改进的双向圆盘图k-MTCDS算法：无线传感器网络虚拟骨干构建

本文主要探讨了圆盘图中最小连通k-全控制集问题的算法，由李业芳、艾文宝和帅天平三位作者在北京邮电大学理学院合作完成。他们在研究中针对双向圆盘图这一特定环境提出了新的挑战，因为在无线传感器网络（WSN）中，每个传感器节点的传输范围并非固定，这与以往在单位圆盘内研究的假设有所不同。 问题的核心是构造一个最小连通k全控制集（k-MTCDS），这是一个在无线网络虚拟骨干网构建中至关重要的概念，它可以有效地减少广播泛洪带来的数据冗余和能量浪费。传统的研究通常集中在寻找单位圆盘内的连通控制集，通过控制集实现数据的高效路由和中继，以此减少路径搜索的复杂度和网络资源的消耗。例如，Wan等人提出的分布式近似算法虽然具有8的近似比，但在实际应用中并不完全适应传感器节点传输半径各异的情况。 作者们在本文中创新性地设计了一个集中式的近似算法，该算法在处理节点间异构传输能力时提供了一种优化策略。他们通过理论分析，证明了这个算法不仅能够有效构造最小连通k-全控制集，而且具有相对较好的近似性能，这意味着它能够在保持网络连通性的前提下，尽量减小所需传感器节点的数量，从而提升网络的整体效率和能源利用效率。 文章的关键点包括最小连通k-全控制集的定义、极大独立集的概念在双向圆盘图中的应用、以及无线传感器网络中虚拟骨干网的构建策略。此外，研究还涉及到如何通过算法设计解决大规模无线多跳网络中的容错性和能源管理问题，确保在节点故障时网络仍能正常运作。 总结来说，这篇首发论文对无线传感器网络中的关键问题进行了深入研究，并提出了一种针对双向圆盘图环境的高效算法，这将有助于改进无线网络的能耗管理和可靠性，对未来的无线网络设计和优化具有重要意义。