WSAN中的工作范围分配详解

参考文献（Younis et al.，2008）对WSAN中传感器节点和执行器节点的工作范围分配进行了研究。WSAN随机部署于某个区域内。它假定每个节点（无论是传感器还是执行器）具有k个不同的工作范围，此处传感器的感知范围和执行器的作用范围统称为工作范围。每个节点可能不知道邻居及其自身的位置信息。每个节点能够根据距离和两跳信息，计算出其邻居的相对位置（虚拟坐标）。工作范围分配协议（Operational Range Assignment Protocol，ORAP）（Younis et al.，2008）主要适用于异步覆盖。目标是为每个节点分配工作范围，这样整个区域能够以大于预定阈值的概率被覆盖，且尽可能延长每个独立节点的工作生存周期。假定覆盖概率随着距离的增大而减小，随着所选工作范围的增大而增大。

ORAP的基本思路是为剩余能量较多的节点分配较长的工作范围。同时，周期性地重新触发ORAP，来重新分配工作范围，以此来平衡节点的负荷。工作范围分配协议工作原理如下：在初始化阶段，所有节点都是未定的。每个节点选择剩余能量与最大能量之比作为权重。假定某个节点的工作范围是R₁＜R₂＜…＜R_k。如果某个节点的邻居无法使用最大工作范围来覆盖该节点所在的区域，则该节点决定使用最大工作范围。否则，节点根据自身的权重和邻居的权重，来计算其工作范围。节点v不会做出与其工作范围R有关的决策，除非该节点在其所有未定邻居中的权重最高。节点v首先将其工作范围设置为R_k-1，并将每个未定邻居u的工作范围设置为最大值R_j，R_j小于[weight（u）/weight（v）]¹/m×R，j≤k-1，其中感知或作用阶段的能耗假定与R_m成正比。如果此次分配能够覆盖节点v的工作范围，则节点v将其工作范围减小为R_k-2。不停重复该过程，直至处于特定工作范围R_i的节点v无法覆盖它。然后，节点v决定使用工作范围R_i+1，其状态变化为确定的，并通知给其邻居。节点基于所有已定决策检查冗余性。节点v等待接收来自于所有权重比它低的邻居的标记。一旦这些标记可用，则节点v计算其最终工作范围，并释放一个用于宣告节点v新工作范围的标记。如果定时器在节点接收到足够标记前期满，则它保持所选的工作范围。(www.xing528.com)