18、无线传感器网络中的路由与数据聚合安全方案

无线传感器网络中的路由与数据聚合安全方案

1. RaceTrack算法：移动站路由问题的近似算法

在无线传感器网络的数据收集场景中，移动站（MS）的路由问题至关重要。RaceTrack算法将此问题转化为赛车问题，通过内道启发式、凹弯启发式和捷径查找步骤，在 $O(n)$ 计算时间内获得近似最短路径。

1.1 算法步骤

• 步骤1：TSP路线构建 ：使用已知的PTAS（多项式时间近似方案）并结合解缠改进方法处理TSP问题，得到无自相交的TSP路线。
• 步骤2：内道替代点选择 ：为每个磁盘计算相交点 $R_i$，形成路线 $TI$。
• 步骤3：凹弯替代点选择 ：
  • 利用已知的凸凹判定算法确定每个顶点的凸凹性，并记录在 $Con[i]$ 中。
  • 定义 $Ellipse(a, b, c, r)$ 函数来计算单个BSP（凹弯替代点），其中 $a$ 和 $b$ 是两个连续的凸顶点，$c$ 是 $a$ 和 $b$ 之间的一个凹顶点，$r$ 是无线电范围半径。
  • 以下是凹弯替代点选择算法的代码：

Initialize TB[0] ←S; idx ←0 Con[i] ←0;
Determine the convexity of each vertex in TI and record the results in Con[i];
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