針對無線自組織協(xié)作網(wǎng)絡(luò)時間同步算法同步誤差大及能量消耗高的問題,在分析網(wǎng)絡(luò)時間同步模型基礎(chǔ)上,提出無線自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)作時間同步優(yōu)化算法。該算法利用指數(shù)延遲模型,通過構(gòu)建時間同步似然函數(shù),對成對節(jié)點的時鐘偏移及時鐘漂移進行聯(lián)合估計;對網(wǎng)絡(luò)進行三角剖分,通過染色確定參考節(jié)點,然后參考節(jié)點選取主節(jié)點,利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自適應(yīng)變化實現(xiàn)全網(wǎng)節(jié)點時鐘同步;通過時鐘聯(lián)合估計及自適應(yīng)拓?fù)浣f(xié)作時間同步優(yōu)化算法,其整體執(zhí)行保證節(jié)點通信鏈路時間同步。仿真結(jié)果表明,在所提三角剖分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制下,與傳統(tǒng)分簇拓?fù)湎啾?協(xié)作時間同步優(yōu)化算法在平均同步誤差、同步算法能量消耗方面得到了性能提升。

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【部分圖文】：

圖1傳輸時延分析

令網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的本地時鐘為T(t),t為理想?yún)⒖紩r間。由于晶振的不確定性，第i個節(jié)點的時間模型可以定義為式中:ωi為時鐘漂移(或頻率偏差);φi為時鐘偏移(或相位偏差);εi為隨機噪聲。此時，網(wǎng)絡(luò)中2個節(jié)點(節(jié)點1和節(jié)點2)間的時鐘關(guān)系可以表示為

圖2時鐘偏移統(tǒng)計學(xué)分布

根據(jù)電磁波傳播理論，當(dāng)其在自由空間中傳播時，如果發(fā)射端與接收端在視距范圍之內(nèi)，則可用自由空間傳播模型預(yù)測接收信號的強度。如果發(fā)射端的信源發(fā)射功率為PT，則收發(fā)節(jié)點之間的信號功率關(guān)系為式中:PR為信宿接收功率;λ為載波波長;r為收發(fā)端的距離;AT、AR分別為信源天線和信宿天線的增益....

圖3接收端-接收端同步機制模型

接收端-接收端同步機制模型如圖3所示。節(jié)點R表示參考節(jié)點，為發(fā)送端節(jié)點，負(fù)責(zé)初始化同步協(xié)議，并向在其通信范圍內(nèi)的接收端節(jié)點S和M廣播信標(biāo)包，其中:節(jié)點M為主節(jié)點，該節(jié)點與參考節(jié)點R實現(xiàn)雙向通信，接收節(jié)點R發(fā)送的廣播信標(biāo)包，并向節(jié)點S發(fā)送同步信息;節(jié)點S為從節(jié)點，通過接收參考節(jié)點R....

圖4時間信息交互模型

式中:td為傳播過程的固定時延;ω為時鐘漂移;φ為時鐘偏移;ΓS2、ΓS3一般為符合高斯分布的隨機噪聲。由上述模型，給出一種指數(shù)模型估計的一般似然函數(shù)形式:

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