移動センサノードを用いたデータ収集型WSNでのk重被覆時間の最大化手法

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タイトル別名
  • イドウ センサノード オ モチイタ データ シュウシュウガタ WSN デ ノ kジュウ ヒフク ジカン ノ サイタイカ シュホウ
  • Maximizing k-Coverage Lifetime of Wireless Sensor Networks Using Mobile Sensor Nodes

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抄録

本論文では，環境情報の収集を目的とする，静止ノードと可動ノードから構成されるWSNにおいて，広範囲のセンシング領域をk重被覆し，かつ，稼働時間を最大化するような可動ノードの適切な移動先，および，データ収集のためのマルチホップ通信経路を構築する手法を提案する．対象問題はMinimum Geometric Disk Cover問題を含んでいるため，NP困難な問題である．そこで，準最適解を実用時間で求めるため，遺伝的アルゴリズム（Genetic Algorithm，以下GA）に基づいた近似アルゴリズムを提案する．一般に，データ収集型WSNでは，基地局ノード（データを収集するノード）に近いノードは，より遠方のノードのデータを中継するため通信回数（通信量）が多くなって他のノードより早くバッテリが枯渇し，結果としてWSNの稼働時間が短くなることが問題になっている．この問題に対処するため，各ノードの通信における電力消費量のバランスがとれたデータ収集木を構築するような解を生成し，GAの初期解に含ませている．さらに，フィールドのk重被覆に関する十分条件を判定する効率的な手法を考案した．提案手法によるWSN稼働時間延長の性能を評価するため，提案手法の各部位を無効化した手法との比較実験をシミュレーションにより行った．その結果，100から300ノードのWSNに対し，他の手法よりも十分に優れた性能を示すことを確認した．

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