步骤2:简化路径
,减化过程分为两个步骤。
(1)保留N个监测节点之间的所有路径;
(2)当监测节点ni和簇节点nj间只存在一条路径ni→nj(N+1≤j≤N+M),令nroot<=nj且
;当监测节点ni和多个簇节点间存在路径时,为了保证网络能量消耗最小,则保留该节点到簇节点的最小路径min(cost(ni,nj)),且使该簇节点变为nroot。
在简化监测节点与簇节点路径时,若监测节点和多个簇节点间存在路径时,则保留监测节点到簇节点的最小路径。由此可见,如果网络原拓扑
是K连通的,则简化后的拓扑仍为K连通且是能量消耗最小的单簇点拓扑结构。
2.2 K-MST拓扑控制算法
K-MST拓扑控制算法中,有如下定义:
定义1:定义节点ni的邻居节点为{nj|nj∈V,j≠i);
定义2:规定网络中的边有惟一权值。给定两条边(u1,v1)∈E和(u2,v2)∈E,dist(·,·)表示两个节点间的欧氏距离,则边的权值函数w:E→R满足:
id(u1)表示节点u的序号,可以取其ID号或者MAC地址。这样可以保证在图Gr中的权值惟一,即使是权值相同的边(u,v)和(v,u)。
在异构监测无线传感器网络图
中,任意监测节点与簇节点间生成K条不相交路径的算法分四步进行。
步骤1:将多簇点网络简化为单簇点网络,即
。
步骤2:求网络
的最小生成树
,生成各监测节点至簇节点的能量消耗最小路径,将这些路径作为网络信息采集和传输的主路径,整个网络能量消耗最小。
步骤3:将主路径断开,在
条路径中求最小生成树
可保证节点有两条路径和簇点连通。
步骤4:重复步骤3,生成
直至网络K连通,则保证网络的K连通子图为
。
3 实验结果和性能分析
构建1 000 m×1 000 m无线传感器网络仿真区域,网络中随机布置监测节点70~140个不等,令网络中监测节点最大发射半径为400 m,取簇节点个数N=3,首先对该网络进行多簇点简化,然后分别采用YG6,3算法、FLSS3算法以及本文提出的K-MST算法(K=3)进行保证每个节点至簇节点有3条不相关路径的拓扑控制,对每种算法分别进行50次仿真,将所得的节点平均度数和未进行拓扑控制节点平均度数进行比较,如图1所示。
上一页 [1] [2] [3] 下一页