[发明专利]一种无线传感器网络中继节点部署方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络中继节点部署方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)获取基站、传感器节点的部署位置以及中继节点的部署候选位置，构造异构通信图；

2)根据异构通信图，选取能够k跳覆盖所有传感器节点的最少中继节点的第一集合X_A；

3)根据第一集合X_A、基站的部署位置以及中继节点的部署候选位置，构造具有边权重的转发通信图；

4)根据转发通信图，获取能够连通第一集合X_A与基站的最小中继节点的第二集合X_B，具体包括以下步骤：

4.1获取具有边权重的转发通信图G的最小生成树T；

4.2用具有边权重的转发通信图G中相应的最短路径来代替最小生成树T中的每一条边，构造具有边权重的转发通信图G的子图Gsub；

4.3寻找子图Gsub的最小生成树Tsub；

4.4根据最小生成树Tsub构造最小斯坦纳树T_S，使得最小斯坦纳树T_S中的每个叶子节点都是X_A中的节点；最后V(T_S)/(BUX_A)为集合X_B，其中，B表示基站的部署集合；

5)合并第一集合X_A与第二集合X_B，构造最终解，获得无线传感器网络中继节点部署位置。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络中继节点部署方法，其特征在于，所述构造异构通信图包括以下步骤：

1.1获取基站的部署集合B、传感器节点的部署集合S、中继节点的部署候选集合Z，以及中继节点的通信半径R_c和传感器节点的通信半径r_c；其中，对于任意两个基站b_i,b_j∈B(i≠j)，存在边(b_i,b_j)∈E；对于任意的中继节点u∈Z和中继节点v∈BUZ，如果有任意的两个中继节点之间距离d(u,v)≤R_c，则存在边(u,v)∈E；对于任意的传感器节点m∈S和传感器节点n∈BUSUZ，如果有任意的两个传感器节点之间距离d(m,n)≤r_c，则存在边(m,n)∈E，E为边集合；

1.2依据基站的部署集合B、传感器节点的部署集合S、中继节点的部署候选集合Z的边集合E和顶点集合V＝BUSUZ的无向图，得到异构通信图。

3.根据权利要求1所述的无线传感器网络中继节点部署方法，其特征在于，所述选取能够k跳覆盖所有传感器节点的最少中继节点的第一集合X_A具体包括以下步骤：

2.1移除被基站k跳覆盖的所有传感器节点；

2.2根据贪心算法，在每次迭代过程中，选取能够k跳覆盖最多传感器节点的中继节点加入到最小的第一集合X_A中，并将第一集合X_A从集合Z中移除，同时将其所覆盖的传感器节点从集合S中移除，直到集合S中的传感器节点都被移除为止，其中，S为传感器节点的部署集合。

4.根据权利要求1所述的无线传感器网络中继节点部署方法，其特征在于，所述构造具有边权重的转发通信图具体包括以下步骤：

3.1获取基站的部署集合B和中继节点的候选部署集合Z，以及中继节点的通信半径R_c，同时，获取中继节点最小的第一集合X_A；其中，任意两个基站b_i,b_j∈B(i≠j)，存在边(b_i,b_j)∈E；任意的两个中继节点u∈Z和v∈BUZ，当任意的两个中继节点之间距离d(u,v)≤R_c时，则存在边(u,v)∈E；

3.2根据基站的部署集合B和中继节点的候选部署集合Z，构造的具有边集合E和顶点集合V＝BUZ的无向图，得到转发通信图；

3.3对于转发通信图的每一条边e＝(u,v)，计算其由集合X_A生成的边权重为：w_X(e)＝|{u,v}I(Z/X_A)|；

3.4按照上述步骤构造具有边权重的无向图，获得具有边权重的转发通信图。