无线传感器网络时间同步的优化方案.pdf

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1、单位代码：１０２９３密级；？．咕．’？Ｖ－．、．一毛為＾遷少建４考艾《像硕女讼次晒论文题目；无线传威器网络时间同步的优化方案学号１２１２０１２５１０姓名陈蕾导师叶玲专业学位类别工程硕±类型全日制专业（领域）由子与通信工程论文提交日期２０１５年３月２号南京邮电大学学位论女原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研冗工作及取得的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也

2、不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一同工作的同志对本研巧所做的。与我任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。研巧生签名；棘養日期：他南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；可Ｗ；；允许论文被查阅和借阅将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质一理论文的内容相致。抢文的公布（包括

3、刊登）授权南京邮电大学研巧生院办。。涉密学位论文在解密后适用本授权书＾乂／克研巧生签名；导师签；曰；絲衾名期OptimizationschemeoftimesynchronizationinWirelessSensorNetworks(WSN)ThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByChenLeiSupervisor:Prof.YeLingMarch2015摘要在对实时性要求较高的无线传感器网络中，

4、往往需要节点之间具有相同的时间同步机制。在实际应用中，需要根据应用背景选择甚至设计符合应用需求的时间同步方案。本文主要研究应用于星型网络的时间同步方案。星型网络中的通信协议比较简单，现有的典型时间同步算法在实际应用中过于复杂，因此需要针对星型网络的特点和实际需求设计出合适的时间同步方案。本文首先对无线传感器网络中的几种典型的时间同步机制和时间同步性能的主要评估指标进行分析。由于TPSN算法主要应用于层次型的网络拓扑结构，而本文所研究的算法的应用网络可由基础的星型网路扩展为层次型网络结构，因此本文重点研究分析了TPSN算法。本文采用软件仿真的方法对TPSN算法进行研究，

5、结合仿真结果介绍了项目中已有的时间同步方案—H-TS方案。由于H-TS算法在执行过程中存在一些问题，如同步周期过长、同步精度低以及能耗大等，因此本文在H-TS算法的基础上提出一种改进的时间同步方案C-TS算法。C-TS算法通过减少配置报文的长度来减少报文传输延迟，从而减少了同步误差和同步周期。此外，C-TS算法还通过减少传感器节点的计算量来减少能耗。本文最后将C-TS算法在实际的星型网络中实现，并与H-TS算法进行分析对比。本文设计了一种无线传感器网络中的时间同步的优化方案C-TS算法。研究结果证明C-TS算法在同步精度、同步周期、同步误差累积速度和能耗等方面，对H-

6、TS算法进行了优化和改进。关键词:星型无线传感器网络，时间同步技术，TPSN，同步方案设计，同步方案改进IAbstractInreal-timerequirementsofwirelesssensornetwork,itoftenrequiresthesametimesynchronizationmechanismsamongnodes.Thispapermainlystudiesthetimesynchronizationschemewhichisappliedinstarnetwork.Theexistingtimesynchronizationalgorithm

7、sinpracticalapplicationsareshowingtoocomplex,therefore,wehavetotakeactionstodesigntheappropriatetimesynchronizationschemeinordertosuitthestarnetwork’sfeaturesandthepracticalrequirements.Firstly,thispaperanalyzesthemainevaluationindex,includingtheseveraltypicaltimesynchronizatio