無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘同步方法研究.pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)由于成本限制其裝備的時(shí)鐘精度均有限，伴隨著時(shí)間的推移各節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘之間的差異會(huì)越來越大，且隨著網(wǎng)絡(luò)的大型化，這一現(xiàn)象會(huì)越來越嚴(yán)重。然而，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多重要基本功能，都要求網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)保持相對(duì)統(tǒng)一的時(shí)間刻度，所以目前關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘同步問題越來越得到重視。
　　本文針對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的單跳時(shí)鐘同步以及全網(wǎng)時(shí)鐘同步問題，圍繞時(shí)不變時(shí)鐘模型以及時(shí)變時(shí)鐘模型這兩類時(shí)鐘模型進(jìn)行了研究。在進(jìn)行算法研

2、究之前，首先介紹了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的建模方式，包括時(shí)不變的時(shí)鐘模型，以及時(shí)變的二階、三階線性時(shí)變模型，并通過仿真研究了時(shí)變模型的特性；介紹了三種時(shí)鐘同步中主流的節(jié)點(diǎn)間信息交互方式，并基于其中的發(fā)送者一接收者雙向同步展開對(duì)時(shí)鐘同步算法的后續(xù)研究。
　　在針對(duì)時(shí)不變時(shí)鐘模型的時(shí)鐘同步算法研究中，本文首先研究了最大似然估計(jì)（Maximum Likelihood Estimation，MLE)算法在時(shí)鐘同步中的應(yīng)用。然后，針對(duì)其運(yùn)算量較大的問

3、題研究了一種改進(jìn)的MLE算法，并通過仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比了兩種MLE算法的時(shí)鐘同步性能。接下來，將遞歸最小二乘(Recursive Least Square．RLS)算法以及一種改進(jìn)的ERLS-DCD算法(Exponentially weighted RLS algorithmwith Dichotomous Coordinate Descent)引入到時(shí)鐘同步中，并仿真對(duì)比了兩種算的同步性能。
　　然后，本文研究了基于時(shí)變時(shí)鐘模型的自適

4、應(yīng)時(shí)鐘同步算法。首先，推導(dǎo)了自適應(yīng)時(shí)鐘同步的狀態(tài)方程以及觀測(cè)方程，然后介紹了卡爾曼濾波算法以及H∞濾波算法并將其引入至?xí)r鐘同步中，通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩種算法的時(shí)鐘同步性能。
　　最后，本文還研究了全網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步算法。首先，研究了層級(jí)樹式的全網(wǎng)時(shí)鐘同步方式，并通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比了卡爾曼濾波算法以及H∞濾波算法在層級(jí)樹式同步框架下各層級(jí)的同步誤差。接下來，介紹了全分布式的Consensus全網(wǎng)時(shí)鐘同步算法并仿真研究了該算法的同步性能，然后