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)活動中充當(dāng)著重要角色。時間同步技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一項關(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)議正常運行的必要條件。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)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(shè)計帶來了挑戰(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(luò)同步算法。該算法基于簇狀分層的網(wǎng)絡(luò)拓撲，通過簇間同步和簇內(nèi)同步兩個階段實現(xiàn)對整個網(wǎng)絡(luò)的同步。在簇間同步階段，動態(tài)構(gòu)建匯聚節(jié)點和簇首節(jié)點之間的層次結(jié)構(gòu)，在相鄰層級的簇首之間采用雙向監(jiān)聽同步機制;在簇內(nèi)同步階段，采用雙向信息交換和單向廣播相結(jié)合的機制，簇首根據(jù)簇成員節(jié)點的最優(yōu)剩余能量選取應(yīng)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(shù)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(jié)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(jié)果表明，采用貝葉斯估計的算法確實