一种低功耗的多跳无线传感网时间同步算法.pdf

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1、孑叶技2014年第27卷第4期ElectronicSci．&Tech．／Apr．15．2014一种低功耗的多跳无线传感网时间同步算法宋旭文，李晓伟，沈冬冬，陈晨(西安电子科技大学电子工程学院，陕西西安710071)摘要高精度低功耗的时间同步对于无线传感网络至关重要，文中重点分析了高精度时间同步算法，发现其在多跳网络时间同步过程中由于每跳范围内所有节点均要广播时间同步包，会产生大量的冗余信息。为降低同步功耗，提出了一种新方法，通过调节发射功率，筛选出每一跳范围内的周边节点，使其完成下一跳范围的时间同步，而非周边节点只接受却不发送时间同步包。最后，针

2、对改进的算法在OMNet++上进行了仿真实验，仿真结果表明，改进后的算法能够有效地降低全网能量消耗。关键词无线传感网络；时间同步；低功耗；多跳网络中图分类号TN926；TP212．9文献标识码A文章编号1007—7820(2014)04—009—04ALowPowerTimeSynchrOnizatiOnAlgorithmfortheMulti—hopWirelessSensorNetworksSONGXuwen，LIXiaowei，SHENDongdong，CHENChen(SchoolofElectronicEngineering，Xidia

3、nUniversity，Xi’an710071，China)AbstractThelow—powerandhigh—precisiontimesynchronizationforwirelesssensornetworksisessentia1．Thispaperfocusesonahigh·precisiontimesynchronizationalgorithmFTSP(FloodingTimeSynchronizationProtoco1)andfindsthatinmulti—hopnetworksthetimesynchronizati

4、onprocessgeneratesmuchredundantinformationbecauseallofthenodesineachhopmustbroadcasttimesynchronizationpackets．Inordertoreducepowerconsumption．thispaperproposesanovelapproachwhichselectssomenodescallededgenodesbyadjustingthetransmissionpowerineachhopandallowsthemtocompletetim

5、esynchronizationforthenexthop．Theothernodesonlyreceivetimesynchronizationpackets．Finally．theimprovedalgorithmisca~iedoutonOMNet++simulatorandtheresultsshowthattheimprovedalgorithmcaneffectivelyreducetheenergyconsumptionofthewhorenetwork．Keywordswirelesssensornetworks；timesync

6、hronization；lowpower；multi—hopnetwork无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)加州大学伯克利分校的JanaVanGreunen等人提出的是由部署在监测区域的大量传感器节点通过自组织方LTS(LightweightTree—basedSynchronization)算法。式组成的一种分布式网络。其能够实时的监测、采集FTSP算法对时间同步误差做了详细分析，采用目标区域的数据，并传输到目的服务器¨J。时间同步MAC层时间标技术，大幅提高了时间同步精度，但其技术属于无线传感网的一项重要支撑

7、技术，对于数据能耗较大，尤其是在多跳网络中，由于每个节点均要广采集及数据融合至关重要，由于无线传感网能量有限播时间同步包，导致网络中充斥着大量的冗余信息，不的特点，因此低功耗高精度的时间同步算法是关键。仅增加了能量的消耗，也造成了严重的信道冲突，从而针对无线传感网时间同步的问题，研究人员提出了诸多影响了整个网络的使用寿命，甚至影响了同步精度。时间同步算法，经典算法包括RBS(Referencebroadcast本文针对其在多跳网络中高能耗的缺点，提出了消除Synchronization)算法、TPSN(Timing—SyncProtocolfor

8、冗余数据包，并降低功耗的改进算法。SensorNetworks)算法、DMTS(DelayMeasurementTime1FTSP算法介