无线自组织网络协作时间同步优化算法

发布时间：2024-04-09 23:33

　　针对无线自组织协作网络时间同步算法同步误差大及能量消耗高的问题,在分析网络时间同步模型基础上,提出无线自组织网络协作时间同步优化算法。该算法利用指数延迟模型,通过构建时间同步似然函数,对成对节点的时钟偏移及时钟漂移进行联合估计;对网络进行三角剖分,通过染色确定参考节点,然后参考节点选取主节点,利用拓扑结构的自适应变化实现全网节点时钟同步;通过时钟联合估计及自适应拓扑建立协作时间同步优化算法,其整体执行保证节点通信链路时间同步。仿真结果表明,在所提三角剖分拓扑结构控制下,与传统分簇拓扑相比,协作时间同步优化算法在平均同步误差、同步算法能量消耗方面得到了性能提升。

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【部分图文】：

图1传输时延分析

令网络节点的本地时钟为T(t),t为理想参考时间。由于晶振的不确定性，第i个节点的时间模型可以定义为式中:ωi为时钟漂移(或频率偏差);φi为时钟偏移(或相位偏差);εi为随机噪声。此时，网络中2个节点(节点1和节点2)间的时钟关系可以表示为

图2时钟偏移统计学分布

根据电磁波传播理论，当其在自由空间中传播时，如果发射端与接收端在视距范围之内，则可用自由空间传播模型预测接收信号的强度。如果发射端的信源发射功率为PT，则收发节点之间的信号功率关系为式中:PR为信宿接收功率;λ为载波波长;r为收发端的距离;AT、AR分别为信源天线和信宿天线的增益....

图3接收端-接收端同步机制模型

接收端-接收端同步机制模型如图3所示。节点R表示参考节点，为发送端节点，负责初始化同步协议，并向在其通信范围内的接收端节点S和M广播信标包，其中:节点M为主节点，该节点与参考节点R实现双向通信，接收节点R发送的广播信标包，并向节点S发送同步信息;节点S为从节点，通过接收参考节点R....

图4时间信息交互模型

式中:td为传播过程的固定时延;ω为时钟漂移;φ为时钟偏移;ΓS2、ΓS3一般为符合高斯分布的随机噪声。由上述模型，给出一种指数模型估计的一般似然函数形式:

本文编号：3949801