基于簇的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量具有感知、計(jì)算和無(wú)線通信能力的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織形成的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有實(shí)用性強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣、使用靈活等特點(diǎn)，也是多學(xué)科高度交叉的前沿研究課題，其關(guān)鍵技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)是當(dāng)前研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)，時(shí)間同步技術(shù)便是其中之一。
　　 目前，對(duì)單跳時(shí)間同步算法的研究已趨于成熟，而對(duì)多跳時(shí)間同步算法的研究還相對(duì)比較薄弱，并且由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)自身的特點(diǎn)以及應(yīng)用環(huán)境的變化莫測(cè)，現(xiàn)有的算法并不能較好的滿足其在實(shí)際應(yīng)用中的需求?；?/p>

2、于此，本文在進(jìn)行誤差分析的基礎(chǔ)上，將分簇的思想融入到高密度、大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中，提出了一種新的時(shí)間同步協(xié)議。
　　 本文首先介紹了時(shí)間同步技術(shù)的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)和基本理論，然后分析和比較了現(xiàn)有的幾種典型算法，在此基礎(chǔ)上，說(shuō)明了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步協(xié)議不適用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的原因和現(xiàn)有無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法的不足之處。隨后對(duì)時(shí)間同步協(xié)議TPSN進(jìn)行了誤差分析，指出了影響同步誤差的因素，建立了同步誤差的數(shù)學(xué)模型，得到了單跳

3、同步誤差服從正態(tài)分布的結(jié)論，同時(shí)還得到了多跳同步最大誤差的隨機(jī)過(guò)程模型及其期望、方差和上、下限，仿真實(shí)驗(yàn)表明了結(jié)果的正確性。在誤差分析的基礎(chǔ)上，本文利用非均勻簇頭競(jìng)選方法選擇簇頭、廣度優(yōu)先生成樹(shù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇簇成員節(jié)點(diǎn)，將成對(duì)同步技術(shù)和運(yùn)用概率論參數(shù)估計(jì)法對(duì)漂移和偏移進(jìn)行補(bǔ)償?shù)闹笖?shù)時(shí)延同步技術(shù)相結(jié)合，提出了一種基于指數(shù)時(shí)延的簇狀無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議(EBCS)。同步分為基站與簇頭同步和簇內(nèi)同步兩個(gè)階段。前一階段采用成對(duì)同步技術(shù);而在