МЕТОД ФОРМУВАННЯ ЗОН ПОКРИТТЯ СЕНСОРНОЇ МЕРЕЖІ З НЕРІВНОМІРНОЮ ЩІЛЬНІСТЮ ВУЗЛІВ

Анотація

Представлено новий метод формування зон покриття у бездротових сенсорних мережах з нерівномірною щільністю вузлів, який враховує критичність енергетичного стану, змінний попит у просторі та фізичні перешкоди в середовищі. Запропонований підхід базується на модифікованій зваженій діаграмі Вороного та нелінійному математичному апараті оптимізації, який дозволяє адаптивно розподіляти зони обслуговування залежно від поточних характеристик вузлів і трафіку. На відміну від класичних моделей із фіксованою геометрією покриття, розроблений метод динамічно оновлює зони відповідальності з урахуванням зміни енергії, рівня навантаження та умов доступу до середовища.

Результати чисельного моделювання, проведеного на прикладі мережі з 12 вузлів, показали, що адаптивна топологія суттєво перевершує класичний підхід за критерієм збалансованості енергоспоживання. Було зафіксовано, що вузли з високою енергією отримують більші зони покриття, тоді як енергетично обмежені вузли обслуговують лише малу частину області або виводяться з активного використання. Такий розподіл забезпечує зменшення навантаження на критичні елементи мережі та подовжує загальний час її функціонування. Додатково модель виявила здатність до ефективної реакції на зони з підвищеним попитом завдяки включенню в оптимізаційні обмеження просторового навантаження та характеристик середовища. У роботі також виконано порівняння запропонованого методу з класичною діаграмою Вороного. Як у таблицях, так і на графіках продемонстровано переваги адаптивного підходу у формуванні нерівномірних зон із урахуванням багатьох параметрів. Отримані результати підтверджують, що розроблений метод може бути застосований у складних умовах та перспективних сценаріях розгортання сенсорних мереж, де необхідно досягти високого рівня енергоефективності, стабільності та гнучкої адаптації до змін у середовищі.