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近年来,集成了传感器技术、微电子技术和无线通信技术的无线传感器网络已引起各国政府、研究机构和企业的高度关注,它在军事、环境科学、医疗健康和其他商业领域都有着广阔的应用前景。无线传感器网络发展至今,仍有许多可以应用的环境待开发,也仍有许多技术上的问题需要克服,值得各界学者及研究团队继续深入地研究。网络覆盖是无线传感器网络研究和应用的关键性基础问题,是其他网络研究的基础,直接影响着网络的使用性能。无线传感器网络超大规模,节点自由密集分布、能量受限、通信能力受限、计算和存储能力受限的特点和无人职守、恶劣的应用环境给网络覆盖带来了很大的挑战。 本文从自由分布节点覆盖效率最大化分布特性的网络覆盖方面研究了三维移动无线传感器网络的覆盖问题。本文主要的研究内容为:首先分析了无线传感器网络的覆盖问题、无线传感器网络覆盖面临的挑战和现有的研究成果;然后,对当前大多数研究所采用的随机空间结构不能完全代表三维传感器网络的实际需求,介绍了基于空间镶嵌理论三维体心立方格的覆盖特性;最后针对移动节点三维自由分布网络覆盖中覆盖效率低下的问题,提出了一种改进的覆盖算法,作为传感器部署策略,力图最大化这些随机部署的传感器的覆盖域,改善随机部署的覆盖程度。在考虑节点无效移动、边界效应和最佳移动距离等因素下,各个传感器节点所受引力与斥力的合力来决定移动路径和移动速率,一旦有效传感器节点位置被确定了,传感器节点一次次的执行移动被部署在新的位置上,完成节点部署。仿真的结果表明,改进的覆盖算法在覆盖程度、覆盖效率、平均移动距离都比原虚拟力算法更好的性能,从而有效的证实了本文的方案。