无线传感器网络的3连通多跳控制集算法与性能分析

"该文提出了一种无线传感器网络中构建3连通多跳控制集的算法，以减小虚拟骨干的大小和节点间信息转发的总量。通过在单位圆盘图上解决最小连通控制集问题，作者们针对无线传感器网络的最小虚拟骨干设计提供了一种有效的近似方法。提出的算法能生成一个大小不超过特定公式的3连通多跳控制集，并通过仿真实验验证了其性能。实验结果表明，算法表现符合预期，对于减少网络开销和提高网络效率具有积极意义。该研究受到国家自然科学基金和广西自然科学基金的支持。" 在无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）中，虚拟骨干是一种重要的结构，它由一部分节点组成，这些节点负责网络中的路由任务。理想的虚拟骨干应当尽可能小，以减少网络的能耗和通信开销。单位圆盘图常被用来抽象表示WSNs的拓扑结构，其中每个节点代表一个传感器，若两个节点间的距离小于某个阈值（即通信范围），则它们之间存在边。在这样的模型下，寻找最小虚拟骨干的问题可转化为求解单位圆盘图的最小连通控制集问题。然而，这是一个公认的NP难问题，因此研究者通常关注于开发能够找到近似解的算法。 3连通多跳控制集是一种特殊的网络结构，它确保在网络中任意两个节点间至少有三条独立路径可达，这样即使有节点故障，网络仍能保持连通性。通过构建3连通多跳控制集，可以有效降低控制集的大小，减少信息在节点间的转发次数，从而提高网络的整体性能。文中提出的新算法正是针对这一目标设计的，它能够在WSNs中构造出一个不超过特定复杂度的3连通多跳控制集。 算法的实现过程及性能分析是通过仿真实验进行的，实验结果证明了算法的有效性，其生成的控制集大小符合预期，并且在网络性能方面表现出色。此外，该研究还得到了国家自然科学基金和广西自然科学基金的资助，这表明了该领域的研究在学术界和实际应用中都具有重要价值。 关键词涵盖了无线传感器网络、单位圆盘图、虚拟骨干以及3连通多跳控制集，这些都是理解本文核心内容的关键概念。通过这些关键词，我们可以了解到该研究的焦点在于优化WSNs的路由策略，以提高网络的可靠性和效率。