水下传感器网络时间同步和定位的联合实现方法

水下传感器网络的信号传播速度受环境参数的影响而难以确定,增加了时间同步和定位的难度.当信号传播速度未知时,提出了一种水下传感器网络的时间同步和定位联合实现方案.通过建立该问题的优化函数和模型,设计了线性最小二乘(LLS)估计、最小二乘半定规划(LS-SDP)、平方最小二乘半定规划(SLS-SDP)及平方最小二乘二阶锥规划(SLS-SOCSDP)算法,分析了各算法的计算复杂度.仿真分析表明,线性代数LLS算法计算速度快,在低噪声条件下具有较高的估计精度.凸优化的LS-SDP、SLS-SDP及SLS-SOCSDP算法对未知参数估计的稳定性较好,但计算复杂度较高.     

无线传感网时间同步技术综述

时间同步是无线传感网络中数据传输、节点定位和网络调度等技术的基础。由于低功耗、低复杂度和低带宽的限制,传统网络的时间同步技术无法满足无线传感网的要求。在介绍无线传感网中时间同步技术国内外研究现状的基础上,给出节点的时钟模型,归纳经典时间同步机制,总结萤火虫同步、混合时间同步、分布式时间同步等多种新型时间同步协议,并指出当前无线传感网中时间同步技术存在的不足。最后给出时间同步技术发展趋势的展望。     

NLOS误差模型下的无线传感网定位方法与仿真

为了有效提升在NLOS环境下的定位精度和探讨不同NLOS模型和不同定位方法之间的特性,对多种NLOS误差模型进行建模,并给出模型数学公式,挖掘出适合无线传感网的NLOS误差模型,利用多种不同的NLOS误差模型来表征无线传感网中的非视距传播(NLOS)环境;利用常用经典定位方法对未知节点进行定位.通过对不同参数的设置进行计算机仿真实验,仿真实验数据结果有效地反映出各种定位法在不同NLOS误差场景下的性能,为无线传感网的实际定位应用提供理论基础.     

一种节约无线传感网能耗的时间同步方法

无线传感器网络的迅速发展,对时间同步提出了更高的要求。针对无线传感网广覆盖、低功耗的特点,如何在保证时间同步精度的情况下尽可能地降低能耗成为一个亟待解决的问题。文中详细分析了无线传感器网络（WSN）中时钟同步技术的种类、特点及其在WSN设计中起的作用,给出了时间同步的技术方案。本方法先对节点建立拓扑结构,采用LEACH分簇算法,结合TPSN算法和RBS算法,在全局范围内做了时间同步。结果显示,该方法比单纯使用TPSN算法和RBS算法有更少的能源消耗,同时具有着接近于TPSN的同步精度。     

一种基于优化TDOA的无线传感网络定位算法

运用TDOA方法对节点定位时,需要对节点测距。由于时间精度及硬件的限制,其定位精度有时不能达到要求。针对这一问题,提出一种对TDOA定位方法的改进算法,减小了由于测距产生的定位误差。并通过仿真证明了改进算法的优越性。     

无线传感网中一种基于从信标辅助的改进质心定位算法

针对当前无线传感网质心定位算法的不足,提出了一种基于已定位节点辅助下的改进质心定位方法.通过独立定位计算与综合定位分析,最终获得精确的位置信息.本方法同时扩展了网络中可定位节点的范围,从而使得全网内的节点都可以方便地进行定位.     

基于圆盘散射模型的无线传感网定位方法研究

在非视距传播（NLOS）环境下,基于圆盘散射模型来构造和引入NLOS误差符合实际的多径通信场景。利用已知锚传感器节点测量得到的电波到达时间和电波到达角等信息对未知节点位置进行定位估计。将圆盘散射模型细化为两种建模,即以未知节点为中心的散射体圆盘模型和以锚节点为中心的散射体圆盘模型,对各模型有针对性的提出定位思路和方法。进行计算机仿真,实验结果表明所提出的定位方法较传统的多种定位法具有更小的定位误差,定位精度较高。同时所提出的定位法不受圆盘散射半径的增大对定位误差的恶化影响,鲁棒性较好,适用面广。     

一种非视距环境下具有鲁棒特性TOA无线传感网络定位算法

针对无线传感网络定位中影响定位精度的非视距传播问题,在综合考虑传感网络应用环境,节点的能量消耗,算法的计算量和通信量以及定位精度等因素的基础上,提出一种基于信号到达时间的优选残差加权定位算法.该算法通过用对残差优选获得距离测量集合的优选子集,再加权平均的方法,有效的融合了多个距离测量值的信息.在距离测量值个数大于4时,该算法比残差加权方法节省了计算量.仿真结果表明,该算法对非视距误差具有一定的鲁棒性,获得了较高的定位精度.     

基于时间Petri网的多媒体同步模型

多媒体同步是多媒体应用的一个重要需求，这已为众多研究人员所共识。多媒体同步的一个主要问题是多媒体同步时间需求的描述和建模。本文在克服当前多媒体同步模型局限性的基础上，提出了一个新的基于时间Ｐｅｔｒｉ网的多媒体同步模型－－ＭＳＴＰ模型，它能使多媒体系统依据实际运行时的延迟和多媒体动脉同步类型。以更准确、高效的方式来保持多媒体同步。     

应用于精准灌溉的无线传感网定位技术

在传统DV-Hop无线传感定位算法的基础上,针对精准灌溉的特点提出改进算法并进行仿真实验。新算法借助边界锚节点计算平均每跳距离,并采取伸缩法修正了超出簇覆盖范围的节点坐标。     

无线传感器网络时间同步综述

时间同步是无线传感器网络技术研究的一个新热点,很多无线传感器网络应用都要求传感器节点的时钟保持同步;由于无线传感器网络自身的特点,它在同步范围、能量消耗以及同步精度上都有特殊的要求,这使传统的时间同步方法并不适合无线传感器网络,对目前典型的无线传感器网络时间同步算法进行了论述,并指出了进一步的研究方向。     

无线传感器网络时钟同步的研究

在无线传感器网络中,时钟同步是十分必要的．有限的电池能量,存储以及带宽限制等传感器固有的特性的存在,导致传统的时钟同步算法不适合无线传感器网络．本文阐述了时钟同步问题和时钟同步的必要性,介绍了一些传感器网络的时钟同步算法,并深入研究了在考虑节点移动的情况下,利用节点的移动来传递时钟信息的思想,模拟证明我们的算法性能良好。     

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.     

一种节能的无线传感器网络分簇时间同步算法

提出一种节能的无线传感器网络分簇时间同步算法（CBTS）。利用高性能的晶体振荡器稳定性原理,通过高性能簇头组成簇状拓扑结构实现时间同步,取得延长簇的同步更新周期和减少簇内节点双向同步交换数据包次数成效。实验结果表明,CBTS算法与TPSN算法相比,在精度一定条件下,能有效降低整个网络的能耗。     

无线传感器网络时间同步新技术

时间同步是无线传感器网络的基本中间件之一.最近,许多基于时间信息交换的时间同步协议已被提出.然而,在大规模无线传感器网络中,同步误差随跳距的累积问题和可扩展性需求是传统的时间同步技术面临的主要挑战.为了应对这两个挑战,无线传感器网络的研究者们开始关注古老的萤火虫同步技术和最近才被提出的协作同步技术.直到最近,尤其是在Strogatz和Mirollo模型被提出以后,古老的萤火虫同步技术才在单跳网络内取得了突破性进展.而在多跳网络中,虽然已有大量的实验和仿真,但其收敛性仍有待从理论上进行研究.基于新颖的空间平均而非传统的时间平均的思想,协作同步技术为无线传感器网络时间同步提供了另外一个新的解决方案,尽管目前对其的研究仍停留于仿真阶段.介绍了萤火虫同步技术和协作同步技术的基本思想和目前在无线传感器网络中的研究及应用现状,并探讨了未来可能的研究方向.     

无线传感器网络的广播时间同步算法

基于包交换机制,利用无线信道的广播特性和捎带技术减少同步报文个数;对包时间信息进行缓存并采用最小方差线性拟合方法平滑同步误差抖动．模拟结果表明,在Mica2上单跳平均同步精度达到约57μs．最后与类似算法进行了性能比较．     

基于分簇的无线传感器网络时间同步算法

时间同步是无线传感器网络中一个重要支撑技术,为了提高时间同步精度,提出了一种基于分簇的无线传感器网络时间同步算法;在部署无线传感器网络的初期阶段,建立簇状拓扑结构,首先是基站与簇首节点实现同步,然后簇内实现同步,最终建立一个全网统一的时钟,在同步过程中,采用了成对节点间的同步算法,很好利用了多信道广播方式;该算法能很好地满足无线传感器网络低能耗的要求;性能分析和实验结果表明,该算法减少了同步层次,提高了同步精度。     

无线传感器网络比对广播时间同步算法

针对无线节点自身资源有限的特点,结合比对同步方法和广播方法,提出了一种低开销的比对广播时间同步算法(PBTS).该算法中,主节点通过与其广播域内任意一个从节点进行分组比对交互获得主从节点分组延迟时间,并利用无线信道的广播特性实现主节点广播域内所有节点的时间同步,减少了同步分组数量.同时该算法设计了分组延迟时间更新周期因子,增加了算法的可配置性,进一步减少了同步过程开销.性能分析表明该算法能有效的减少同步过程开销,并能获得较高的时间同步精度.最后通过实验验证了该算法的性能.     

UWB无线传感器网络中基于匹配滤波检测的TOA估计

深入研究了UWB(ultra wideband)无线传感器网络中基于匹配滤波门限检测的TOA(time of arrival)估计算法.针对现有算法的不足,提出了一种三步TOA估计算法:先确定DP(direct path)搜索区域,然后使用门限检测确定DP的粗略位置,最后精确搜索到DP的中心.其中,用于计算检测门限的门限因子依据匹配滤波输出的峭度动态设置,设置模型独立于信道模式,其正确性通过与使用固定门限因子所获得的性能对比进行了验证.与其他算法的性能对比仿真结果表明,所提出的三步TOA估计算法在运算效率和TOA估计精度上取得了较好折衷,适合于当前实际应用.还通过对TOA估计误差的统计分析讨论了测距结果的可信度:依据峭度将测距结果划分为可信和不可信两个级别,并为各级别的TOA估计误差分别了建立概率密度模型.在定位模块中有效利用这些可信度信息,可进一步提高定位精度.