无线传感器网络洪泛时间同步协议的研究

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1、万方数据独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。

2、本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日期：导师签名：日期：万方数据万方数据摘要摘要无线传感器网络是一种典型的分布式网络系统，起着连接现实世界和计算机虚拟世界的桥梁作用，其自身协议的运行和应用（比如数据融合、节点定位以及TDMA调度等）都离不开时间同步。为了准确有效地调整本地时钟，必须提供一个合适的无线传感器

3、网络时间同步协议。无线传感器网络的洪泛时间同步协议（FTSP）综合考虑了能量感知、可扩展性、鲁棒性、稳定性和收敛性等方面的同步要求，与经典的RBS、TPSN、DMTS时间同步协议相比具有较大的优势，能够满足无线传感器网络的大部分应用要求和性能指标。然而，由于传感器网络自身条件的限制，该协议还有一定的缺陷。针对不同的情况，本文分别对其进行了改进：1、对于一个节点密度较大的无线传感器网络来说，采用洪泛广播模式发送同步信息时，所有节点都要参与转发才能使同步信息从根节点扩散至全部节点以达到全网同步，容易造成广播风暴和信息冗余。因此，本文引入了连通支配集（CDS）的方法对FTS

4、P协议进行改进。首先对Yao-PinTsai等学者提出的连通支配集算法进行优化，使之在通信和计算复杂度不变的情况下，连通支配度更小，然后基于此算法构造虚拟骨干网来限制FTSP协议的洪泛广播，即选择CDS中的节点作为骨干节点转发同步信息，CDS外的节点只接收而不再转发同步信息。仿真结果表明改进后的FTSP协议减少了同步消息发送的次数和广播风暴问题，大幅降低了网络中的能量消耗2、FTSP协议利用线性回归的方法来估算本地时间与全局时间之间的时间漂移和偏移，然而由于网络拥塞、节点的时钟跳变以及各次观测数据的精度不同，无线传感器网络中经常出现异常同步数据的情况，此时用普通最小二

5、乘法（OLS）进行线性回归容易受到异常数据点的影响，估计的时间漂移率“失真”较大。因此，本文引入了加权最小二乘法（WSL）对FTSP协议进行改进，即在线性回归过程中，对于所测得的数据，选择可信度高的给予较大的权重，可信度低的给予较小的权重。仿真结果表明改进后的FTSP协议减少了异常数据点对回归估计的影响，有效地提高了时间漂移率估计的精度。关键词：无线传感器网络；FTSP；连通支配集；加权最小二乘法-I-万方数据AbstractAbstractWirelesssensornetworkisatypicaldistributednetworksystem,whichisa

6、bridgetoconnecttherealworldwithvirtualcomputerworld.Itsprotocoloperationandapplication(suchasdatafusion,nodepositioningandTDMAscheduling)areinseparablefromthetimesynchronization.Inordertoaccuratelyandeffectivelyadjustthelocalclock,it’snecessarytoprovideasuitabletimesynchronizationprotoc

7、olforwirelesssensornetworks.Floodingtimesynchronizationprotocolofwirelesssensornetworkcomprehensivelyconsideratessynchronizationrequirementsofenergyaware,scalability,robustness,stabilityandconvergence.ComparingwiththeclassicaltimesynchronizationprotocolsuchasRBS,TPSNandDMTS,itp