無線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步算法的研究與探討
加入技術(shù)交流群
假設(shè)網(wǎng)內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)i，對(duì)應(yīng)其所有的鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙差值為△tij，可以算出所有鄰居節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙偏差值的加權(quán)平均值為εi，時(shí)隙修正量ωij。節(jié)點(diǎn)互同步過程如圖1所示，假設(shè)節(jié)點(diǎn)5能感知其鄰居節(jié)點(diǎn)(節(jié)點(diǎn)3、節(jié)點(diǎn)6、節(jié)點(diǎn)9)的參考時(shí)隙偏差△t53(n)、△t56和△t59(n)，從而計(jì)算出自己的時(shí)隙調(diào)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(jì)算出參考的時(shí)隙基準(zhǔn)：
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(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)。一種可行的權(quán)值選擇方法是采用鄰居節(jié)點(diǎn)的算術(shù)平均法，把相鄰的節(jié)點(diǎn)的時(shí)隙偏差算術(shù)平均后作為時(shí)隙的修正量。對(duì)此算法的收斂性的仿真分析得出，隨著節(jié)點(diǎn)覆蓋半徑的提高，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的連通度增大，網(wǎng)絡(luò)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(dá)到最大時(shí)隙偏差收斂到10-5以下。
5 總結(jié)及展望
本文從時(shí)間同步的概念出發(fā)，首先簡(jiǎn)要介紹了幾種典型的時(shí)間同步算法及分析了他們的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)它們的時(shí)間同步算法的性能進(jìn)行了綜合比較，然后還介紹了與傳統(tǒng)基于時(shí)間信息交換的時(shí)間同步算法不同的兩種新技術(shù)：螢火蟲同步技術(shù)和協(xié)作同步技術(shù)。雖然目前對(duì)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法的研究已經(jīng)取得了如此大的進(jìn)展，但是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不同的應(yīng)用特征，還可以在以下幾個(gè)方面作進(jìn)一步的研究和發(fā)展：
①大規(guī)模無限傳感節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步研究。現(xiàn)有的大部分時(shí)間同步算法都是在實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)，是基于幾個(gè)或小規(guī)模的單跳網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的仿真和研究。而現(xiàn)實(shí)中，隨著傳感器節(jié)點(diǎn)的低成本、微型化，及實(shí)際中的應(yīng)用，大規(guī)模的多跳的無線自組網(wǎng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究將是今后研究的方向之一。
②魯棒性和容錯(cuò)性的研究。現(xiàn)有的時(shí)間同步算法基本上都是在實(shí)驗(yàn)室或較簡(jiǎn)單的室外環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的，和實(shí)際的不可預(yù)測(cè)的、惡劣的真實(shí)環(huán)境相比，存在更多的干擾因素，因此時(shí)間同步算法在現(xiàn)實(shí)中的魯棒性和容錯(cuò)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(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的生產(chǎn)商很多，網(wǎng)絡(luò)中一般會(huì)包含大量的不同類型的移動(dòng)傳感器節(jié)點(diǎn)，時(shí)間同步算法要相互兼容就需要很好的可拓展性，因此時(shí)間同步算法的可拓展性也值得進(jìn)一步研究。
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)的，不同的應(yīng)用需要不同的時(shí)間同步精度和能耗要求，因此對(duì)時(shí)間同步的需求也是多種多樣的，應(yīng)該結(jié)合特定的實(shí)際應(yīng)用來研究和開發(fā)時(shí)間同步算法。
評(píng)論