[发明专利]一种基于斯坦纳树和凸多边形的WSN分区双连通恢复方法

权利要求书

1.一种基于斯坦纳树和凸多边形的WSN分区双连通方法，其特征在于：具体步骤如下：

Step1确定传感器节点的通信半径R，根据通信半径R让被破换的无线网络中能够进行通信的多个节点构成相应的分区，并获取各分区的位置信息；

Step2将位于各分区外的单独节点通过现有节点的移动连接归入合适的分区内；

Step3将步骤Step2形成的分区抽象为节点，利用枚举法枚举出所有的非退化型四边形，然后将这些四边形按照周长从小到大的顺序存放在数组p中；

Step4将数组p中的四边形按照从前到后的顺序依次构造四边形斯坦纳点，然后将两个斯坦纳点和四边形的四个点连接起来构造斯坦纳边，部署中继节点使得该四边形连接的四个分区实现连通；

Step5将实现连通之后的四个分区继续抽象为一个新的节点，加入无线网络中所有分区抽象的节点中，继续构造非退化型四边形，然后对数组p中的顺序进行实时更新；

Step6将所有可以进行构造四边形斯坦纳边的分区进行连通之后，剩下未实现连通的分区，利用构造三角形斯坦纳边的方法继续实现无线网络的全局连通；

Step7利用格雷厄姆凸壳算法找出步骤Step2形成的分区的所有凸壳顶点，将它们连接起来形成凸多边形并进行第二轮中继节点的部署实现无线网络通过第二条路径连通即双连通；

Step8当Step6完成后形成的首轮连通无法正常工作时，Step7中完成的第二轮连通进入工作状态，并将凸多边形上的中继节点以概率q进行休眠，并且假设这些处于工作状态的中继节点随机均匀分布在第二条路径上。

2.根据权利要求1所述的基于斯坦纳树和凸多边形的WSN分区双连通方法，其特征在于：所述Step2中单独节点通过现有节点的移动连接归入合适的分区内的方法如下：

(1)将所有分区抽象为节点，并按照与单独节点k的距离从小到大依次存放在数组S中；

(2)将单独节点k与数组S中的第一个分区Seg_A中内的所有节点按照距离从小到大存放在数组A中；

(3)选取分区Seg_A中距离单独节点k最近的一个叶子节点i用于移动连接，叶子节点i的一端与单独节点k连接，另外一端与数组A中的第一个节点j连接，并且判断是否满足|ξ(i)-ξ(k)|＜R且|ξ(i)-ξ(j)|＜R，ξ(i)、ξ(k)和ξ(j)分别表示叶子节点i、单独节点k和节点j的位置，若满足则实现单独节点k与分区Seg_A的统一成区，若不满足则选取距离次近的叶子节点与数组A中的下一个节点进行连接；

(4)若单独节点k与分区Seg_A中的所有节点均连接不成功，则继续选择数组S中的下一个分区进行连接。

3.根据权利要求1所述的基于斯坦纳树和凸多边形的WSN分区双连通方法，其特征在于：所述Step3中非退化型四边形是指四边形的四个内角均小于120°。

4.根据权利要求1所述的基于斯坦纳树和凸多边形的WSN分区双连通方法，其特征在于：所述Step4中所述的四边形斯坦纳点的构造方法如下：

(1)作四边形的两条对角线；

(2)向对角线所形成的两个较小夹角所对应的两条边向外作两个等边三角形；

(3)给两个等边三角形作外接圆；

(4)将两个等边三角形的最向外的两个点连接起来，这条直线与两个外接圆在四边形内部的交点即为两个四边形斯坦纳点。