū)域的覆蓋問題，對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行整理，確定最優(yōu)覆蓋集，對(duì)覆蓋最小區(qū)域進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，將能量作為主要的因素加以考慮，將網(wǎng)絡(luò)連通性作為覆蓋質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，基于信號(hào)的不規(guī)則性及網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)感知范圍的不規(guī)則性，針對(duì)網(wǎng)內(nèi)覆蓋連通性等特點(diǎn)進(jìn)行網(wǎng)內(nèi)覆蓋修正，從而達(dá)到節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能量，提高網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了延長網(wǎng)絡(luò)有效壽命的目的。

對(duì)于本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)裝置中還涉及的具體細(xì)節(jié)已在本發(fā)明一實(shí)施例提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的覆蓋性能的修復(fù)增強(qiáng)方法中作了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。

應(yīng)當(dāng)注意的是，在本發(fā)明的系統(tǒng)的各個(gè)部件中，根據(jù)其要實(shí)現(xiàn)的功能而對(duì)其中的部件進(jìn)行了邏輯劃分，但是，本發(fā)明不受限于此，可以根據(jù)需要對(duì)各個(gè)部件進(jìn)行重新劃分或者組合，例如，可以將一些部件組合為單個(gè)部件，或者可以將一些部件進(jìn)一步分解為更多的子部件。

本發(fā)明的各個(gè)部件實(shí)施例可以以硬件實(shí)現(xiàn)，或者以在一個(gè)或者多個(gè)處理器上運(yùn)行的軟件模塊實(shí)現(xiàn)，或者以它們的組合實(shí)現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在實(shí)踐中使用微處理器或者數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實(shí)現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計(jì)算機(jī)程序和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)。這樣的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個(gè)或者多個(gè)信號(hào)的形式。這樣的信號(hào)可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號(hào)上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明而不是對(duì)本發(fā)明進(jìn)行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計(jì)出替換實(shí)施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號(hào)之間的任何參考符號(hào)構(gòu)造成對(duì)權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個(gè)”不排除存在多個(gè)這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當(dāng)編程的計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個(gè)可以是通過同一個(gè)硬件項(xiàng)來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序。可將這些單詞解釋為名稱。

以上實(shí)施方式僅適于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。