基于復雜網絡理論的無線傳感器網絡同步技術研究.pdf

1、同步技術是無線傳感器網絡重要支撐技術之一，無線傳感器網絡的拓撲生成機制及其自組織演化模型是網絡覆蓋與連通、同步、拓撲控制、位置路由等關鍵技術的重要基礎。復雜網絡是有著復雜拓撲結構和動力行為的大規(guī)模網絡，它是由大量節(jié)點通過節(jié)點之間的邊相互連接而構成的一種圖結構。復雜網絡理論描述了復雜網絡系統(tǒng)的演化規(guī)律、演化機制以及整體動態(tài)行為，為各種互不相同的復雜網絡提供了普適研究方法。將復雜網絡理論應用于無線傳感器網絡相關問題的研究己經成為該研究領域里

2、的一個熱點。復雜網絡的同步理論為基于小世界網絡理論的無線傳感器網絡模型的同步技術研究提供了一種新的思路和方法，其結論具有重要的理論意義。
　　論文討論了無線傳感器網絡的組成結構、協(xié)議棧和關鍵技術。針對信息傳輸延遲和接收時間不精確會影響無線傳感器網絡時間同步的問題，設計了一種改進的TPSN時間同步算法。對每個接收節(jié)點的時間值做最大似然估計，從而最接近原始時間值，根據每個節(jié)點接收數據時的時鐘誤差，得到系統(tǒng)的時鐘誤差，以獲得更精確的同步

3、時鐘偏移量。仿真結果表明，該算法在不改變原有同步機制、不增加較大能耗的情況下，能夠提高同步精度。
　　論文介紹了復雜網絡理論的發(fā)展歷程及其應用領域。分析了復雜網絡幾種基本拓撲模型及其主要特征參數。針對無線傳感器網絡具有的復雜網絡特性，討論了復雜網絡與無線傳感器網絡的相關特征，闡述了利用復雜網絡理論研究無線傳感器網絡性質的可行性?；趶碗s網絡理論對無線傳感器網絡的特征度量進行分析，主要包括：節(jié)點度分布、聚類系數和平均路徑長度，并且在

4、Matlab平臺上仿真驗證。
　　論文還將復雜網絡的同步理論引入基于小世界網絡理論的無線傳感器網絡模型的同步技術中，分析了無線傳感器網絡的同步條件，通過構造耦合矩陣A，求得其特征向量和特征根，取其第二大特征根2(,)pN進行研究，分析其與隨機加邊概率p和節(jié)點個數N的關系，最后用Matlab軟件仿真表明該網絡模型的同步性能與隨機加邊概率p和網絡規(guī)模有關。網絡規(guī)模一定時，隨機加邊概率p從0變化到1，2(,)pN不斷變小到最后趨于N，同