無線傳感器網(wǎng)絡同步算法的研究與探討
加入技術(shù)交流群
假設網(wǎng)內(nèi)任意節(jié)點i，對應其所有的鄰居節(jié)點的時隙差值為△tij，可以算出所有鄰居節(jié)點的時隙偏差值的加權(quán)平均值為εi，時隙修正量ωij。節(jié)點互同步過程如圖1所示，假設節(jié)點5能感知其鄰居節(jié)點(節(jié)點3、節(jié)點6、節(jié)點9)的參考時隙偏差△t53(n)、△t56和△t59(n)，從而計算出自己的時隙調(diào)整量：
ε5=ω55×0+ω53△t53(n)+ω56△t56(n)+ω59△t59(n) (7)
式中ω55+ω53+ω56+ω59=1，然后計算出參考的時隙基準：
t5(n+1)=t5(n)-ε5(n) (8)本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/160602.htm
，式中N為網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)。一種可行的權(quán)值選擇方法是采用鄰居節(jié)點的算術(shù)平均法，把相鄰的節(jié)點的時隙偏差算術(shù)平均后作為時隙的修正量。對此算法的收斂性的仿真分析得出，隨著節(jié)點覆蓋半徑的提高，每個節(jié)點的連通度增大，網(wǎng)絡的最大跳數(shù)變少，因而收斂速度提高。算法平均迭代38次可以達到最大時隙偏差收斂到10-5以下。
5 總結(jié)及展望
本文從時間同步的概念出發(fā)，首先簡要介紹了幾種典型的時間同步算法及分析了他們的優(yōu)缺點，并對它們的時間同步算法的性能進行了綜合比較，然后還介紹了與傳統(tǒng)基于時間信息交換的時間同步算法不同的兩種新技術(shù)：螢火蟲同步技術(shù)和協(xié)作同步技術(shù)。雖然目前對于無線傳感器網(wǎng)絡時間同步算法的研究已經(jīng)取得了如此大的進展，但是基于無線傳感器網(wǎng)絡的不同的應用特征，還可以在以下幾個方面作進一步的研究和發(fā)展：
①大規(guī)模無限傳感節(jié)點的時間同步研究?，F(xiàn)有的大部分時間同步算法都是在實驗室平臺，是基于幾個或小規(guī)模的單跳網(wǎng)絡節(jié)點的仿真和研究。而現(xiàn)實中，隨著傳感器節(jié)點的低成本、微型化，及實際中的應用，大規(guī)模的多跳的無線自組網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡的研究將是今后研究的方向之一。
②魯棒性和容錯性的研究。現(xiàn)有的時間同步算法基本上都是在實驗室或較簡單的室外環(huán)境下實現(xiàn)的，和實際的不可預測的、惡劣的真實環(huán)境相比，存在更多的干擾因素，因此時間同步算法在現(xiàn)實中的魯棒性和容錯性的研究也將是今后的研究方向之一。
③可拓展性的研究。無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的生產(chǎn)商很多，網(wǎng)絡中一般會包含大量的不同類型的移動傳感器節(jié)點，時間同步算法要相互兼容就需要很好的可拓展性，因此時間同步算法的可拓展性也值得進一步研究。
無線傳感器網(wǎng)絡是與實際應用相關的，不同的應用需要不同的時間同步精度和能耗要求，因此對時間同步的需求也是多種多樣的，應該結(jié)合特定的實際應用來研究和開發(fā)時間同步算法。
評論