8、物联网无线传感器网络的连通性估计方法

物联网无线传感器网络的连通性估计方法

1. 引言

物联网（IoT）是一个由大量具备不同软硬件能力的节点组成的网络，这些节点通过互联网基础设施进行通信，以实现共同目标。在物联网中，节点故障可能会破坏通信路径，消耗网络资源，因此监测和控制物联网基础设施的连通性至关重要。

无线传感器网络（WSNs）是物联网的关键技术，位于物联网的通信层。WSNs由能够感知环境并以无线方式传输数据的节点组成，可应用于智能城市、医疗保健、军事监控等多个领域。通常，WSNs包含至少一个用于收集数据的特殊节点，即汇聚节点。

一个WSN是连通的，当且仅当每对节点之间至少存在一条通信路径。在WSN中，维护网络连通性对于实现节点间的消息传递和共同应用目标至关重要。如果移除一个顶点会将通信网络划分为不相交的段，则该顶点称为割点；如果移除一条边会将通信网络划分为不相交的段，则该边称为桥。检测割点和桥对于研究WSN的链路鲁棒性至关重要。

k - 连通性是图论中的一个重要概念，可应用于网络以提高其容错能力。一个图是k - 连通的，如果它能够承受k - 1个节点的故障而不失去与其余节点的连通性。因此，许多研究致力于以节能的方式找到WSN的k值。

2. 连通性（1 - 连通性）估计算法

2.1 Pritchard算法

Pritchard提出了一种用于WSN中桥检测的三阶段算法：
1. 构建分布式广度优先搜索（BFS）树。
2. 找到前序标签和子树大小。
3. 识别桥。

2.2 I - PRITCHARD算法

I - PRITCHARD算法有两个阶段，旨在减少能量消耗：