高延遲水下傳感器網絡時間同步算法研究.pdf

1、近年，各種科學技術日趨成熟，許多不同的領域都涉及到無線傳感器網絡。隨著人們對經濟開發(fā)、工業(yè)管理、農業(yè)發(fā)展的日益關注，以水聲通信為基礎的高延遲水下傳感器網絡得到人們的重視。建設水下無線傳感器網絡對于探究海洋各項活動、采集生物信息、監(jiān)測危險區(qū)域、調研海洋漁業(yè)資源、發(fā)展海洋經濟等方面有重要意義。
　　時間同步是無線傳感器網絡中的重要支撐技術之一。在海洋中，采用水聲通信，導致低速傳輸、多普勒頻移、能量消耗大，除此以外，水下通信受硬件限制、

2、海洋環(huán)境多變等影響，在傳輸過程中，會出現(xiàn)較大的時延，且時延是不確定的，因此，現(xiàn)存的陸地傳感網時間同步機制不能直接在水下使用。本文中，我們提出了一種新的時間同步算法-移動輔助時間同步(Mobile-assisted Clock Synchronization，簡稱Ma-Sync)。該算法使用一個有固定軌跡的信標節(jié)點，通過公式取得傳播時延與兩個節(jié)點的距離之間的關系，計算時鐘漂移和時鐘偏差，從而實現(xiàn)整個網絡的時間同步。該算法克服了長傳播延遲和

3、節(jié)點移動對時間同步的影響，有效解決了高延遲水下傳感器網絡時間同步問題。
　　在Ma-Sync算法的理論基礎上，我們實現(xiàn)節(jié)點間以及節(jié)點與計算機之間的通信，為了使實驗模擬成水下通信，在本文中接收方加入時延以避免消息瞬間到達。在計算機終端讀取節(jié)點的時間戳，根據得到的發(fā)送時間戳與接收時間戳，我們將公式編寫程序計算時鐘漂移和時鐘偏差。將兒組通信的時間戳結合時鐘漂移和時鐘偏差進行修正，通過計算證明發(fā)送方與接收方的時間一致，因此Ma-Sync算