無線傳感器網(wǎng)絡中的時鐘同步方法研究.pdf

1、在無線傳感器網(wǎng)絡中，各網(wǎng)絡節(jié)點由于成本限制其裝備的時鐘精度均有限，伴隨著時間的推移各節(jié)點時鐘之間的差異會越來越大，且隨著網(wǎng)絡的大型化，這一現(xiàn)象會越來越嚴重。然而，無線傳感器網(wǎng)絡的許多重要基本功能，都要求網(wǎng)絡中的節(jié)點保持相對統(tǒng)一的時間刻度，所以目前關于無線傳感器網(wǎng)絡中的時鐘同步問題越來越得到重視。
　　本文針對無線傳感器網(wǎng)絡中的單跳時鐘同步以及全網(wǎng)時鐘同步問題，圍繞時不變時鐘模型以及時變時鐘模型這兩類時鐘模型進行了研究。在進行算法研

2、究之前，首先介紹了網(wǎng)絡節(jié)點時鐘的建模方式，包括時不變的時鐘模型，以及時變的二階、三階線性時變模型，并通過仿真研究了時變模型的特性；介紹了三種時鐘同步中主流的節(jié)點間信息交互方式，并基于其中的發(fā)送者一接收者雙向同步展開對時鐘同步算法的后續(xù)研究。
　　在針對時不變時鐘模型的時鐘同步算法研究中，本文首先研究了最大似然估計（Maximum Likelihood Estimation，MLE)算法在時鐘同步中的應用。然后，針對其運算量較大的問

3、題研究了一種改進的MLE算法，并通過仿真實驗對比了兩種MLE算法的時鐘同步性能。接下來，將遞歸最小二乘(Recursive Least Square．RLS)算法以及一種改進的ERLS-DCD算法(Exponentially weighted RLS algorithmwith Dichotomous Coordinate Descent)引入到時鐘同步中，并仿真對比了兩種算的同步性能。
　　然后，本文研究了基于時變時鐘模型的自適

4、應時鐘同步算法。首先，推導了自適應時鐘同步的狀態(tài)方程以及觀測方程，然后介紹了卡爾曼濾波算法以及H∞濾波算法并將其引入至時鐘同步中，通過仿真實驗驗證了兩種算法的時鐘同步性能。
　　最后，本文還研究了全網(wǎng)絡的時鐘同步算法。首先，研究了層級樹式的全網(wǎng)時鐘同步方式，并通過實驗對比了卡爾曼濾波算法以及H∞濾波算法在層級樹式同步框架下各層級的同步誤差。接下來，介紹了全分布式的Consensus全網(wǎng)時鐘同步算法并仿真研究了該算法的同步性能，然后