双层WSN中继节点最少化部署算法：优化与实验比较

本文主要探讨了在双层无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）中，针对如何在保证所有传感节点能够与至少一个中继节点进行有效通信的前提下，最小化部署中继节点的数量的问题。研究者提出了两种关键算法来解决这一问题。 首先，整数线性规划最优解算法是核心策略之一。这种方法基于数学建模，将中继节点的部署视为一个优化问题，其中目标函数是使中继节点的数量最小，约束条件则是确保每个传感节点都能够接入至少一个中继节点。通过求解整数线性规划问题，算法能够找到在满足所有节点覆盖需求下的最佳中继节点配置方案。 然而，对于大规模的传感器网络，整数线性规划可能在计算效率上有所限制。因此，研究者设计了一种启发式算法。该算法采用一种迭代过程，每次将排序后包含最多传感节点的区域作为候选部署区域，重复此过程直到收敛。这种方法虽然不是精确的全局最优解，但在实际应用中通常能提供接近最优的结果，同时减少了计算复杂度。 为了验证这两种算法的有效性和性能，研究者进行了仿真实验，将它们与同类算法在相同的参数条件下进行对比。实验结果显示，整数线性规划最优解算法和启发式算法在保证所有节点被覆盖的同时，成功地实现了中继节点数量的最小化。而且，尽管启发式算法在部署时间上可能稍有增加，但整体来说，其部署时间和性能表现都在可接受的范围内。 本文的研究提供了在双层WSN中部署中继节点的有效策略，为提高网络资源利用效率和降低能耗提供了实用的解决方案。这对于优化WSN的结构和性能，尤其是在能源受限的场景下，具有重要的理论和实践价值。