【摘要】：在惡劣環(huán)境下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)和通信鏈路常常會(huì)失效,致使網(wǎng)絡(luò)被分割為很多分離的分區(qū),因此通過布置盡量少的中繼節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高健壯性的連通恢復(fù)對(duì)于維持網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作必不可少.對(duì)于一個(gè)被分割的無線傳感器網(wǎng)絡(luò),找到相應(yīng)的位置布置最少中繼節(jié)點(diǎn)恢復(fù)連通是一個(gè)NP難題,在實(shí)際應(yīng)用中只能采用啟發(fā)式算法.文中提出了一種新的基于四邊形斯坦納樹的算法來恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連通.此算法首先探測(cè)出各分區(qū)并確定各分區(qū)的代表節(jié)點(diǎn)及其位置,然后尋找合適的四邊形連接分割的網(wǎng)絡(luò)分區(qū),確定這些四邊形的斯坦納點(diǎn);對(duì)無法用四邊形連接的各連接部分用三角形斯坦納樹或最小生成樹的方法連接;最后沿著斯坦納樹的邊在相應(yīng)位置布置中繼節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連通的恢復(fù).大量的仿真實(shí)驗(yàn)表明文中提出的方法能夠減少所需中繼節(jié)點(diǎn)的數(shù)量,恢復(fù)后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)的連通度更高,容錯(cuò)性更好.
[Abstract]:Nodes and communication links in wireless sensor networks often fail in harsh environments, resulting in the network being divided into many separate partitions. Therefore, it is essential to maintain the normal operation of the network by deploying as few relay nodes as possible to achieve high robust connectivity recovery. For a segmented wireless sensor network, it is a NP problem to find the least relay node in the corresponding location, and only a heuristic algorithm can be used in practical application. In this paper, a new algorithm based on quadrilateral Steiner tree is proposed to restore network connectivity. The algorithm first detects each partition and determines the representative node and its location of each partition, then finds suitable quadrilateral network partition to determine the Steiner points of these quadrilateral. The connection parts that can not be connected by quadrilateral are connected by the method of triangle Steiner tree or minimum spanning tree. Finally the relaying nodes are arranged along the edge of the Steiner tree to realize the restoration of network connectivity. A large number of simulation experiments show that the proposed method can reduce the number of relay nodes needed, and the nodes in the restored topology have higher connectivity and better fault tolerance.
【作者單位】： 華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;湖北科技學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(60933012) 國家教育部博士點(diǎn)基金(20110142110062)資助~~
【分類號(hào)】：TP212.9;TN929.5

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2273308