本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時鐘同步方法研究

  更多相關(guān)文章： 時鐘同步 參數(shù)估計 自適應(yīng)濾波 分布式同步

【摘要】：在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中,各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點由于成本限制其裝備的時鐘精度均有限,伴隨著時間的推移各節(jié)點時鐘之間的差異會越來越大,且隨著網(wǎng)絡(luò)的大型化,這一現(xiàn)象會越來越嚴重。然而,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的許多重要基本功能,都要求網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點保持相對統(tǒng)一的時間刻度,所以目前關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時鐘同步問題越來越得到重視。本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的單跳時鐘同步以及全網(wǎng)時鐘同步問題,圍繞時不變時鐘模型以及時變時鐘模型這兩類時鐘模型進行了研究。在進行算法研究之前,首先介紹了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時鐘的建模方式,包括時不變的時鐘模型,以及時變的二階、三階線性時變模型,并通過仿真研究了時變模型的特性；介紹了三種時鐘同步中主流的節(jié)點間信息交互方式,并基于其中的發(fā)送者—接收者雙向同步展開對時鐘同步算法的后續(xù)研究。在針對時不變時鐘模型的時鐘同步算法研究中,本文首先研究了最大似然估計(Maximum Likelihood Estimation, MLE)算法在時鐘同步中的應(yīng)用。然后,針對其運算量較大的問題研究了一種改進的MLE算法,并通過仿真實驗對比了兩種MLE算法的時鐘同步性能。接下來,將遞歸最小二乘(Recursive Least Square, RLS)算法以及一種改進的ERLS-DCD算法(Exponentially weighted RLS algorithm with Dichotomous Coordinate Descent)引入到時鐘同步中,并仿真對比了兩種算法的同步性能。然后,本文研究了基于時變時鐘模型的自適應(yīng)時鐘同步算法。首先,推導(dǎo)了自適應(yīng)時鐘同步的狀態(tài)方程以及觀測方程,然后介紹了卡爾曼濾波算法以及H∞濾波算法并將其引入至?xí)r鐘同步中,通過仿真實驗驗證了兩種算法的時鐘同步性能。最后,本文還研究了全網(wǎng)絡(luò)的時鐘同步算法。首先,研究了層級樹式的全網(wǎng)時鐘同步方式,并通過實驗對比了卡爾曼濾波算法以及H∞濾波算法在層級樹式同步框架下各層級的同步誤差。接下來,介紹了全分布式的Consensus全網(wǎng)時鐘同步算法并仿真研究了該算法的同步性能,然后針對該算法對傳輸延時敏感的缺點,提出了一種改進的Consensus同步算法,并在仿真實驗中對兩種算法在有傳輸延時條件下的性能進行了對比,結(jié)果表明改進的Consensus算法的精度要高于原算法。
【關(guān)鍵詞】：時鐘同步 參數(shù)估計 自適應(yīng)濾波 分布式同步
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容13-15
• 第二章 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點時鐘模型研究15-26
• 2.1 時不變時鐘模型15-16
• 2.2 時變時鐘模型16-25
• 2.2.1 二階時變線性模型16-20
• 2.2.2 三階時變線性模型20-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 第三章 基于時不變時鐘模型的同步方法研究26-47
• 3.1 時鐘同步中的信息傳輸延時26-27
• 3.2 三種時鐘同步機制的介紹27-31
• 3.2.1 發(fā)送者—接收者時鐘雙向同步27-29
• 3.2.2 發(fā)送者—接收者單向同步29-30
• 3.2.3 接收者—接收者同步30-31
• 3.3 基于時不變時鐘的同步算法研究31-45
• 3.3.1 采用MLE算法進行時鐘同步31-36
• 3.3.2 采用RLS算法進行時鐘參數(shù)估計36-38
• 3.3.3 采用ERLS-DCD算法進行時鐘同步38-45
• 3.4 本章總結(jié)45-47
• 第四章 基于時變時鐘模型的同步方法研究47-57
• 4.1 自適應(yīng)時鐘同步系統(tǒng)模型47-50
• 4.1.1 二階節(jié)點與準確時鐘的同步模型48-49
• 4.1.2 二階節(jié)點與三階節(jié)點間同步模型49-50
• 4.2 自適應(yīng)的同步算法50-53
• 4.2.1 卡爾曼濾波算法50-51
• 4.2.2 H_∞濾波算法51-53
• 4.3 仿真實驗53-56
• 4.4 本章總結(jié)56-57
• 第五章 全局時鐘同步研究57-74
• 5.1 層級樹式全網(wǎng)時鐘同步57-62
• 5.1.1 層級樹式時鐘同步57-59
• 5.1.2 仿真實驗59-62
• 5.2 分布式Consensus全網(wǎng)時鐘同步62-70
• 5.2.1 Consensus相位同步63-65
• 5.2.2 Consensus頻率同步65-66
• 5.2.3 仿真實驗66-70
• 5.3 改進的Consensus全網(wǎng)時鐘同步70-73
• 5.3.1 改進Consensus算法的推導(dǎo)70-71
• 5.3.2 仿真實驗71-73
• 5.4 本章總結(jié)73-74
• 第六章 總結(jié)與展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻77-81
• 攻碩期間取得的研究成果81

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 秦曉懿,王瀚晟,曾烈光;一種新型通用全數(shù)字時鐘勻滑技術(shù)[J];電子學(xué)報;2001年09期

2 常波,鐘家騏;局部分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)物理時鐘同步研究[J];中國測試技術(shù);2004年05期

3 王娜;慕德俊;;分布式試驗系統(tǒng)管理中的時鐘同步技術(shù)研究[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2006年12期

4 朱進軍;何梁;張曉光;;射頻拉遠模塊中軟件時鐘鎖相的實現(xiàn)方法[J];無線電工程;2007年04期

5 張新;李偉章;;時鐘與時間同步系統(tǒng)及其前景探討[J];中國新通信;2009年03期

6 章涵;馮冬芹;褚健;;基于路徑加權(quán)反饋的工業(yè)環(huán)網(wǎng)時鐘同步方法[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2010年05期

7 王波;呂俊偉;于振濤;;基于推后補償?shù)臅r鐘同步算法研究[J];微計算機應(yīng)用;2011年01期

8 金偉;李瑞民;;網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時鐘同步系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J];廣播與電視技術(shù);2011年04期

9 蘇筱娟;太空中的時鐘同步[J];國外科技動態(tài);2000年08期

10 趙英,潘立登;異步環(huán)境中基于時鐘精度差的時鐘同步[J];計算機工程;2004年18期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙英;李杏;;基于熵優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)時鐘調(diào)整策略[A];CCF NCSC 2011——第二屆中國計算機學(xué)會服務(wù)計算學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

2 李照濤;;時鐘同步在聯(lián)通移動網(wǎng)中的應(yīng)用[A];2007年中國通信學(xué)會“移動增值業(yè)務(wù)與應(yīng)用”學(xué)術(shù)年會論文集[C];2007年

3 賈允毅;胥布工;王世華;劉步春;;端對端網(wǎng)絡(luò)時鐘漂移補償算法研究及其實現(xiàn)[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

4 鄧杰瑩;;天文時鐘基站高精度時間統(tǒng)一的設(shè)計與應(yīng)用[A];2013年中國電機工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

5 柏長冰;陳啟美;王俊;;江蘇高速公路通信網(wǎng)時鐘問題的研究[A];第一屆全國公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集智能交通與機電工程卷[C];2002年

6 張鵬;王少榮;程時杰;;基于GPS的高精度同步時鐘裝置的研制[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

7 熊俊;陳永洲;;MESH型時鐘路由算法[A];中國通信學(xué)會第五屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

8 羅旭明;李連興;;實現(xiàn)全網(wǎng)時鐘同步的方法與意義[A];2012電力行業(yè)信息化年會論文集[C];2012年

9 袁藝;趙衛(wèi)華;楊孟飛;;時鐘初始同步問題的軟件方法實現(xiàn)[A];全國第十二屆空間及運動體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

10 周書民;趙明;孫亞民;;基于本地時鐘選擇的時鐘同步算法[A];中國系統(tǒng)仿真學(xué)會第五次全國會員代表大會暨2006年全國學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 河北 劉慧麗;利用“宏”解決時鐘同步問題[N];電子報;2009年

2 卜哲 劉述;TDMoIP：過渡技術(shù)面臨挑戰(zhàn)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2005年

3 胡昌軍;PTN同步需求及相關(guān)技術(shù)[N];人民郵電;2008年

4 中國工程物理研究院計算機應(yīng)用研究所 胥永康 岳筱玲;客戶機與服務(wù)器的時鐘同步[N];計算機世界;2002年

5 中興通訊 高輝;IP成就移動業(yè)務(wù)承載未來[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2010年

6 中國移動通信集團公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化處 陳莉華;移動BSC與BTS的定時技術(shù)的一點調(diào)查和思考[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2002年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王康;網(wǎng)絡(luò)精密授時若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中國科學(xué)院研究生院（國家授時中心）;2015年

2 莊曉燕;分布式測試系統(tǒng)時鐘網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與同步算法研究[D];電子科技大學(xué);2013年

3 何建平;基于一致性的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時鐘同步算法研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 陳健;以太分組網(wǎng)絡(luò)時鐘同步技術(shù)研究及應(yīng)用[D];上海大學(xué);2008年

5 趙英;基于異步網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的自適應(yīng)時鐘同步[D];北京化工大學(xué);2004年

6 龔曉春;分布式微型航天器的時鐘同步研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

7 龐麗莉;無線網(wǎng)絡(luò)儀器的時鐘同步、定位及數(shù)據(jù)安全存儲算法研究[D];吉林大學(xué);2013年

8 李本亮;基于無線局域網(wǎng)的分布式測試系統(tǒng)實時性及時鐘同步研究[D];電子科技大學(xué);2011年

9 葉菁華;高速串行數(shù)據(jù)發(fā)送器的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2005年

10 尹汝潑;面向控制網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問控制相關(guān)問題研究[D];上海交通大學(xué);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 黃益信;基于Ethernet POWERLINK的分布式時鐘同步研究及其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2015年

2 曹智敏;嵌入式音頻網(wǎng)絡(luò)同步傳輸系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

3 馬v浽，

本文編號：795901