基于STP-MSPBEL近似算法的无线传感器网络中继节点高效配置

Eungyu Woo, Chuck Chae, Donghoon Shin
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摘要

在无线传感器网络(wireless sensor networks)中,如果许多节点同时受损,网络被分割成多个部分,可能会导致网络连接中断的重大缺陷。在这种情况下,从费用和时间方面有效恢复网络连接是非常重要的。本文提出了在有限干线长度下的STP-MSPBEL问题的近似算法,其目标是通过配置最少的接力节点来完全恢复连接。STP-MSPBEL问题是在满足树的所有干线长度在给定的正数R以下的情况下,最小化斯坦纳点数量的问题。这一问题已被证明为NP-Complete,且领先研究已将多项时间算法的近似率从5降至3。本论文在最坏的情况下保证3次近似率,提出比先行研究改善的启发算法,并通过比较实验确认其性能。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Efficient Relay Node Placement in Wireless Sensor Networks via STP-MSPBEL Approximation Algorithms
무선 센서 네트워크(wireless sensor networks)에서 많은 노드가 동시에 손상되어 네트워크가 여러 부분으로 분할되는 경우, 네트워크의 연결 단절이라는 큰 결함으로 이어질 수 있다. 이러한 상황에서, 네트워크의 연결을 비용과 시간 측면에서 효율적으로 복구하는 것이 매우 중요하다. 본 논문은 가장 적은 수의 릴레이 노드를 배치함으로써 연결을 완전히 복원하는 것을 목표로, 제한된 간선 길이 하의 스타이너트리 문제(STP-MSPBEL)에 대한 근사 알고리즘들을 제시한다. STP-MSPBEL 문제는 트리의 모든 간선의 길이가 주어진 양수 R 이하임을 만족하면서, 스타이너 점의 개수를 최소화하는 문제이다. 이 문제는 NP-Complete임이 증명되었으며, 선행연구에 의해 다항 시간 알고리즘의 근사율이 5에서 3으로 줄어든 바 있다. 본 논문에서는 최악의 경우 근사율이 3임이 보장되면서, 선행연구보다 개선된 휴리스틱 알고리즘들을 제시하고, 그 성능을 비교실험을 통해 확인한다.
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