基于簇型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳時間同步算法的研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)和傳感器技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護(hù)理、空間探索等方面都顯示了廣闊的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的技術(shù)之一。 時間同步是傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項重要技術(shù),在實際應(yīng)用中扮演重要的角色。現(xiàn)有的單跳時間同步算法的研究趨于成熟,多跳時間同步算法相對薄弱,但是鑒于傳感器網(wǎng)絡(luò)自身特點的限制,這些已有的算法并不能很好的滿足其實際應(yīng)用的需求。因此本文針對大規(guī)模、高密度隨機(jī)部署的傳

2、感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境融入分簇的思想,提出一種新型的時間同步算法。 本文首先介紹了時間同步的基本原理、算法的性能指標(biāo)以及設(shè)計要素,然后分析和比較了幾種典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步算法,在此基礎(chǔ)上提出了一種基于簇型的多跳時間同步算法-CBTS。首先,利用Leach算法將網(wǎng)絡(luò)劃分成不同的簇,每個簇由一個簇頭和若干個簇成員節(jié)點組成。然后在分簇的基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)點間的時間同步,時間同步算法分為水平同步和垂直同步兩個階段來完成。在水平同步階段,通過構(gòu)建

3、基站與簇頭節(jié)點的層次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),采用雙向消息交換同步機(jī)制來完成簇頭節(jié)點與基站的時間同步。在垂直同步階段,采用雙向消息交換和參考廣播相結(jié)合的同步機(jī)制,來完成簇頭節(jié)點和簇成員之間的時間同步,并利用最小方差線性擬合的方法估計了節(jié)點的時鐘偏差,提高了時鐘同步的精度,最終實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的時間同步。 最后,在NS2平臺上對CBTS算法進(jìn)行了仿真測試,仿真結(jié)果表明該算法具有較低的消息交換開銷和較好的同步精度。因此,CBTS算法更適合于大型規(guī)模