LSTS算法下帶隨機有界時延的WSNs時鐘同步誤差研究.pdf

1、時鐘同步研究是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的一個重要課題。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的很多應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測、目標追蹤等，均要求所有傳感器節(jié)點有一個共同的時間參考，因此研究時鐘同步問題有著重要的意義。鑒于通信時延是隨機有界的條件下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點的時鐘不能達到完全同步，本文采用國際最新的基于最小二乘估計的一致性時鐘同步算法(LSTS算法)研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的同步誤差問題，重點研究了節(jié)點間同步誤差的影響因素，同時研究了小世界理論對網(wǎng)絡(luò)同步誤差和收斂時間的影

2、響，最后通過實驗對ATS、MTS和LSTS三種算法進一步對比分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴節(jié)點間同步誤差影響因素的仿真分析。采用Matlab進行的仿真計算表明在LSTS同步算法下，不同節(jié)點間的同步誤差存在明顯差別。在規(guī)則網(wǎng)絡(luò)上的仿真結(jié)果表明，被比較的節(jié)點間距離、節(jié)點間度數(shù)差以及拓撲的對稱性對節(jié)點間同步誤差有重要影響。⑵小世界特性對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)影響的研究。將小世界理論引入到WSNs，在單環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上構(gòu)造NW小世界網(wǎng)絡(luò)，加

3、邊概率p改變會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度數(shù)和網(wǎng)絡(luò)平均路徑長度的變化。在節(jié)點間通信時延隨機有界的條件下，Matlab仿真統(tǒng)計結(jié)果表明當概率p改變時，基于LSTS時鐘同步算法得到的網(wǎng)絡(luò)同步誤差、收斂時間會隨概率p發(fā)生變化。⑶三種完全分布式算法的實驗對比分析。在相同實物節(jié)點平臺上比較了毫秒級別時延情況下ATS、MTS和LSTS三種完全分布式算法的實驗同步效果，結(jié)果表明LSTS算法同步性能更優(yōu)。進一步對LSTS算法的魯棒性進行驗證，并分析了試驗中不安全信息