无线传感器网络覆盖连通性研究

基于以上无线传感器网络的系统模型，给出以下一些定义。

定义1传感器节点间的连通性。若在无线传感器网络部署区域内，节点之间总可以某种路由方式相互传送信息，则称在网络覆盖区域内节点之间是连通的。

定义2无线传感器网络的连通性。若在无线传感器网络部署区域内，对于所有节点的极大子集，基站总是可以某种路由方式传送相关控制信息到该节点集合中的任何节点，且该节点集合中的任意节点间也是连通的，则称在该网络覆盖区域内由此极大节点子集组成的无线传感器网络是连通的。

在无线传感器网络中，传感器节点的能量主要花费在对外界信号的转换处理和进行数据通信的开销方面。由于节点的能量是由有限的电池提供，如果在网络工作时一直让节点在任何情况下都处于开启状态则会降低节点的使用寿命，从而影响整个网络的使用寿命。因此，如何有效地利用基站优化组织和管理无线传感器网络节点对于网络的优化应用具有重要的意义。一类面向任务的传感器网络应用可以选择性地开启覆盖区域内的传感器节点并平衡节点的负载，对于任务无关的节点使其处于休眠状态，这样可以节约宝贵的传感器节点能量，达到延长节点乃至整个网络寿命的目的。

上述网络优化过程的前提是基站必须获悉网络中节点情况，只有确保覆盖区域内网络节点的连通性基站才能有效地对节点进行组织和管理。在传感器网络通信中，节点与基站之间理想通信模式是使用短距离的通信方式，这种方式假设基站对于网络中的节点在任何情况下都是可达的，然而，这并不符合实际。因为在部署传感器网络时没有统一的模式，且网络部署环境有很大差别。在许多实际应用场景中存在各种障碍物（如建筑物、树木以及其他一些干扰信号等）会阻碍节点和基站之间的正常通信，有时这些障碍物甚至会使节点处于不可用状态。