LSTS算法下帶隨機(jī)有界時(shí)延的WSNs時(shí)鐘同步誤差研究.pdf

1、時(shí)鐘同步研究是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要課題。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的很多應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測(cè)、目標(biāo)追蹤等，均要求所有傳感器節(jié)點(diǎn)有一個(gè)共同的時(shí)間參考，因此研究時(shí)鐘同步問(wèn)題有著重要的意義。鑒于通信時(shí)延是隨機(jī)有界的條件下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘不能達(dá)到完全同步，本文采用國(guó)際最新的基于最小二乘估計(jì)的一致性時(shí)鐘同步算法(LSTS算法)研究了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的同步誤差問(wèn)題，重點(diǎn)研究了節(jié)點(diǎn)間同步誤差的影響因素，同時(shí)研究了小世界理論對(duì)網(wǎng)絡(luò)同步誤差和收斂時(shí)間的影

2、響，最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)ATS、MTS和LSTS三種算法進(jìn)一步對(duì)比分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴節(jié)點(diǎn)間同步誤差影響因素的仿真分析。采用Matlab進(jìn)行的仿真計(jì)算表明在LSTS同步算法下，不同節(jié)點(diǎn)間的同步誤差存在明顯差別。在規(guī)則網(wǎng)絡(luò)上的仿真結(jié)果表明，被比較的節(jié)點(diǎn)間距離、節(jié)點(diǎn)間度數(shù)差以及拓?fù)涞膶?duì)稱性對(duì)節(jié)點(diǎn)間同步誤差有重要影響。⑵小世界特性對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)影響的研究。將小世界理論引入到WSNs，在單環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)造NW小世界網(wǎng)絡(luò)，加

3、邊概率p改變會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度數(shù)和網(wǎng)絡(luò)平均路徑長(zhǎng)度的變化。在節(jié)點(diǎn)間通信時(shí)延隨機(jī)有界的條件下，Matlab仿真統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明當(dāng)概率p改變時(shí)，基于LSTS時(shí)鐘同步算法得到的網(wǎng)絡(luò)同步誤差、收斂時(shí)間會(huì)隨概率p發(fā)生變化。⑶三種完全分布式算法的實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。在相同實(shí)物節(jié)點(diǎn)平臺(tái)上比較了毫秒級(jí)別時(shí)延情況下ATS、MTS和LSTS三種完全分布式算法的實(shí)驗(yàn)同步效果，結(jié)果表明LSTS算法同步性能更優(yōu)。進(jìn)一步對(duì)LSTS算法的魯棒性進(jìn)行驗(yàn)證，并分析了試驗(yàn)中不安全信息