无线传感器网络全网时钟同步算法的研究

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1、独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产

2、权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据摘要摘要无线传感器网络是由大量微型化的传感器节点采用无线自组织方式构成的网络，应用于国防、交通、医疗、环保及制造业等领域。统一同步的节点时钟是多数无线传感器网络应用的基础，因此时钟同

3、步技术是无线传感器网络的重要支撑技术之一。本文重点研究无线传感器网络的分布式全网时钟同步算法。首先研究了时钟同步基本原理和衡量时钟同步性能的各项指标，对当前几种典型的时钟同步算法进行了研究比较。针对目前多跳网络同步中的同步误差累积问题，提出一种基于贝叶斯估计的时钟同步算法。通过双向消息传递估算时钟偏差并利用贝叶斯先验知识和后验分布对节点时钟进行准确估计，减小由消息传输过程中的不确定时延导致的非确定性误差，有效降低多跳过程中的同步误差累积速度。同时，考虑到无线网络中对同步算法能量有效性、动态扩展性及收敛速度的要求，提出一种基于生成树的全

4、网时钟同步算法。基本思想是在动态网络树型拓扑上，每个节点至多发送两个消息，即可采用贝叶斯同步机制快速完成高精度的全网时钟同步。基于OMNeT++仿真平台，对本文提出的算法进行仿真实现，实验结果显示本文提出的算法确实能有效降低多跳同步累积误差，提高全网同步精度，消息开销较小且收敛速度快。关键词：无线传感器网络；全网时钟同步；贝叶斯估计；多跳累积误差；OMNeT++仿真-I-万方数据AbstractAbstractThewirelesssensornetwork,aself-organizingnetworkthatisconstruct

5、edofmassiveminiaturesensorsiswidelyusedinmanyfields,suchasnationaldefense,traffic,medicalscience,environmentprotectionandmanufacturing.MostapplicationsoftheWSNarebasedonpreciseclocksynchronization,whichmadeitoneofthemostimportantsupportingtechnologyinthearea.Thispaperma

6、inlyfocusonthenetwork-widedistributedclocksynchronizationoftheWSN.Firstofall,thepaperpresentsastudyonthemechanicsandthestandardsoftheclocksynchronization,andcomparesseveralclassicalclocksynchronizationalgorithms.Consideringthatthesynchronizationerroraccumulatesinthemult

7、i-hopnetwork,analgorithmbasedonBayesianestimationisproposed.Thisalgorithmoffsetsclockthroughexchangingmessagesbybi-directionalwayandcalculatestheprecisetimebyapriorinformationandposteriordistributionfromtheBayesianestimation.Itreducesthesynchronizationerrorscausedbyvari

8、abledelaysinmessageexchangebetweennodes,andtherefore,theaccumulatederror.Meanwhile,tobetterqualifydifferentapp