非连通无线传感器网络最少节点部署算法研究

"非连通无线传感器网络的最少传感器节点部署 (2011年) - 北京邮电大学学报 - 闫中江, 沈中, 常义林, 张颖, 代亮" 这篇论文探讨的是无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）中的一个关键问题，即如何在非连通网络中以最少的传感器节点实现有效的部署。在无线传感器网络中，传感器节点用于收集环境或特定区域的数据，这些数据随后被转发到中央处理单元或基站。传感器节点的部署策略对于网络的性能、寿命和成本有着重要影响。 论文首先区分了连通网络与非连通网络两种部署情况。连通网络是指所有传感器节点可以通过多跳通信相互连接，而非连通网络则可能包含多个无法直接通信的子网络。在这种情况下，最小化网络部署开销成为主要目标，因为它关系到设备成本和能量效率。 为了解决非连通网络的最少传感器节点部署问题，研究者建立了一个整数线性规划模型。这是一个优化问题，旨在最小化部署的传感器节点数量，同时确保所有目标点都能被至少一个传感器节点覆盖。他们还证明了这个问题属于NP-complete类别，意味着它在最坏情况下很难找到精确解。 由于NP-complete问题的复杂性，论文提出了一种启发式算法——贪婪部署算法。这个算法基于贪心策略，通过迭代选择能覆盖最多目标点的候选部署区域来逐步部署传感器节点，直至所有目标点都被覆盖。这种策略在计算效率上具有优势，尽管它可能无法保证全局最优解，但在实践中往往能找到接近最优的解决方案。 论文通过仿真实验比较了所提的贪婪部署算法与传统的遗传算法以及问题模型的最优解。实验结果验证了贪婪部署算法的有效性和实用性，表明它能够在保持较低节点数量的同时，有效地覆盖目标区域。 关键词涉及的领域包括无线传感器网络的部署算法、贪婪算法和整数线性规划。这表明该研究结合了优化理论、计算方法和无线网络技术，为非连通WSNs的高效部署提供了一个实用的解决方案。论文的贡献在于提出了一种适用于实际应用的近似算法，对于无线传感器网络的设计和优化具有指导意义。