王　翥，吕翠翠，王　玲

(哈尔滨工业大学(威海)信息与电气工程学院，山东威海　264209)

0　引言

无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)是多学科交叉的前沿研究热点。它是由大量具有特定功能的传感器节点通过自组织的无线通信方式，相互传递信息，协同完成特定功能的智能专用网络[1]，在环境监测、智能交通、医疗护理及工业自动化领域有广泛的应用前景[2]。

WSN由3种类型节点组成：传感器节点SN(Sensor Node)、中继节点RN(Relay Node)和Sink节点。WSN通信能力有限，通信的能量消耗通常与通信距离成指数关系，通信距离的增加会导致无线通信的能量消耗急剧增加[3]。由于SN的微型化，节点的电池能量有限，所以能量限制是整个WSN的瓶颈，它决定着网络的寿命。为节省能量，WSN应采用多跳路由的通信传输机制，即SN通过RN转发数据至sink，尽量减少单跳的通信距离，同时多跳通信也能克服远距离无线通信所遇到的一些信号传播效应问题。

RN布局是多跳路由的关键，它决定着是否可以减小网络能量消耗、延长网络寿命。文献[4-5]从理论上分析了影响RN布局的因素。文献[6]通过近似算法放置RN，使网络整体功耗达到最小。樊勇等提出一种RN多级摆放策略[7]，全巧艳等用基于正方形网格能量模型的方法均衡网络能量消耗[8]。在Lu等的文献[9]中，基于平衡所有SN和RN的功耗，作者推导出一个RN密度函数，根据密度函数在感知区域放置RN.为保证网络中放置的RN数目最少，Satyajayant 等在文献[10]提出了一种受限的RN布局构想，设定双向的通信路径。文献[11]通过在WSN中加入冗余的RN增加网络的可靠性，保证在WSN的初步设计中，每个SN到基站有k个节点不相交的路径。……