适用于周期休眠MAC协议的分簇时间同步算法

无线传感器网络中节点能量有限,常采用周期休眠的方式工作,而周期性休眠机制的实现依赖于节点间的时间同步方法.基于竞争的周期性休眠MAC协议的典型代表是S-MAC,在S-MAC协议的时间同步算法基础上,通过引入簇控制和边界节点控制方法提出一种分簇时间同步算法,该算法适用于周期性休眠的MAC协议.仿真和物理实验表明,分簇时间同步相比S-MAC时间同步方法能够有效控制网络中的簇数和边界节点数,减少时间同步开销和端到端传输时延,从而节省能耗,延长网络生存周期.     

无线传感器网络跨层自适应唤醒算法研究

时钟同步与能耗有效性是无线传感器网络多跳传输关键问题.提出一种自适应唤醒算法,在MAC层和网络层进行跨层优化,节点按需自适应唤醒,实现多跳网络的协同传输,能够有效降低系统能耗.该算法不需要节点间的周期性同步,减少了频繁的包交换带来的数据冲突与能量浪费,从而提高了网络可靠性和能耗效率,提高了基于IEEE802.15.4标准的多跳网络的节能效率.为了验证算法有效性,工作分别在NS-2仿真环境和实际应用场景下进行了仿真与测试验证,结果表明在传输可靠性和节能效率上均由较大提高.跨层自适应唤醒算法可进一步推广到大规模异构自组织网络中.     

无线传感器网络时间同步与成簇算法

无线传感器网络的时间同步和成簇算法是目前国际上研究的热点。在目前的研究中,往往假设节点间的数据通信是没有冲突的,忽略了避免消息冲突机制的设计。在设计节点时间同步算法的基础上,提出了一种节点自组织成簇的算法,着重对算法的设计思想和工作过程进行了分析和论述。算法通过综合考虑候选节点的剩余能量、节点的度等参数来优化簇头的选择,同时,通过更换簇头,减少和均衡每个传感器耗能,以延长全网寿命,实验结果表明了算法的有效性。     

无线传感器网络中基于最小跳数路由的节点休眠算法

结合无线传感器网络中的最小跳数路由协议,根据功能的不同将传感器节点分为只进行数据采集的终端节点和既进行数据采集又要转发数据的中间节点两类;提出一种节点休眠算法,对前述两种节点采取不同的休眠/唤醒策略以降低能耗。理论分析和仿真结果表明：所提节点休眠算法节约了节点能量,延长了无线传感器网络的寿命。     

无线传感器网络的时间同步算法研究

时间同步是研究多跳ad hoc无线网络的重要问题,例如无线传感器网络,许多具体应用需要传感器节点本地时钟的同步,要求各种程度的同步精度.无线传感器网络设备的一些固有属性,例如能量的限制、存贮、计算和带宽,与节点分布的高密度结合,使传统的时间同步算法不适合于这些网络.因此,越来越多的研究集中在设计适合于无线传感器网络的时间同步算法.首先回顾了时间同步的问题和无线传感器网络时间同步的需要,然后详细介绍了针对无线传感器网络设计的基本的时间同步算法,最后对各种算法进行了比较分析,并指出了下一步的研究方向.     

层次传感器网络的交错同步休眠调度方法研究

结合层次传感器网络中基础层的多跳分簇结构、周期性短数据为主、有明显方向性的数据流特点,提出了一种交错的周期倍增同步休眠调度方案。该方案通过让不同层节点运行不同频率的激活/休眠周期可以达到降低时延和降低能耗的目的。将该机制应用到基础层MAC协议中,仿真证明可以保证簇中上下行两个方向的数据都有较低的时延,并且在节能和降低时延的同时拥有较大的吞吐量,能够较好的满足基础层的要求。     

改进的无线传感器网络平均时间同步算法

在过去的大多数无线传感器网络时间同步算法中,普通节点通常将时钟与参考节点(或根节点)同步,这很容易被意外事件所干扰(如环路失效或根节点掉电)。文中基于对ATSP(平均时间同步协议)的改进,提出了一种将所有节点时钟同步到它们的平均值的算法-IATS(改进的平均时间同步)算法。首先,在IATS算法中采用ROS(仅接收同步)的方法最小化报文发送量而不失同步精度。此外,基于ROS的扩散机制通过寻找最优同步序列对来节省能耗,并把本地时间同步扩散到整个网络以实现全网同步。文中新颖的想法和方法,已经通过系统的分析和仿真得到了研究和证实,显示了算法的可行性。     

无线传感器网络时间同步算法研究

在洪泛时间同步协议的基础上,提出一种层次时间同步协议。该协议采用层次结构机制收集统计网络中每个节点的子节点数,消除叶子节点广播信息数据包的环节。仿真实验结果表明,该协议可以取得与洪泛时间同步协议一样的精确度,且能量消耗仅为洪泛时间同步协议的74%。     

无线传感器网络延迟层次型时间同步算法

时间同步在无线传感器网络的许多应用和协议中都有重要的作用,提高同步精度和降低能量消耗是无线传感器网络时间同步算法考虑的两个重要指标.为了改善中小型网络的时间同步性能,针对成簇的网络结构,提出一种基于分簇的延迟层次型时间同步算法(DHTS),建立系统模型并应用DHTS算法,分析了模型拓扑结构和算法同步误差.模拟结果表明,与传统算法相比,DHTS使所有的节点都得到了有效同步,能够在保证网络同步精度的前提下有效降低数据传输所需能量,并且能方便地应用于现实的无线传感器网络.     

无线传感器网络时间同步算法的安全性研究

时间同步是无线传感器网络的重要支撑技术之一,保证时间同步安全性对无线传感器网络的应用至关重要.根据现有的三类同步机制的典型算法的原理分析其安全性,然后对目前的安全措施进行了分析总结.     

Clock synchronization for Internet measurements: a clustering algorithm

Clock synchronization is a crucial issue for scalable and accurate network performance measurements, especially when no external time sources are introduced. The paper presents a clustering based efficient and robust algorithm Optimized Top-Down Time series Segmentation (OTDTS) for clock synchronization between end-to-end systems. The computational complexity of OTDTS is of order O(KN²). Based on the one-way probe delay traces, the algorithm segments the delay time series at proper points, at which clock dynamics occur. End systems could achieve relative clock synchronization by estimating and removing the clock skew of each segment. Simulations on artificial data set and practical Internet measurement illustrate the availability and efficiency of OTDTS.     

适用于ZigBee网络的借地址分配算法

无线传感器网络使用ZigBee技术默认的分布式地址分配机制(DAAM)为节点分配地址时没有考虑到网络拓扑结构的优化,造成了网络深度的浪费。为此,提出一种ZigBee网络分布式借地址分配(DBAA)算法,通过为节点分配两跳通信范围内的空闲地址优化网络拓扑,从而提高节点获得地址的成功率。理论分析和仿真结果表明：DBAA算法在地址分配成功率、平均通信开销和平均耗时方面性能优于DAAM和SLAR方案。     

改进的ZigBee网络路由算法

为了减少路由跳数和网络延迟时间,提高路由效率与网络的整体性能,对ZigBee协议网络层(NWK)层原有的Cluster-tree算法和AODVjr路由算法进行了分析和研究,并且结合这两种路由算法提出了总体表现更好的综合改进算法.改进算法中引入了邻居袁并对RREQ的转发方向进行选择,有效的避免广播风暴.仿真实验结果表明,该算法减少了整个网络的路由跳数和时间延迟,有效的节约了网络的能量,提高了网络的总体性能.     

基于分量解耦融合的无线传感网时钟同步算法

无线传感器网络(WSN)时间同步精度的提高通常以增加额外同步能耗为代价,针对时间同步的高精度与低能耗的权衡问题,提出一种基于分量解耦融合的时钟同步算法。该算法结合双向广播同步机制和节点间时钟的相关性,利用分量解耦融合思想计算被同步节点与基准节点间的时钟偏差,同时根据线性无偏最小方差准则估计各个分量加权参数的取值。仿真结果表明,该算法能够在不增加额外同步能耗的条件下,相比PBS、TPSN和RBS算法,20轮同步后同步精度分别提高4.52μs、13.8μs以及25.48μs。     

基于ZIGBEE网络的ZiCL改进算法

针对ZigBee网络中使用的ZiCL算法可能造成节点过度耗能和网络能耗不均的问题,提出一种改进算法。该算法根据网络运行过程中簇成员能量状态来动态调整路由选择策略。仿真结果表明,改进算法提高了网络传输的可靠性,有效节约了能量。     

蚁群优化和能量管理的ZigBee网络路由

延长ZigBee网络的寿命是设计ZigBee路由协议的一个重要目的,通过对ZigBee网络协议的研究提出一种基于能量管理的ACO-AODV路由协议,能降低网络延时并延长ZigBee网络寿命。仿真结果表明,ACO-AODV协议的方法是可行的和节能的,可以在保持较低数据分组的平均端到端时延的同时降低能量开销,达到了低开销、低时延的设计目标。     

Clock synchronization for distributed media applications

Current video wall technology relies on custom processing hardware to drive the individual display channels. This hardware is both expensive to design and to maintain. Given that modern off‐the‐shelf computers have a significant amount of computing power, future video displays can be driven with this hardware at a lower cost. By using mass‐produced computers and a standard commercial operating system, the benefits of economies of scale can be brought to the custom video wall market. This paper describes a Windows library that provides the synchronized timing support necessary to drive a video wall with consumer hardware. The goal is to provide a key building block for the media software that will process the incoming video stream. This library exports several interfaces to the host software and provides support for synchronized timers, a synchronized clock, and reliable multicast messaging. The library uses common Windows APIs and protocols for maximum interoperability and portability. Through empirical testing, we are able to show that synchronization between any two machines in the system can be maintained to within 12 ms when run on Windows XP SP2. This synchronization is also shown to be consistent even when there is a heavy load on the processor. As a result, this library will successfully allow a commercial video wall to be driven from media software running on consumer hardware and software. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

网络时间同步算法中时间延时优化方案

针对NTP技术中对网络时间延时测量的不足,提出了在网络支持下的高精度时间同步方法。该方法采用数据包丢失技术,通过比较传送的数据报文中的特殊队列值和所经过的路由器中数据包的排队队列长度值来决定是否对当前数据报文丢弃。仿真实验表明,该方法具有很好的可行性。     

基于最优时钟偏差的无线传感器网络同步算法

针对无线传感器网络固有的时钟偏移和时钟漂移问题,研究了不同的时间同步方法对同步精度的影响。以簇形网络结构时钟同步原理为依据提出最优时钟偏差算法,应用卡尔曼滤波方法,以最优化递归方式对成员节点的时钟偏差进行最小调整。与一般簇形同步算法进行比较发现,该算法不仅可以提高同步精度,还可以减少节点能耗。仿真结果也表明,该算法能准确地描述同步精度问题,是一种有效的时钟同步算法。     

时间触发以太网时钟同步的容错方法分析

为揭示高完整性和标准完整性配置下时钟同步容错方法的有效性,对时间触发以太网(time-triggered Ethernet,TTE)网络标准中时钟同步服务描述进行协议分析,还原时钟同步算法的理论模型。通过分析容错机制对应的失效模式,对TTE网络时钟同步算法在单同步域下对抗失效的有效性进行仿真验证,仿真结果表明了高完整性配置下的TTE网络时钟具备对抗单点随意失效的能力。