STP-MSPBEL 근사 알고리즘을 통한 무선 센서 네트워크에서의 효율적인 릴레이 노드 배치 방법

Abstract

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  이하임을 만족하면서, 스타이너 점의 개수를 최소화하는 문제이다. 이 문제는 NP-Complete임이 증명되었으며, 선행연구에 의해 다항 시간 알고리즘의 근사율이 5에서 3으로 줄어든바 있다. 본 논문에서는 최악의 경우 근사율이 3임이 보장되면서, 선행연구보다 개선된 휴리스틱 알고리즘들을 제시하고, 그 성능을 비교실험을 통해 확인한다.