在本課題研究的水下無線傳感網(wǎng)絡(luò)背景中,時鐘同步和節(jié)點定位作為兩項非常關(guān)鍵的基礎(chǔ)技術(shù),是首要研究的對象。受到水下復(fù)雜而特殊的條件限制,原有的陸上無線傳感技術(shù)無法應(yīng)用于水下,使得水下應(yīng)用更為困難。此外,海洋中有可以暴露的網(wǎng)絡(luò),但有不能暴露的移動節(jié)點。在節(jié)點無需暴露的情況下,完成其時鐘同步和定位是一項挑戰(zhàn)。為了解決目前這兩項技術(shù)面臨的困境,針對本文中描述的水下場景和應(yīng)用需求,一種結(jié)合定位技術(shù)和時鐘同步技術(shù)的被動定位時鐘同步算法被提出。在水下高時延的情況下,通過求解水下移動節(jié)點在運動過程中的定位軌跡,減小時鐘漂移問題的有害影響,并準確定位節(jié)點位置。算法的推導分為已知和未知節(jié)點運動方向的兩種情況,而水下噪聲環(huán)境產(chǎn)生的干擾誤差也可以通過結(jié)合Kalman濾波濾除數(shù)據(jù)中的誤差,從而繼續(xù)同步節(jié)點的時鐘和實現(xiàn)其定位。本文算法的做出的價值貢獻和創(chuàng)新主要有以下幾點:(1)本文將時間同步和節(jié)點定位這兩項通常是獨立解決的技術(shù)協(xié)同研究,實現(xiàn)在節(jié)點定位的同時完成時鐘同步,顯著減少交換的信息數(shù)量,節(jié)省了能源消耗,同時改進這兩種方案。(2)在本算法中,節(jié)點無需對外發(fā)送信息所以也無需暴露在網(wǎng)絡(luò)中,其隱蔽性和安全性得以保障。...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－２雙曲線定位法示意圖??理論上，以上三種方法都可以憑借幾何關(guān)系進行未知節(jié)點的定位，但實際上，??

當待測節(jié)點Ｐ是這樣一個點，到錨節(jié)點Ａ、Ｂ的距離差是一個固定值，動點??Ｐ的軌跡形成另一條雙曲線，兩條雙曲線相交的點就是所求待測節(jié)點Ｐ的所在之??處，如圖２－２所不。??圖２－２雙曲線定位法示意圖??理論上，以上三種方法都可以憑借幾何關(guān)系進行未知節(jié)點的定位，但實際上，??在水聲環(huán)境....

圖２－３時鐘漂移示意圖??在真實場景中，由于外界環(huán)境的變化和石英晶振工藝制造的差異性，相對于??

視作時鐘頻偏（ｓｋｅｗ），式中用ａｓ表示。在理想情況下，標準的晶振符合ａｓ?＝?１，實??際中一般不滿足；定義節(jié)點開始計時時刻與標準時鐘的相位差異稱為時鐘相差??（ｏｆｆｓｅｔ），式中用ｂｓ表示。節(jié)點本地時鐘與網(wǎng)絡(luò)標準時鐘的關(guān)系在圖２－３中有??相應(yīng)的數(shù)學表示。??１４??

圖３－１已知節(jié)點運動方向的算法整體流程圖??為了更好地對算法進行闡述，我們選取以下示例對算法簡單介紹

小傳播時延對水下傳感網(wǎng)絡(luò)的影響，從而使節(jié)點的位置更加準確。此外，移動節(jié)??點在定位過程中不需要向外發(fā)送任何信息，保證了節(jié)點的隱蔽性。??算法的整體流程圖如圖３－１所示。??一???＿＿＿?一?一?＾ｓｕｐ??！?Ｉ?｜?ｉ?－■?Ｉ??Ｉ???ｉ?，?｜ｔｄｏａ定位卜——?ｊ??....

圖３－２不同ａｓｕｐ取值下的節(jié)點運動軌跡擬合圖??－

?１１０??圖３－２不同ａｓｕｐ取值下的節(jié)點運動軌跡擬合圖??在分析過程中，假定移動節(jié)點朝著東北方向進行勻速直線運動，如圖３－２中??所示的原始運動軌跡。在ａｓｕｐ分別取不同值的情況下，擬合出來的運動軌跡雖然??差別并不大，但通過觀察試驗可以分析得出一個規(guī)律，即在擬合運動軌跡的方....

本文編號：3916947