無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于MATLAB和OMNeT++的IEEE1588時間同步仿真.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network，WSN)是一種典型的低成本、自組織的分布式網(wǎng)絡(luò)，其優(yōu)點是部署靈活，缺點是系統(tǒng)能源受限以及穩(wěn)定性較差。作為分布式系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，時間同步在高精度的現(xiàn)代工業(yè)無線局域網(wǎng)中扮演著十分重要的角色。無線網(wǎng)絡(luò)的許多應(yīng)用程序依賴于時間同步，如數(shù)據(jù)融合、TDMA調(diào)度、TOA定位等?；跁r間包交換技術(shù)，IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議(IEEE1588Precision Clock Synch

2、ronization Protocol)，簡稱PTP(Precision Timing Protocol),能在有線以太網(wǎng)中實現(xiàn)高精度和低功耗的時間同步。
　　跟有線以太網(wǎng)相比，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)遭受更多的無線信道共享，數(shù)據(jù)退避和數(shù)據(jù)包沖突，從而導(dǎo)致難以修復(fù)的傳輸時延抖動，也無疑會影響無線傳感器節(jié)點得到時間標記的精確度。從而對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的PTP性能分析造成一定挑戰(zhàn)性和必要性，通過仿真實驗來評估PTP的性能，對開展真實環(huán)境下的開發(fā)和

3、應(yīng)用具有極強的現(xiàn)實意義。
　　本研究，分析了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)以及PTP，并嘗試將針對有線網(wǎng)的PTP協(xié)議應(yīng)用于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中;基于開源的網(wǎng)絡(luò)仿真工具OMNeT++，開發(fā)了一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真器，并經(jīng)過卡爾曼濾波器的優(yōu)化處理，對PTP時間同步過程，仿真結(jié)果和影響PTP性能的因素進行評估，與MATLAB仿真平臺做了協(xié)同分析。
　　本文致力于在以下方面做出一定貢獻:
　　(1)通過對PTP協(xié)議的研究，嘗試將PTP同步機制移

4、植入無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中影響PTP的因素進行分析。
　　(2)分別建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點時鐘和PTP的時間包信息交換過程的模型，并針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的信道特征，實現(xiàn)PTP的系統(tǒng)建模，并采用卡爾曼濾波器對其進行優(yōu)化。
　　(3)基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中時間標記不確定性的特征，在已有研究的基礎(chǔ)上，重構(gòu)了參數(shù)系統(tǒng)和調(diào)節(jié)機制，在MATLAB和OMNeT++兩個仿真平臺中開發(fā)了面向無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的PTP的仿真平臺，并