高延遲水下傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法研究.pdf

1、近年，各種科學(xué)技術(shù)日趨成熟，許多不同的領(lǐng)域都涉及到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。隨著人們對(duì)經(jīng)濟(jì)開發(fā)、工業(yè)管理、農(nóng)業(yè)發(fā)展的日益關(guān)注，以水聲通信為基礎(chǔ)的高延遲水下傳感器網(wǎng)絡(luò)得到人們的重視。建設(shè)水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對(duì)于探究海洋各項(xiàng)活動(dòng)、采集生物信息、監(jiān)測危險(xiǎn)區(qū)域、調(diào)研海洋漁業(yè)資源、發(fā)展海洋經(jīng)濟(jì)等方面有重要意義。
　　時(shí)間同步是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的重要支撐技術(shù)之一。在海洋中，采用水聲通信，導(dǎo)致低速傳輸、多普勒頻移、能量消耗大，除此以外，水下通信受硬件限制、

2、海洋環(huán)境多變等影響，在傳輸過程中，會(huì)出現(xiàn)較大的時(shí)延，且時(shí)延是不確定的，因此，現(xiàn)存的陸地傳感網(wǎng)時(shí)間同步機(jī)制不能直接在水下使用。本文中，我們提出了一種新的時(shí)間同步算法-移動(dòng)輔助時(shí)間同步(Mobile-assisted Clock Synchronization，簡稱Ma-Sync)。該算法使用一個(gè)有固定軌跡的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，通過公式取得傳播時(shí)延與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離之間的關(guān)系，計(jì)算時(shí)鐘漂移和時(shí)鐘偏差，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步。該算法克服了長傳播延遲和

3、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)對(duì)時(shí)間同步的影響，有效解決了高延遲水下傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步問題。
　　在Ma-Sync算法的理論基礎(chǔ)上，我們實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間以及節(jié)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)之間的通信，為了使實(shí)驗(yàn)?zāi)M成水下通信，在本文中接收方加入時(shí)延以避免消息瞬間到達(dá)。在計(jì)算機(jī)終端讀取節(jié)點(diǎn)的時(shí)間戳，根據(jù)得到的發(fā)送時(shí)間戳與接收時(shí)間戳，我們將公式編寫程序計(jì)算時(shí)鐘漂移和時(shí)鐘偏差。將兒組通信的時(shí)間戳結(jié)合時(shí)鐘漂移和時(shí)鐘偏差進(jìn)行修正，通過計(jì)算證明發(fā)送方與接收方的時(shí)間一致，因此Ma-Sync算