题目：无线传感器网络中覆盖与连通问题的研究

近年来，随着无线通信技术的发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSNs）得到了越来越广泛的关注和研究。网络节能、降低功耗、延长寿命是WSNs的一个基本问题，同时，覆盖和连通问题也是WSNs中的两个重要问题。在WSNs中，覆盖控制协议要解决的问题是在传感器节点被部署到任务要求的给定区域后保证该区域能够被传感器节点有效监控。对于WSNs而言，其要真正完成给定的任务，除了要保证网络对目标区域的有效覆盖外，还必须保证网络的连通性，以及因网络脆弱而需保障的多连通。因此，研究能量高效的覆盖与连通问题相关的算法与协议是本文的研究重点。论文研究覆盖质量与节能控制问题，提出一个数学模型求解满足任意给定覆盖服务质量下所需的最小节点数。另外网络覆盖质量与节点休眠率同时达到最大化是一个NP难问题，论文采用遗传算法进行仿真实验尝试性解决这一问题，为传感器网络实际应用带来重要意义。论文研究可靠型覆盖控制协议，提出一种多重交点覆盖冗余判别法则MIER，它是判定冗余节点的完备性法则，基于此法则提出一种能量高效的分布式覆盖控制协议ECCP，此协议是网络覆盖度可预设地完备可靠的覆盖控制协议。实验表明，ECCP协议使冗余节点有效降低，以及不会产生因协议误判引起的覆盖盲点。论文对无线传感器网络的覆盖与连通关系进行深入分析与研究，在MIER法则基础上提出一种能解决连通性问题的冗余节点判别法则ERMCC，此法则不仅保障了覆盖与连通性，且同于MIER法则保证了判别冗余节点的完备可靠性。继而提出一种保障覆盖与连通的能量高效的分布式协议ECPMCC。实验表明，无论RC与RS的关系如何，ECPMCC协议都能使网络保障k-覆盖的同时保障k-连通。论文对传感器网络中的容错部署与k-连通进行了分析与研究，分析已有的k-连通修补算法的不足，提出一种可靠的k-连通修补算法，即通过部署尽可能少数量的额外节点达到每个顶点皆为k-连通的目标，且避免了局部区域遭到破坏从而使网络失去k-连通的缺点，使网络达到k-连通的同时保障了其更高的可靠性。