基于最优线性拟合的WSN时间同步算法研究.pdf

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1、第23卷第l2期传感技术学报Vo1．23No．122010年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDec．2010StudyonOptimalLinearFitTimeSynchr0nizati0nAlgorithmforWirelessSensorNetworkWUBaoming，ILlShengfeir1．DapingHospital＆ResearchInstituteofsurgery，theThirdMilitaryMedic。zf，nersity，Stmy6。m￡。，、fBurnsandCombined@ury，Chongqing4000

2、42，China；fI2．CommunicationandEngineeringCollegeofChongqingUniversity，Chongqing400040，China／Abstract：Accordingtotherequirementsofhighsynchronizationprecisionamongnodesandlowcommunicationcosts．anewsynchronizationalgorithmbasedonoptimallinearfithasbeenstudied．AfteranalysisofFvrSPalgo—rithm，nodeclas

3、sifyingstrategywasadoptedtoreducethetransitionamountsofsynchronizationpacketdata，andparameterestimatingtheoryofprobabilityandstatisticswasthenintroducedtoimprovelinearregressionalgorithm，reducetheinfluenceofabnormaldatatosynchronizationprecisionandextendnodesynchronizationtime．Experi—mentsshowed

4、thatthisnewalgorithmcaneffectivelyreducethesynchronizationcostsandrealizehighsynchroniza—tionprecisionwithslevelerrors．Keywords：wirelesssensornetwork；timesynchronization；parameterestimation；PEEACC：6150Pdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2010．12．024基于最优线性拟合的WSN时间同步算法研究术吴宝明，李声飞(2．重庆大学通信李工程学蓑院，重庆400研04究0

5、创伤烧伤与复合伤国家重麒验室2；)／摘要：针对传感器网络应用对节点同步精度要求高、通信开销小等需求，研究一种基于最优线性拟合的时间同步算法。在分析FTSP算法的基础上，通过节点分级策略，减少同步分组数据传输量，并引入概率统计学中参数估计理论改进线性回归算法，减小异常数据点对同步精度的影响，延长节点同步时间。实验结果表明：该算法能有效减少同步通信开销，实现高精度的时间同步，同步误差在s级。关键词：无线传感器网络；时间同步；参数估计；丌sP泛洪时间同步协议中图分类号：TP393．03文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)12—1787—05时间同步是无线传感器网络的重要支撑

6、技术，法结合单向广播机制和双向成对机制，采用MAC层很多传感器网络的应用和算法都需要统一的时钟基打时间戳和线性回归补偿时间漂移和偏移的方式，准，如数据融合、节点定位、休眠周期的同步、TDMA达到了较高的同步精度，更适用于资源受限的传感定时等¨。所以研究一种高效、精准的时间同步算器网络时间同步。但算法收敛时间较长，易受异常法具有重要的科研意义和实用价值。目前常用的无数据点影响，且对密度大的多跳网络，泛洪广播线传感器网络时间同步算法有：RBS算法]、TPSN发送数据包容易引起数据碰撞。算法、DMTS算法和FTSP算法等。其中通过对以上时间同步算法比较和总结，笔者选RBS算法是基于单向广播机

7、制，它排除了发送端对取FTSP算法实现时间同步。在分析FFSP算法基同步精度的影响，达到了较高的同步精度，但其计算础上，针对其缺点在同步开销和异常数据处理方面量和同步开销较大，能耗较高；TPSN算法基于双向予以改进，提出了基于最优线性拟合的时间同步算成对同步机制，同步效果较好(RBS同步精度的两法。该算法采用节点分级策略而减少同步所需信息倍)，但能耗也较大，算法鲁棒性较低；而FTSP算包开销，并通过分析影响时间同步的因素，提出了基项目来源：国家