無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中聯(lián)合時(shí)間同步與定位算法研究.pdf

1、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSNs)具有信息采集、傳輸和處理功能，被認(rèn)為是21世紀(jì)最有影響力的技術(shù)之一，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。WSNs時(shí)間同步技術(shù)是WSNs中保持常用功能正常運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)，如能量管理、傳輸調(diào)度、數(shù)據(jù)融合、目標(biāo)跟蹤和定位等都需要網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)保持時(shí)間同步。WSNs節(jié)點(diǎn)定位是軍事監(jiān)測(cè)、火災(zāi)警報(bào)、目標(biāo)跟蹤和定位等應(yīng)用的基礎(chǔ)。時(shí)間同步與節(jié)點(diǎn)定位之間存在密切的關(guān)系，可以把時(shí)間同步機(jī)制和節(jié)點(diǎn)定位機(jī)制放到同一個(gè)機(jī)制中同時(shí)解決，聯(lián)合時(shí)間同步與定

2、位機(jī)制可以提高信息利用率、提高算法效率和節(jié)省通信開(kāi)銷(xiāo)等，因此是WSNs中一個(gè)重要的研究方向。
　　本文的主要工作內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1) WSNs時(shí)間同步技術(shù)的研究。對(duì)WSN s的時(shí)間模型，影響WSNs時(shí)間同步的關(guān)鍵因素以及WSNs時(shí)間同步的要求進(jìn)行了分析研究，并根據(jù)WSNs中節(jié)點(diǎn)信息交換方式的不同進(jìn)行了詳細(xì)分類(lèi)，對(duì)其中的基于雙向信息交換的幾種典型時(shí)間同步算法進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。
　　(2) WSNs節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)

3、的研究。介紹了WSNs節(jié)點(diǎn)定位技術(shù)的基本思想，并對(duì)計(jì)算節(jié)點(diǎn)位置的常用方法進(jìn)行了分析研究，隨后對(duì)基于測(cè)距的定位方法和基于非測(cè)距的定位算法進(jìn)行了詳細(xì)分析，并對(duì)兩類(lèi)定位算法中兩種典型的定位算法，基于TOA的測(cè)距定位算法和質(zhì)心定位算法進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。
　　(3) WSNs聯(lián)合時(shí)間同步與定位算法研究。對(duì)WSNs的聯(lián)合時(shí)間同步與定位算法的基本思想進(jìn)行了分析，隨后對(duì)WSNs中聯(lián)合時(shí)間同步與測(cè)距定位算法以及聯(lián)合時(shí)間同步與免測(cè)距定位算法中的典型

4、算法進(jìn)行了詳細(xì)分析推導(dǎo)，對(duì)聯(lián)合時(shí)間同步與測(cè)距算法中比較典型的兩種算法進(jìn)行了仿真對(duì)比分析，另外兩種典型聯(lián)合時(shí)間同步與免測(cè)距定位算法會(huì)在第五章與基于成對(duì)廣播同步協(xié)議的改進(jìn)的聯(lián)合時(shí)間同步與定位算法進(jìn)行仿真對(duì)比分析。
　　(4)針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中降低節(jié)點(diǎn)間的通信開(kāi)銷(xiāo)、降低計(jì)算復(fù)雜度和提高算法適應(yīng)性的需求，給出一種基于成對(duì)廣播同步協(xié)議改進(jìn)的聯(lián)合時(shí)間同步與定位算法。相比于傳統(tǒng)基于雙向信息交換方式的聯(lián)合定位與時(shí)間同步算法，該算法節(jié)省大量的通信