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1、第26卷第5期计算机仿真2009年5月文章编号:1006-9348(2009)05-0121-04一种低开销的无线传感器网络时间同步算法俞家安,陈晓辉,王卫东(中国科学技术大学电子工程与信息科学系,安徽合肥230027)摘要:低开销是无线传感器网络时间同步算法的重要技术要求之一。为了降低同步过程中的通信开销,提出了一种基于部分广播的低开销无线传感器网络时间同步算法。算法基于TPSN算法的分层思想,利用节点的距离信息,选择当层节点的部分相邻节点进行下一层的等级广播,从而有效地降低同步过程中的通信开销。分析了在不同的网络节点密度下广播信息包数与等级广播距离的关系,得到了
2、不同网络节点密度下的最优等级广播距离。仿真结果表明,与TPSN算法相比,在相同的同步精度下,算法能显著地降低高密度无线传感器网络时间同步的开销。关键词:无线传感器网络;时间同步;低开销中图分类号:TP393文献标识码:BALowOverheadTimeSynchronizationAlgorithmforWirelessSensorNetworksYUJia-an,CHENXiao-hu,iWANGWei-dong(DepartmentofElectronicEngineeringandInformationScience,UniversityofSciencean
3、dTechnologyofChina,HefeiAnhui230027,China)ABSTRACT:Lowoverheadisanimportantrequirementoftimesynchronizationalgorithmofwirelesssensornet2works.Inthispaper,alowoverheadtimesynchronizationalgorithmisproposedforreducingcommunicationoverheadinsynchronizing.Thisalgorithm,whichisbasedonthelev
4、eldiscoverymechanismusedinTPSN,onlyselectsfrac2tionalnodesinthebroadcastingareaofthecurrentlevelnodeasthenextlevelbroadcastinitiatenodes.Asaresult,theoverheadoftimesynchronizationisreducedeffectively.Theselectionofnextlevelbroadcastinitiatenodesisac2cordingtodistanceinformationofcurren
5、tlevelnodes.Therelationshipbetweennumberofbroadcastpacketsandlevel-broadcastdistanceindifferentnodedensityofnetworksisalsoanalyzed.Andthebestlevel-broadcastdistanceinvariousnodedensityofnetworksisgiveninthepaper.Finally,simulationworksvalidatethatthealgorithmgreatlyre2ducesthenumberofb
6、roadcastingpacketsfortimesynchronizationinhighdensitywirelesssensornetworks,whilethesynchronizationprecisionisequivalentcomparedwithTPSN.KEYWORDS:Wirelesssensornetworks;Timesynchronization;Lowoverhead1引言种时间同步算法,大致分为以下几类:1)接收节点与接收节[2]无线传感器网络是近几年一个新兴的研究热点,可广泛点之间的同步,如RBS,利用/第三方0节点消除发送端延[3
7、][4]应用于军事、环境监测、工业控制等领域。在无线传感器网迟的影响;2)信息交换的同步,如TPSN、LTS和Tiny-[5]络中,无论是传感器数据融合、传感器节点自身定位还是传Sync,通过信息的交换来实现节点间的同步;3)接收节点感器节点的协同工作都要求节点间保持时间同步。因此,时[6]与发送节点的单向同步,如DMTS和FTSP,通过估计信息[1]间同步已成为无线传感器网络的关键技术之一。由于无在信道传播过程中延时,只发送一条广播信息即可实现节点线传感器网络的应用特点和节点的简单性,无线传感器网络间的同步;4)混合算法,如HRTS[7],结合了RBS和TPS
