低开销的无线传感器网络时间同步算法研究

传统的TPSN时间同步算法虽然能快速而高效地同步网络上节点的时间,但是在节点频繁加入和失效的情况下,其效率低下。针对以上不足,提出了一种改进的无线传感器网络时间同步算法———ITPSN。该算法不需要构建网络的拓扑结构,能高效地处理网络中节点加入和节点失效情况下的时间同步。实验结果表明,该算法明显提高了网络的健壮性,在节点密集部署的情况下,减少了节点的能量消耗,从而提高了节点的使用寿命。     

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.     

高精度低功耗无线传感器网络时间同步算法

通过对无线传感器网络参考广播同步（RBS）算法的研究,针对RBS多跳算法网络开销大和不能实现全网同步的问题,在基于环形网络拓扑的参考广播环形同步（RBRS）算法基础上,提出一种改进的RBRS （IRBRS）算法.该算法引入可变周期同步法：根据贝叶斯最大后验估计原理,估算出最大相位偏差来决定同步周期,从而减少节点同步次数,并且采用最小二乘线性回归法,周期性拟合时钟偏移.运用Matlab环境进行仿真,仿真结果表明：IRBRS算法同步精度显著提高,并且能量消耗显著减少,更有利于延长无线传感器网络的寿命.     

低功耗无线传感器网络时间同步方法

综合考虑了无线传感器网络中时间同步过程中时间误差的来源,为了解决一般同步方法中普遍存在的信息开销量大的问题,提出了一种基于一次信息交换,通过簇头对各节点进行时间补偿来维持整个簇内节点同步的方法。该方法在簇头与各簇内节点进行一次成对同步之后,通过簇头对各节点时间偏差进行有效估计后进行补偿来维持同步时间精度。通过仿真实验,该方法在信息开销和同步精度上具有良好的性能。     

无线传感器网络的时间同步算法研究

时间同步是研究多跳ad hoc无线网络的重要问题,例如无线传感器网络,许多具体应用需要传感器节点本地时钟的同步,要求各种程度的同步精度.无线传感器网络设备的一些固有属性,例如能量的限制、存贮、计算和带宽,与节点分布的高密度结合,使传统的时间同步算法不适合于这些网络.因此,越来越多的研究集中在设计适合于无线传感器网络的时间同步算法.首先回顾了时间同步的问题和无线传感器网络时间同步的需要,然后详细介绍了针对无线传感器网络设计的基本的时间同步算法,最后对各种算法进行了比较分析,并指出了下一步的研究方向.     

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。     

无线传感器网络时间同步算法研究

在洪泛时间同步协议的基础上,提出一种层次时间同步协议。该协议采用层次结构机制收集统计网络中每个节点的子节点数,消除叶子节点广播信息数据包的环节。仿真实验结果表明,该协议可以取得与洪泛时间同步协议一样的精确度,且能量消耗仅为洪泛时间同步协议的74%。     

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。     

无线传感器网络的多跳时间同步优化算法

通过对无线传感器网络RBS时间同步算法（Reference Broadcast Synchronization,RBS）的研究,针对多跳全网的时间同步问题,提出基于环形网络拓扑的RBS环形算法（References Broadcast Bing Synchronization,RBRS）。该算法在RBS的基础上,采用广播分组和最小平方线性回归的方法实现全网时间同步。从同步误差和开销两方面对该算法和现有的RBS优化算法作理论比较。算法在众多算法中具有一定的优越性,适用于轻型、低功耗的无线传感器网络负载。使用matlab软件进行仿真,实验结果表明优化后的算法和初始算法相比误差累积小、同步开销显著减少,并且能够实现全网络的时间同步。     

一种能量高效的无线传感器网络时间同步算法

提出一种能量高效的时间同步算法(EETS),通过同步误差预测补偿机制降低节点间的累积误差,并根据用户时间同步精度需求动态调整无线网络节点间同步周期,从而达到在设定精度下的最大化同步周期,降低同步开销.     

基于区域扩散机制的无线传感器网络时间同步算法

针对当前无线传感器网络时间同步算法无法满足物联网对于网络实时性的要求,提出了一种基于区域扩散的无线传感器网络时间同步算法。该算法分为两个阶段进行:第一阶段根据生物觅食理论(OFT),按照收益率最高的原理提出一种代言人信息选择算法(SIE)进行区域内时间同步;第二阶段根据时间偏移量最小节点选择区域代言人并在区域之间进行二次同步,同时将同步过程映射到马尔可夫链,提出基于马尔可夫链的代言人加速算法(MarSAA)。理论分析和实验证明,提出的算法具有较好的时间复杂性;并且两阶段算法可以并行进行,相对于传统算法在全网时间同步上具有非常好的性能。     

一种用于大规模无线传感器网络的时钟同步算法

针对经典的时钟同步算法在大规模无线传感器网络中存在的同步精度低与能量消耗高等问题,提出一种基于簇-树结构的无线传感器网络时钟同步算法。首先,建立一棵以网关为根节点、簇首为子节点的生成树来减少网络中节点同步时的累计跳数;然后,在该生成树的基础上采用簇间双向的SRS和簇内单向的ROS同步机制进行同步,在保证同步精度的前提下减少网络同步所需的消息数量。实验结果表明,相比传统的RBS和TPSN算法,提出的簇-树结构同步算法可使网络的平均同步精度保持在更高的水平,并有效地降低网络同步时节点的能耗。     

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．     

基于工业无线网络的协作时间同步协议

基于空间平均而非传统时间平均的思想,协作同步技术为无线传感器网络的时间同步提供了一种新的解决方案.结合工业无线网络的特点,利用无线传感器网络的广播特性,提出了一种源于空间平均思想的协作时间同步协议.该协议根据网络的实时状况,调整处理时间同步信息在空间和时间上的比例,以期达到高精度、高可靠性的目标、仿真实验表明,该协议比单一采用时间平均思想的时间同步协议具有更优异的性能.     

一个无线传感网络时间同步模拟器

Time synchronization is a critical middleware service of wireless sensor networks. Researchers have already proposed some time synchronization algorithms. However, due to the demands for various synchronization precision, existing time synchronization algorithms often need to be adapted. So it is necessary to evaluate these adapted algorithms before use. Software simulation is a valid and quick way to do it. In this paper, we present a time synchronization simulator, Simsync, for wireless sensor networks. We decompose the packet delay into 6 delay components and model them separately. The frequency of crystal oscillator is modeled as Gaussian. To testify its effectiveness, we simulate the reference broadcast synchronization algorithm (RBS) and the timing-sync synchronization algorithm (TPSN) on Simsync. Simulated results are also presented and analyzed.     

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.     

无线传感器网络时钟同步技术

在无线传感器网络中,时钟同步是一项重要的支撑技术;诸如数据融合、TDMA调度、休眠唤醒节能模式和移动节点定位等应用均需要传感器节点本地时钟保持同步;由于传感器网络一些独特的内在特性,NTP等传统同步技术无法适用于这种新型网络;因此,越来越多的研究者开始关注传感器网络时钟同步协议的研究与设计;通过回顾时钟同步的问题及传感器网络对时钟同步的需求,介绍了时钟的数学模型,并基于该模型讨论了时钟同步的3个重要概念:时钟漂移、时钟偏移和分组的传输延迟;之后简要阐述了3种专门为传感器网络设计和提出的典型传感器网络时钟同步协议.