基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步技術(shù)研究.pdf

1、同步技術(shù)是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)重要支撐技術(shù)之一，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓撲生成機制及其自組織演化模型是網(wǎng)絡(luò)覆蓋與連通、同步、拓撲控制、位置路由等關(guān)鍵技術(shù)的重要基礎(chǔ)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)是有著復(fù)雜拓撲結(jié)構(gòu)和動力行為的大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，它是由大量節(jié)點通過節(jié)點之間的邊相互連接而構(gòu)成的一種圖結(jié)構(gòu)。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論描述了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的演化規(guī)律、演化機制以及整體動態(tài)行為，為各種互不相同的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)提供了普適研究方法。將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)問題的研究己經(jīng)成為該研究領(lǐng)域里

2、的一個熱點。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的同步理論為基于小世界網(wǎng)絡(luò)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型的同步技術(shù)研究提供了一種新的思路和方法，其結(jié)論具有重要的理論意義。
　　論文討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成結(jié)構(gòu)、協(xié)議棧和關(guān)鍵技術(shù)。針對信息傳輸延遲和接收時間不精確會影響無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的問題，設(shè)計了一種改進的TPSN時間同步算法。對每個接收節(jié)點的時間值做最大似然估計，從而最接近原始時間值，根據(jù)每個節(jié)點接收數(shù)據(jù)時的時鐘誤差，得到系統(tǒng)的時鐘誤差，以獲得更精確的同步

3、時鐘偏移量。仿真結(jié)果表明，該算法在不改變原有同步機制、不增加較大能耗的情況下，能夠提高同步精度。
　　論文介紹了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論的發(fā)展歷程及其應(yīng)用領(lǐng)域。分析了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)幾種基本拓撲模型及其主要特征參數(shù)。針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特性，討論了復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特征，闡述了利用復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)的可行性。基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征度量進行分析，主要包括：節(jié)點度分布、聚類系數(shù)和平均路徑長度，并且在

4、Matlab平臺上仿真驗證。
　　論文還將復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的同步理論引入基于小世界網(wǎng)絡(luò)理論的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)模型的同步技術(shù)中，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的同步條件，通過構(gòu)造耦合矩陣A，求得其特征向量和特征根，取其第二大特征根2(,)pN進行研究，分析其與隨機加邊概率p和節(jié)點個數(shù)N的關(guān)系，最后用Matlab軟件仿真表明該網(wǎng)絡(luò)模型的同步性能與隨機加邊概率p和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模一定時，隨機加邊概率p從0變化到1，2(,)pN不斷變小到最后趨于N，同