基于多簇點簡化的K容錯能量均衡拓撲控制方案
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步驟2：簡化路徑
，減化過程分為兩個步驟。(1)保留N個監(jiān)測節(jié)點之間的所有路徑；
(2)當監(jiān)測節(jié)點ni和簇節(jié)點nj間只存在一條路徑ni→nj(N+1≤j≤N+M)，令nroot=nj且
；當監(jiān)測節(jié)點ni和多個簇節(jié)點間存在路徑時，為了保證網(wǎng)絡(luò)能量消耗最小，則保留該節(jié)點到簇節(jié)點的最小路徑min(cost(ni，nj))，且使該簇節(jié)點變?yōu)閚root。在簡化監(jiān)測節(jié)點與簇節(jié)點路徑時，若監(jiān)測節(jié)點和多個簇節(jié)點間存在路徑時，則保留監(jiān)測節(jié)點到簇節(jié)點的最小路徑。由此可見，如果網(wǎng)絡(luò)原拓撲
是K連通的，則簡化后的拓撲仍為K連通且是能量消耗最小的單簇點拓撲結(jié)構(gòu)。2．2 K-MST拓撲控制算法
K-MST拓撲控制算法中，有如下定義：
定義1：定義節(jié)點ni的鄰居節(jié)點為{nj|nj∈V，j≠i)；
定義2：規(guī)定網(wǎng)絡(luò)中的邊有惟一權(quán)值。給定兩條邊(u1，v1)∈E和(u2，v2)∈E，dist(·，·)表示兩個節(jié)點間的歐氏距離，則邊的權(quán)值函數(shù)w：E→R滿足：
id(u1)表示節(jié)點u的序號，可以取其ID號或者MAC地址。這樣可以保證在圖Gr中的權(quán)值惟一，即使是權(quán)值相同的邊(u，v)和(v，u)。
在異構(gòu)監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)圖
中，任意監(jiān)測節(jié)點與簇節(jié)點間生成K條不相交路徑的算法分四步進行。步驟1：將多簇點網(wǎng)絡(luò)簡化為單簇點網(wǎng)絡(luò)，即
。步驟2：求網(wǎng)絡(luò)
的最小生成樹
，生成各監(jiān)測節(jié)點至簇節(jié)點的能量消耗最小路徑，將這些路徑作為網(wǎng)絡(luò)信息采集和傳輸?shù)闹髀窂剑麄€網(wǎng)絡(luò)能量消耗最小。步驟3：將主路徑斷開，在
條路徑中求最小生成樹
可保證節(jié)點有兩條路徑和簇點連通。步驟4：重復步驟3，生成
直至網(wǎng)絡(luò)K連通，則保證網(wǎng)絡(luò)的K連通子圖為
。3 實驗結(jié)果和性能分析
構(gòu)建1 000 m×1 000 m無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)中隨機布置監(jiān)測節(jié)點70～140個不等，令網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測節(jié)點最大發(fā)射半徑為400 m，取簇節(jié)點個數(shù)N=3，首先對該網(wǎng)絡(luò)進行多簇點簡化，然后分別采用YG6,3算法、FLSS3算法以及本文提出的K-MST算法(K=3)進行保證每個節(jié)點至簇節(jié)點有3條不相關(guān)路徑的拓撲控制，對每種算法分別進行50次仿真，將所得的節(jié)點平均度數(shù)和未進行拓撲控制節(jié)點平均度數(shù)進行比較，如圖1所示。本文引用地址：http://m.ptau.cn/article/161468.htm
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