面向无线传感器网络的校正型时间同步偏移估计算法研究

发布时间：2023-11-25 18:23

　　时间同步是无线传感器网络关键技术的重要组成部分,它为全网设备的运行提供了统一的时间基准,在能耗管控、目标跟踪、实时通信等传感器网络应用场景中发挥着重要的支撑作用。无线传感器网络中的时间同步可分为点到点同步和多跳同步。针对点到点同步,参考节点和待同步节点可直接进行通信。针对多跳同步,参考节点与待同步节点需要通过网络中的中间层节点来建立二者的同步关系。然而,在同步过程中,由于节点没有及时对本地时钟进行校正进而会影响同步精度。针对以上问题,本文提出一种基于多跳场景下的校正型时钟同步算法,以及基于校正量优化的时钟同步算法,从统计信号处理的角度利用节点间传递的时间信息来估计时钟参数,提高精度的同时也能降低通信开销。主要工作如下:1.研究现有的传感器网络时间同步技术,对国内外时间同步协议,以及基于统计信号处理的时间同步算法进行分析。2.针对现有的校正型同步算法难以直接拓展到多跳场景的局限性,提出了一种基于周期性校正的时钟频率偏移估计同步算法,在每次时间信息交互后立即调整节点本地时钟从而将时钟误差控制在一定范围内。同时针对中间层节点,在下一轮同步周期中引入时钟补偿量,经过多次交互后,利用观测到的时间...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章 引言
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无线传感器网络时间同步协议研究现状
        1.2.2 无线传感器网络基于信号处理的时间同步研究现状
        1.2.3 目前存在的问题
    1.3 论文的主要工作
    1.4 论文结构
第2章 无线传感器网络时间同步关键技术
    2.1 时间同步的信号模型
        2.1.1 时钟定义
        2.1.2 设计要点
        2.1.3 时间信息传输中的时延分类
    2.2 无线传感器网络时间同步协议
        2.2.1 成对同步
        2.2.2 全网同步
        2.2.3 自适应时间同步(AMTS)
    2.3 无线传感器网络中时间同步的基本算法
        2.3.1 发送者-接收者同步
        2.3.2 隐含接收者同步
        2.3.3 接收者-接收者同步
        2.3.4 典型时间同步算法对比
    2.4 本章小结
第3章 多跳分层网络下的校正型时钟偏移估计算法研究
    3.1 引言
    3.2 多跳分层网络下的校正型时间同步过程分析
    3.3 多跳分层网络下的校正型时间同步模型建立
    3.4 时钟频率偏移估计方法
    3.5 估计算法性能仿真验证
        3.5.1 仿真结果
        3.5.2 通信开销对比分析
    3.6 分析与讨论
    3.7 本章小结
第4章 基于校正量优化的频率偏移估计算法研究
    4.1 引言
    4.2 基于校正量优化的时间同步过程分析
    4.3 基于校正量优化的时间同步模型建立
    4.4 时钟频率偏移估计方法
    4.5 估计算法性能仿真验证
    4.6 本章小结
第5章 结束语
    5.1 主要工作与创新点
    5.2 后续研究工作
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果



本文编号：3867610