基于簇能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步算法.pdf

1、作為當(dāng)前備受關(guān)注的研究熱點(diǎn)之一，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)集成了傳感器、嵌入式系統(tǒng)、無線通信和網(wǎng)絡(luò)通信等多種技術(shù)，在人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中充當(dāng)著重要角色。時(shí)間同步技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)關(guān)鍵支撐技術(shù)，是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各種應(yīng)用和協(xié)議正常運(yùn)行的必要條件。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)因其節(jié)點(diǎn)能量有限、體積受限、拓?fù)涠嘧兊忍攸c(diǎn)，給時(shí)間同步算法的設(shè)計(jì)帶來了挑戰(zhàn)。因此，研究適應(yīng)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的時(shí)間同步算法具有重要意義。
　　文章針對(duì)現(xiàn)有同步算法的不足，

2、綜合考慮時(shí)間同步算法對(duì)能量消耗和同步精度的要求，提出一種基于簇能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步算法。該算法基于簇狀分層的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，通過簇間同步和簇內(nèi)同步兩個(gè)階段實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的同步。在簇間同步階段，動(dòng)態(tài)構(gòu)建匯聚節(jié)點(diǎn)和簇首節(jié)點(diǎn)之間的層次結(jié)構(gòu)，在相鄰層級(jí)的簇首之間采用雙向監(jiān)聽同步機(jī)制;在簇內(nèi)同步階段，采用雙向信息交換和單向廣播相結(jié)合的機(jī)制，簇首根據(jù)簇成員節(jié)點(diǎn)的最優(yōu)剩余能量選取應(yīng)答節(jié)點(diǎn)與其進(jìn)行雙向同步，其它節(jié)點(diǎn)則采用參考廣播機(jī)制間接同步到簇首，同

3、時(shí)，采用捎帶技術(shù)將本輪同步信息捎帶在下輪同步廣播報(bào)文中以減小同步開銷。仿真結(jié)果表明該算法在減小報(bào)文開銷、均衡能耗、提高多跳同步精度方面有較大優(yōu)勢(shì)。
　　另外，在對(duì)簇首節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)同步時(shí)產(chǎn)生的傳輸時(shí)延進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)接收時(shí)延對(duì)同步精度有較大影響，且這種時(shí)延服從高斯分布，故提出一種基于貝葉斯估計(jì)的多跳同步算法。該算法利用貝葉斯估計(jì)理論對(duì)接收時(shí)延進(jìn)行估計(jì)，得到更加精確的時(shí)延值，減小了同步誤差。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用貝葉斯估計(jì)的算法確實(shí)