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《基于簇型的無線傳感器網(wǎng)絡多跳時間同步算法的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、湖南科技大學碩士學位論文基于簇型的無線傳感器網(wǎng)絡多跳時間同步算法的研究姓名：彭冬勤申請學位級別：碩士專業(yè)：計算機應用技術指導教師：周新蓮20080428摘要隨著通信技術、嵌入式計算技術和傳感器技術的飛速發(fā)展和日益成熟，無線傳感器網(wǎng)絡在軍事、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、空間探索等方面都顯示了廣闊的應用前景，被認為是21世紀最有發(fā)展前景的技術之一。時間同步是傳感器網(wǎng)絡的一項重要技術，在實際應用中扮演重要的角色?，F(xiàn)有的單跳時間同步算法的研究趨于成熟，多跳時間同步算法相對薄弱，但是鑒于傳感器網(wǎng)絡自身特點的限制，這些
2、已有的算法并不能很好的滿足其實際應用的需求。因此本文針對大規(guī)模、高密度隨機部署的傳感器網(wǎng)絡應用環(huán)境融入分簇的思想，提出一種新型的時間同步算法。本文首先介紹了時間同步的基本原理、算法的性能指標以及設計要素，然后分析和比較了幾種典型的傳感器網(wǎng)絡時間同步算法，在此基礎上提出了一種基于簇型的多跳時間同步算法1BTS。首先，利用Leach算法將網(wǎng)絡劃分成不同的簇，每個簇由一個簇頭和若干個簇成員節(jié)點組成。然后在分簇的基礎上進行節(jié)點間的時間同步，時間同步算法分為水平同步和垂直同步兩個階段來完成。在水平同步階段，通
3、過構建基站與簇頭節(jié)點的層次拓撲結(jié)構，采用雙向消息交換同步機制來完成簇頭節(jié)點與基站的時間同步。在垂直同步階段，采用雙向消息交換和參考廣播相結(jié)合的同步機制，來完成簇頭節(jié)點和簇成員之間的時間同步，并利用最小方差線性擬合的方法估計了節(jié)點的時鐘偏差，提高了時鐘同步的精度，最終實現(xiàn)整個網(wǎng)絡節(jié)點的時間同步。最后，在NS2平臺上對CBTS算法進行了仿真測試，仿真結(jié)果表明該算法具有較低的消息交換開銷和較好的同步精度。因此，CBTS算法更適合于大型規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡應用。關鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡；時間同步；多跳；分簇；最小
4、方差線性擬合ABSTRACTTremendousadvancesincommunication,embeddedcomputationandsensortechnologyhaveoccurredinthedevelopmentofwirelesssensornetworks．Wirelesssensornetworks(WSN)showslargepotentialinawiderangeofapplicationssuchaS：military；environmentalmonitoring；m
5、edicalsanitation；smartspaces；ItWaSthepromisingtechniqueinthe21stcentury．TimesynchronizationwhichplaysanimportantroleintheactualapplicationisafundamentalserviceofWSN．Theresearchoftimesynchronizationforsingle—hopismature，butthemulti—hoptimesynchronizatio
6、nisrelativelyweakwhichcouldnotsatisfytheactualapplicationrequirementofWSN．Soweproposedanewtimesynchronizationalgorithmcombingwithclusters．Itaimedattheapplicationofalargescale，high—densityWSN．First，thepaperintroducedthefundamentalprinciplesoftimesynchro
7、nization，evaluationcriterionoftheperformanceandsomeimportanceindesign．Then，analyzedandcomparedseveraltypicalexitingalgorithmsoftimesynchronization．BaSedonthese，wepresentedaCluster-baSedTimeSynchronizationalgorithmforMulti-hopinWirelessSensorNetworks(CB
8、TS)．ItstartsfromtheLeachalgorithmwhichdistributesthenetworkintodifferentclusters．Andeachclusteriscomposedofaclusterheadandsomeclustermembers．Then,webegintosynchronizethenodesbaSedonclustering．Thealgorithmworksintwophases：horizontaltimes
