分布式無線網(wǎng)絡(luò)的一致收斂性及其與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)關(guān)系分析.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種多跳、無中心、分布式的通信網(wǎng)絡(luò)，它將自動(dòng)化、通信、計(jì)算機(jī)、控制論等多項(xiàng)研究融為一體，并被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、電子醫(yī)療等領(lǐng)域。分布式網(wǎng)絡(luò)不依賴于某個(gè)節(jié)點(diǎn)，組網(wǎng)比集中式更加靈活、方便。但是網(wǎng)絡(luò)沒有中心來發(fā)布全網(wǎng)的同步信息，又由于多跳性，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只能感知與其一跳距離鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)間偏差，信息的獲取途徑有限，若時(shí)間基準(zhǔn)不一致，將造成很大的誤差，因此時(shí)鐘同步是任何分布式系統(tǒng)所要考慮的基礎(chǔ)。論文中分析得出，分布式

2、一致性算法可以解決無線傳感網(wǎng)絡(luò)的同步問題。基于一致性算法，本論文分析了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與收斂速度的界之間的關(guān)系;討論了在通信交互量受限的情況下，協(xié)同同步算法的改進(jìn)方式;最后探討了在拓?fù)鋭?dòng)態(tài)變化的情況下一致性算法的收斂條件。
　　本論文的主要工作如下:
　　(1)給出了分布式一致性算法收斂以及收斂速度的定義，得出收斂速度不僅跟網(wǎng)絡(luò)的初始狀態(tài)有關(guān)，還取決于算法的拉普拉斯矩陣或權(quán)值矩陣的特征值。論文進(jìn)一步討論了該特征值與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑?dǎo)率、度

3、分布、介數(shù)、最大跳數(shù)等參數(shù)的關(guān)系，最終得出這些參數(shù)與特征值的界有關(guān)。
　　(2)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋮?shù)可以影響特征值的界，但界的變化不一定會(huì)引起值的變化，因此拓?fù)鋮?shù)對一致性算法收斂速度的直接影響未知。論文進(jìn)一步分析得出，在部分拓?fù)鋮?shù)完全相同的情況下，網(wǎng)絡(luò)的收斂速度也是不一致的，從而推斷出網(wǎng)絡(luò)度、跳數(shù)、介數(shù)、聚類系數(shù)無法完全刻畫網(wǎng)絡(luò)的收斂速度。在此基礎(chǔ)上，論文探討了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化對收斂速度的影響，進(jìn)一步提出了在節(jié)點(diǎn)交互量受限的情況下的協(xié)