無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)容錯(cuò)性時(shí)間同步算法的研究.pdf

1、時(shí)間同步技術(shù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合、節(jié)點(diǎn)定位跟蹤、路由選擇、傳輸調(diào)度等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用，高精度時(shí)間同步技術(shù)的研究已成為近幾年的研究熱點(diǎn)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)通常被部署在惡劣的環(huán)境條件下，節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸易受外界環(huán)境因素的干擾，因此，當(dāng)節(jié)點(diǎn)間通信數(shù)據(jù)受到干擾時(shí)，如何使系統(tǒng)具有良好的容錯(cuò)性，確保數(shù)據(jù)和信息安全可靠的傳輸是本文研究的重點(diǎn)。
　　在經(jīng)典同步協(xié)議中，泛洪時(shí)間同步協(xié)議(Flooding Time Synchroniz

2、ation Protocol，F(xiàn)TSP)兼顧了同步精度、能耗、魯棒性、可擴(kuò)展性等問(wèn)題。因此，本文是在FTSP協(xié)議的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析與改進(jìn)的，鑒于協(xié)議在節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步容錯(cuò)性方面考慮甚少，文章做了以下幾方面工作;
　　(1) FTSP用線性回歸來(lái)估計(jì)時(shí)鐘漂移率，然而線性回歸估計(jì)法易受異常數(shù)據(jù)影響，估計(jì)值波動(dòng)較大。針對(duì)此問(wèn)題，本文提出了一種動(dòng)態(tài)加權(quán)平均算法，對(duì)歷史所測(cè)有限個(gè)時(shí)鐘漂移率進(jìn)行加權(quán)求解得出新的漂移值，新算法的加權(quán)系數(shù)是根據(jù)節(jié)點(diǎn)間收

3、發(fā)時(shí)間標(biāo)動(dòng)態(tài)確定，從而減小異常數(shù)據(jù)對(duì)線性回歸的影響。
　　(2)針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步誤差隨著節(jié)點(diǎn)跳數(shù)增加而增加的問(wèn)題，本文采用多源系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的單源系統(tǒng)來(lái)降低節(jié)點(diǎn)的跳數(shù)，以此來(lái)降低節(jié)點(diǎn)的同步累計(jì)誤差。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相同的情況下，通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真分析，多源系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)平均跳步數(shù)和最大跳步數(shù)都比單源系統(tǒng)低，系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的累計(jì)誤差也有明顯的減小。
　　(3)針對(duì)多源系統(tǒng)提出了一種多源抗攻擊算法，算法在FTSP原始同步信息的數(shù)據(jù)包