無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步和網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的研究.pdf

1、融合了傳感器、嵌入式計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)和無線通信四大技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，時(shí)間同步技術(shù)是WSN的一項(xiàng)關(guān)鍵支撐技術(shù)，WSN的很多應(yīng)用如TDMA調(diào)度、協(xié)同休眠、定位、數(shù)據(jù)融合等都需要網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘保持同步。由于傳感器節(jié)點(diǎn)是能量受限的，降低能耗是設(shè)計(jì)WSN協(xié)議要考慮的最重要的目標(biāo)之一。傳輸質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)壽命是衡量能量受限的多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)性能的重要指標(biāo)，合適的MAC協(xié)議可以降低能耗，延長網(wǎng)絡(luò)壽命。
　　首

2、先，本文深入的研究了傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步基本概念和現(xiàn)有經(jīng)典時(shí)間同步機(jī)制，并分析和總結(jié)了經(jīng)典同步機(jī)制的優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)典時(shí)間同步機(jī)制可分為三類：基于接收者—接收者的同步機(jī)制如 RBS；基于發(fā)送者—接收者的同步機(jī)制如TPSN、LTS；基于發(fā)送者的同步機(jī)制如DMTS、FTSP。
　　其次，在現(xiàn)有同步機(jī)制的基礎(chǔ)上提出一種新的基于分簇的低功耗多跳傳感器網(wǎng)絡(luò)同步機(jī)制。該機(jī)制結(jié)合了單向廣播同步機(jī)制和雙向成對(duì)同步機(jī)制，在不引起同步滯后的前提下顯著的減小了

3、同步報(bào)文的開銷。在分級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，提出一種分簇算法將LCTS擴(kuò)展到多跳網(wǎng)絡(luò)中，并對(duì)時(shí)鐘漂移進(jìn)行補(bǔ)償，保證了一定的精度。對(duì)本機(jī)制進(jìn)行了誤差和能耗分析，在Simsync平臺(tái)上進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，并與已有的典型算法進(jìn)行了比較。
　　最后，基于跨層設(shè)計(jì)的思想，聯(lián)合考慮擁塞控制、沖突控制和能耗控制，用以求解傳輸層源端速率、MAC層鏈路訪問概率和網(wǎng)絡(luò)層節(jié)點(diǎn)壽命的最優(yōu)值，來達(dá)到最大化網(wǎng)絡(luò)效用和網(wǎng)絡(luò)壽命的折中。通過變量代換將非凸和不可分離的原問題