无线传感器网络层次参考时间同步算法的研究

无线传感器在网络应用中要求节点间保持时间同步,但现存的经典时间同步算法,因节点的接收时间受时钟偏差和传输延迟的影响,其同步精度不高。为提高网络时间同步精度,均衡节点能耗,提出了一种改进的层次参考时间同步算法（Improved Hierarchy Referencing Time Synchronization,IHRTS）。该算法基于节点在层次结构中唯一物理位置的时间特性,采用贝叶斯估计对节点接收时间进行估算,缩小时间偏差的误差范围,获得比较精确的同步偏移量,从而改善时间同步精度;同时采用无线信道的广播特性与双向同步机制的同步思想,最小化了通信负载,均衡了节点能耗。通过仿真结果表明将贝叶斯估计方法应用到时间同步算法中,在均衡节点能量消耗同时有效地提高了网络同步精度。     

基于MSP430的无线传感器网络时间同步的研究与设计

时间同步是无线网路的一项重要支撑技术.传感器网络时间同步协议算法虽然能快速高效地进行网络节点上的时间同步,但是在同步时,需要对其进行组网,效率低下,且在同步的过程中没有考虑自身时钟的精度问题.针对以上不足,提出一种时间同步算法—最优时钟源传感器网络时间同步协议.该算法不需要构建网络的拓扑结构,能逐次选取优于自身节点时钟的时钟源进行同步.并用MSP430单片机设计的根节点和传感器节点构成的无线网络进行了分析验证.     

一种低功耗无线传感器网络时间同步算法

间同步对无线传感器网络的应用至关重要,为提高同步精度,多数算法都以较多的消息交换或复杂的计算为代价来达到这一目的,因而能耗较大.为减少时间同步的消息交换开销,节约节点能量,提出了一种简单低功耗时间同步算法,该算法结合了单向广播同步机制和双向成对同步机制,有效利用网络中节点的广播信息,使网络中节点单跳广播域内只有一个下层节点与之进行双向成对同步,从而达到了减少消息开销和节约能量的目的.最后通过仿真验证了该算法的性能.     

低功耗无线传感器网络时间同步方法

综合考虑了无线传感器网络中时间同步过程中时间误差的来源,为了解决一般同步方法中普遍存在的信息开销量大的问题,提出了一种基于一次信息交换,通过簇头对各节点进行时间补偿来维持整个簇内节点同步的方法。该方法在簇头与各簇内节点进行一次成对同步之后,通过簇头对各节点时间偏差进行有效估计后进行补偿来维持同步时间精度。通过仿真实验,该方法在信息开销和同步精度上具有良好的性能。     

无线传感器网络时间同步算法误差分析

时间同步是无线传感器网络应用的重要组成部分,传感器数据融合、传感器节点自身定位等都要求节点间的时钟保持同步.本文以时间同步的基本原为出发点分析了基于发送者-接收者交互模型的时间同步过程及其误差.为无线传感器网络间同步机制设计和分析提供一定的理论依据.     

基于指数时延的无线传感器网络时钟同步估计

无线传感器网络的时间同步是无线传感器网络的一个重要的研究方向.本文利用时钟偏移量误差的规律性,提出基于指数时延的无线传感器网络时钟同步估计算法.本算法是一种基于发送者同步模型,在DMTS算法的基础上引入指数时延得到的.理论与仿真实验都证明本算法对时钟偏移量的估计是相合的,同时实验还证明本算法比DMTS算法具有更高的精度和稳定性.     

基于精度分簇的无线传感器网络时间同步算法

无线传感器网络时间同步的精度主要受同步跳数的影响,同步精度随同步跳数增大而降低;网络分簇采用分簇技术以实现尽可能延长网络的生存周期的目标;基于精度分簇的无线传感器网络时间同步算法结合了两个方面的因素;该算法以网络内节点不同的同步精度要求为基础,精度要求高的节点推选为簇首,保证簇首节点与基站的高精度单跳同步,同时在簇首与普通节点同步采用简单的单向报文同步方式以降低整个网络的同步功耗;通过仿真和分析得出该同步方法能保证精度要求,降低了同步开销和能耗,具有一定的应用价值.     

基于洪泛的无线传感器网络时间同步算法

介绍了洪泛时间同步协议基于发送者-发送者的基本理论,利用单个同步分组实现节点对之间的同步,算法的鲁棒性好,能够适应传感器网络的特点。该文的贡献在于在实际的传感器节点上设计并实现了时间同步算法的软件并分析了实验结果,以此将时间同步的误差保持在微秒级的范围内,对传感器网络应用到实际环境中有一定的意义。     

同步精度稳定的多跳无线传感器网络时间同步算法

对无线传感器网络时间同步精度稳定性进行了研究，给出了OTSP算法中影响多跳同步精度的因素，在此基础上提出了一种新的同步精度稳定的算法。该算法估算出了不同节点间的晶振频率偏差，并使得多跳网络中的每个节点都能精确地同步到时间基准节点。实验结果证明该算法在同步精度的稳定性方面优于OTSP算法。     

一种低开销的无线传感器网络时间同步算法

低开销是无线传感器网络时间同步算法的重要技术要求之一.为了降低同步过程中的通信开销,提出了一种基于部分广播的低开销无线传感器网络时间同步算法.算法基于TPSN算法的分层思想,利用节点的距离信息,选撵当层节点的部分相邻节点进行下一层的等级广播,从而有效地降低同步过程中的通信开销.分析了在不同的网络节点密度下广播信息包数与等级广播距离的关系,得到了不同网络节点密度下的最优等级广播距离.仿真结果表明,与TPSN算法相比,在相同的同步精度下,算法能显著地降低高密度无线传感器网络时间同步的开销.     

一种基于Ad hoc网络测距的时钟同步协议

Ad hoc网络是一种特殊的无线移动通信系统,具有无中心、多跳等特点.结合无线传感器网络时钟同步协议RBS、TPSN和有线网络DOCSIS协议,提出了一种适合Ad hoc网络的时钟同步协议.先在Ad hoc网络上建立具有层次性的全网络结构后,以发送广播时钟同步信号的方式实现全网络节点的时钟相对同步,并通过周期性和突发性的双向测距实现和维护主从时钟节点之间精确的时间同步,以满足实际应用的要求.仿真实验表明,该时钟同步协议能满足不同时钟同步精度要求下的Ad hoc网络应用,具有低功耗和高可靠性的特点.     

无线传感器网络时钟同步技术

在无线传感器网络中,时钟同步是一项重要的支撑技术;诸如数据融合、TDMA调度、休眠唤醒节能模式和移动节点定位等应用均需要传感器节点本地时钟保持同步;由于传感器网络一些独特的内在特性,NTP等传统同步技术无法适用于这种新型网络;因此,越来越多的研究者开始关注传感器网络时钟同步协议的研究与设计;通过回顾时钟同步的问题及传感器网络对时钟同步的需求,介绍了时钟的数学模型,并基于该模型讨论了时钟同步的3个重要概念:时钟漂移、时钟偏移和分组的传输延迟;之后简要阐述了3种专门为传感器网络设计和提出的典型传感器网络时钟同步协议.     

Distributed clock skew and offset estimation from relative measurements in mobile networks with Markovian switching topology

We analyze a distributed algorithm for the estimation of scalar parameters belonging to nodes in a mobile network from noisy relative measurements. The motivation comes from the problem of clock skew and offset estimation for the purpose of time synchronization. The time variation of the network was modeled as a Markov chain. The estimates are shown to be mean square convergent under fairly weak assumptions on the Markov chain, as long as the union of the graphs is connected. Expressions for the asymptotic mean and correlation are also provided.     

基于虚拟力的混合感知网节点部署

感知网一般是由静态的或移动的节点组成,为保证感知网的感知功能,节点应该有自部署和自修复能力.然而全部由移动传感器组成的感知网的成本太高,为保证感知网的覆盖功能和低成本,提出了一种在静态传感器节点中加入移动传感器节点的混合感知网形式.为了更好地部署这些节点,最大化覆盖待感知区域,提出了一种基于节点间虚拟力的移动节点部署方法,利用静态节点和移动节点以及移动节点之间的虚拟人工势场产生的作用力来控制移动节点的运动,使移动节点能够在较短的时间内,以较少的能量消耗到达自己合适的位置.在理论上分析了算法的可行性,用仿真实验验证了此算法的有效性,并和其他3种类似算法进行了性能比较.     

基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法

在基于移动锚节点的无线传感器网络定位过程中,移动锚节点的路径规划问题对定位性能有着重要的影响,但现有的路径规划方法没有充分考虑到网络内未知节点的密度以及分布情况,定位效率低且成本大,因此提出了一种基于方向决策的移动锚节点动态路径规划方法CWDP(Dynamic Path Planning Based on Orientation Decision-Classed Weighted).首先网络内的未知节点根据连通度阈值对自身进行分级处理,当移动锚节点进入网络区域后,根据通信范围内未知节点的反馈信息,再利用分级权重系数实时决策下一目标的移动方向.仿真结果表明,该方法有效地提高了网络内未知节点的定位覆盖率和降低了定位误差,并节约了定位成本.     

时间同步网的可生存性增强

研究大规模时间同步网的可生存性问题．时间同步网通过各节点的自主配置，拓扑结构不再是静态的、层次型的，而成为动态的网络结构，增强网络的可生存性．提出搜索世界的概念，针对时间同步网络建立了基于搜索世界的BA模型，并对模型进行优化，使时间同步网络的可生存性更高．动态的网络拓扑在部分节点失效以后受影响的节点能够自愈，给出了节点自愈算法，使节点自愈时对网络负载的影响比较小．     

弱连接网络环境中的多主机文件同步

移动网络,广域网环境下,因终端频繁的加入与离开,以及网络的不稳定,造成节点的任意分隔.为避免网络分隔对可用性的影响,支持用户对任意副本的更新,文中实现了文件自动同步服务,Robin.通过设置在线服务器作为中转节点,可支持任意数目节点的扩展,在节点维护数据的弱一致性.Robin结合了状态比对和变化监控两种更新发现机制,增强同步的实时性.为解决并发更新对文件系统完整性的破坏,以及同步文件被占用造成合并更新失败等问题,Robin采用基于操作的冲突检测与处理.为不同的更新操作设置合并依赖条件,失败处理策略.为减少更新操作,Robin将文件系统日志中的多个变化事件合并为更新操作,保存在操作队列中,并进一步消除冗余操作.     

一种基于双层管理机制的MIPv6安全通信方案

通过对现有的基于IPv6亲密伙伴的安全通信方案进行了研究和分析,结合移动IPv6网络中移动节点的特性,提出了一种基于移动节点预测驻留时间构造上层节点的双层管理机制。通过在移动网络中构造一个动态管理节点,妥善地解决了原方案在移动IPv6网络中的扩展问题。最后对新方案进行了仿真和分析。     

基于信息融合的分布式时间同步算法

时间同步算法作为无线传感器网络的支撑技术,成为近些年研究的一个热点。其中集中式时间同步算法一直以来被广泛研究,它依靠参考节点通过广播、泛洪或者多跳的方式达到全网时间同步,取得了良好的同步精度,但同时鲁棒性和可扩展性差。提出了一种分布式时间同步算法,通过融合全网节点的时间信息来达到时间同步,这种算法消除了网络拓扑变化和节点密度变化对集中式算法的影响。实验结果表明,针对典型的网络拓扑,分布式时间同步算法实现了全网时间同步,并且对于网络变化和节点数目变化具有鲁棒性。     

实用无线移动NCS时间同步机制研究

随着网络技术和无线移动通信技术日趋成熟,无线移动网络在控制系统中的应用也成为研究热点。无线移动NCS是一个崭新的研究领域,由于传输介质是无线移动通信网络,节点之间的数据通信的时间问题(如时间同步和时延等)是控制系统实现和运行稳定的主要影响因素。针对无线移动NCS的特点,作者在重点归纳现有的各种时间同步机制和算法的基础上,利用对时间同步协议和GPS机制以及mini-sync与tiny-sync算法等的研究,提出了适合无线移动NCS的传感器-控制器、控制器-执行器以及多输入多输出节点的数据传输同步机制,包括多传感器和多执行器操作的同步操作等。不同需求环境下的各种同步机制的建模分析和优化设计,为无线移动NCS的时间同步机制设计和分析提供了理论依据。