無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一致性算法設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著傳感器技術(shù)、無線通信技術(shù)和微機(jī)電技術(shù)等的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為聯(lián)系信息世界和物理世界的重要橋梁，并改變了人類的生產(chǎn)生活方式。一致性算法作為一種重要的分布式控制和優(yōu)化算法，因具有良好的魯棒性和可擴(kuò)展性而在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中得到廣泛的研究和應(yīng)用，如時(shí)鐘同步，傳感器融合，定位等。然而，現(xiàn)有的一致性算法的研究大都忽略了傳感器網(wǎng)絡(luò)本身實(shí)際存在的限制，包括能量有限、通信時(shí)延、安全隱私問題等，因此限制了一致性算法在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。本文

2、在前人工作的基礎(chǔ)上，針對(duì)現(xiàn)有算法在能量有效性、延時(shí)魯棒性、和隱私安全性上的不足，進(jìn)一步探索了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中一致性算法的設(shè)計(jì)和分析。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　1.針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)中平均一致性算法的收斂速度問題，提出移動(dòng)輔助的快速收斂平均一致性算法，增強(qiáng)了一致性算法的能量有效性。首先，給出了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的充分條件，并設(shè)計(jì)了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與靜態(tài)節(jié)點(diǎn)的交互協(xié)議;其次，利用矩陣特征值分析了算法的期望性能，并從理論上證明了更快的收斂速度;最后，

3、為了解決收斂終值的問題，提出了保證平均值的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)輔助的平均一致性。
　　2.針對(duì)有界噪聲模型下傳感器節(jié)點(diǎn)的分布式時(shí)鐘同步問題，提出了高精度的分布式一致性時(shí)鐘同步算法。所提算法利用單調(diào)有界序列必有極限的原則和最大一致性的概念，設(shè)計(jì)了相對(duì)時(shí)鐘斜率更新機(jī)制，并在理論上證明了其依概率收斂的特性。同時(shí)，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘斜率補(bǔ)償和時(shí)鐘偏差補(bǔ)償算法，實(shí)現(xiàn)了高精度的快速時(shí)鐘同步。
　　3.針對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合的隱私問題，提出了隱私保護(hù)