基于簇能量均衡的無線傳感器網(wǎng)絡同步算法.pdf

1、作為當前備受關注的研究熱點之一，無線傳感器網(wǎng)絡集成了傳感器、嵌入式系統(tǒng)、無線通信和網(wǎng)絡通信等多種技術，在人們日常生活和工業(yè)生產(chǎn)活動中充當著重要角色。時間同步技術作為無線傳感器網(wǎng)絡的一項關鍵支撐技術，是無線傳感器網(wǎng)絡各種應用和協(xié)議正常運行的必要條件。無線傳感器網(wǎng)絡因其節(jié)點能量有限、體積受限、拓撲多變等特點，給時間同步算法的設計帶來了挑戰(zhàn)。因此，研究適應于無線傳感器網(wǎng)絡環(huán)境的時間同步算法具有重要意義。
　　文章針對現(xiàn)有同步算法的不足，

2、綜合考慮時間同步算法對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)絡同步算法。該算法基于簇狀分層的網(wǎng)絡拓撲，通過簇間同步和簇內同步兩個階段實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡的同步。在簇間同步階段，動態(tài)構建匯聚節(jié)點和簇首節(jié)點之間的層次結構，在相鄰層級的簇首之間采用雙向監(jiān)聽同步機制;在簇內同步階段，采用雙向信息交換和單向廣播相結合的機制，簇首根據(jù)簇成員節(jié)點的最優(yōu)剩余能量選取應答節(jié)點與其進行雙向同步，其它節(jié)點則采用參考廣播機制間接同步到簇首，同

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