無線傳感器網絡同步算法的研究與探討
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假設網內任意節(jié)點i，對應其所有的鄰居節(jié)點的時隙差值為△tij，可以算出所有鄰居節(jié)點的時隙偏差值的加權平均值為εi，時隙修正量ωij。節(jié)點互同步過程如圖1所示，假設節(jié)點5能感知其鄰居節(jié)點(節(jié)點3、節(jié)點6、節(jié)點9)的參考時隙偏差△t53(n)、△t56和△t59(n)，從而計算出自己的時隙調整量：
ε5=ω55×0+ω53△t53(n)+ω56△t56(n)+ω59△t59(n) (7)
式中ω55+ω53+ω56+ω59=1，然后計算出參考的時隙基準：
t5(n+1)=t5(n)-ε5(n) (8)本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/160602.htm
，式中N為網絡的節(jié)點數(shù)。一種可行的權值選擇方法是采用鄰居節(jié)點的算術平均法，把相鄰的節(jié)點的時隙偏差算術平均后作為時隙的修正量。對此算法的收斂性的仿真分析得出，隨著節(jié)點覆蓋半徑的提高，每個節(jié)點的連通度增大，網絡的最大跳數(shù)變少，因而收斂速度提高。算法平均迭代38次可以達到最大時隙偏差收斂到10-5以下。
5 總結及展望
本文從時間同步的概念出發(fā)，首先簡要介紹了幾種典型的時間同步算法及分析了他們的優(yōu)缺點，并對它們的時間同步算法的性能進行了綜合比較，然后還介紹了與傳統(tǒng)基于時間信息交換的時間同步算法不同的兩種新技術：螢火蟲同步技術和協(xié)作同步技術。雖然目前對于無線傳感器網絡時間同步算法的研究已經取得了如此大的進展，但是基于無線傳感器網絡的不同的應用特征，還可以在以下幾個方面作進一步的研究和發(fā)展：
①大規(guī)模無限傳感節(jié)點的時間同步研究?，F(xiàn)有的大部分時間同步算法都是在實驗室平臺，是基于幾個或小規(guī)模的單跳網絡節(jié)點的仿真和研究。而現(xiàn)實中，隨著傳感器節(jié)點的低成本、微型化，及實際中的應用，大規(guī)模的多跳的無線自組網的傳感器網絡的研究將是今后研究的方向之一。
②魯棒性和容錯性的研究?，F(xiàn)有的時間同步算法基本上都是在實驗室或較簡單的室外環(huán)境下實現(xiàn)的，和實際的不可預測的、惡劣的真實環(huán)境相比，存在更多的干擾因素，因此時間同步算法在現(xiàn)實中的魯棒性和容錯性的研究也將是今后的研究方向之一。
③可拓展性的研究。無線傳感器網絡節(jié)點的生產商很多，網絡中一般會包含大量的不同類型的移動傳感器節(jié)點，時間同步算法要相互兼容就需要很好的可拓展性，因此時間同步算法的可拓展性也值得進一步研究。
無線傳感器網絡是與實際應用相關的，不同的應用需要不同的時間同步精度和能耗要求，因此對時間同步的需求也是多種多樣的，應該結合特定的實際應用來研究和開發(fā)時間同步算法。
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