无线传感器网络低复杂度同步技术研究.doc
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无线传感器网络低复杂度同步技术研究,2.14万字自己原创的毕业论文，已经通过校内系统检测，重复率低，仅在本站独家出售，大家放心下载使用摘 要 时间同步是无线传感器网络的一项重要支撑技术，无线传感器网络的许多应用和关键技术都是以网络中传感器节点保持时间同步为基础的。本文在前人研究的基础上对无线传感器网络的时间同步技术进行具...
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无线传感器网络低复杂度同步技术研究
2.14万字
自己原创的毕业论文，已经通过校内系统检测，重复率低，仅在本站独家出售，大家放心下载使用
摘 要
时间同步是无线传感器网络的一项重要支撑技术，无线传感器网络的许多应用和关键技术都是以网络中传感器节点保持时间同步为基础的。
本文在前人研究的基础上对无线传感器网络的时间同步技术进行具体的研究、讨论研究无线传感器网络时间同步算法的必要性、系统的时钟同步模型、同步技术及分类，分析各种同步机制并进行比较。重点研究的是LTS（Lightweight tree - based synchronization）同步算法，这是针对低精确度要求的应用环境而研究的一种算法。 LTS同步机制主要目的是降低无线传感器网络传感器节点在同步过程中的复杂度和成本。本文阐述LTS算法设计思想、原理并对能耗、精度、鲁棒性等问题进行分析，针对此算法中潜在的不够节能的方面进行改进，实现算法的优化。
本文在NS-2网络环境仿真平台下，设计实现 LTS 算法和改进的LTS算法，并对结果进行对比分析。从进行同步的数目、树状拓扑的深度、精度这三个指标来分析对比算法在节能方面的效果，有效地验证改进算法的优越性，同时验证算法中树状拓扑的深度与同步精度满足线性关系。
关键词：无线传感器网络，时间同步算法，LTS算法，NS-2
Study of Low-complexity Synchronization in Wireless Sensor Network
Abstract
Time synchronization is an importantly supportive technology in wireless sensor network. Many applications and other key technologies are all based on the presupposition that all nods in the network have the same time.
Based on the existing theories and Productions, this dissertation is to further research on time synchronization of WSNs, analyze the need to time synchronization algorithm of WSNs, clock model, synchronization classification, and discuss several time synchronization mechanisms and make comparison.Then the lightweight tree-based synchronization (LTS), which is used for the environment where The demand of accuracy is low, is especially analyzed.The main purpose of LTS synchronization mechanism is to reduce the complexity and cost in the process of synchronizing for the wireless sensor network sensor node.In this paper the LTS algorithm design ideas, principle are introduced and the energy consumption, precision and robustness are analyzed detailedly.In order to reduce energy communication, LTS is improved in this paper.
By using NS-2 emulator,the LTS and improved algorithm are executed.By comparing the simulation results in terms of the number of the synchronization,the depth of the spanning tree, accuracy,we can see the improved algorithm reduces the energy consumption of synchronization,and at the same time, the accuracy of synchronization deteriorates linearly asthe depth of the spanning tree increases.
Key words: wireless sensor network，Time synchronization，LTS,NS-2
目录
第一章 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2 无线传感器网络概述 1
1.2.1 无线传感器网络的组成 1
1.2.2 无线传感器网络协议栈 2
1.2.3 无线传感器网络的特点及面临挑战 3
1.2.4 无线传感器网络的应用 3
1.3 无线传感器网络时间同步 4
1.4 国内外研究现状 4
1.5 论文的主要工作和组织结构 5
第二章 传感器网络时间同步综述 6
2.1 时间同步的必要性和要求 6
2.2 时间同步的基本原理 7
2.3 典型的时间同步算法 8
2.3.1 参考广播时间同步协议—RBS 8
2.3.2 传感器网络时间同步协议—TPSN 9
2.3.3 洪泛广播时间同步协议—FTSP 10
2.4 传感器网络时间同步协议分析比较 10
2.5 小结 11
第三章 低复杂度时间同步（LTS）算法的研究和改进 12
3.1 LTS 算法设计目标 12
3.2 集中式多跳同步算法 13
3.2.1 算法描述和流程 13
3.2.2 算法分析 14
3.3 分布式多跳同步算法 17
3.3.1 算法描述和流程 17
3.3.2 避免循环问题分析 17
3.3.3 分布式多跳同步算法改进 18
3.4 小结 18
4.1 NS2仿真平台 19
4.1.1 NS-2 原理概述 19
4.1.2 使用NS-2进行网络仿真的一般过程 19
4.2 时间同步算法的仿真实验 20
4.2.1 扩展NS-2构件库添加WSN时间同步协议 20
4.2.2 仿真参数配置 22
4.3 仿真结果与分析 24
4.4 小结 28
致谢 30
参考文献 31
2.14万字
自己原创的毕业论文，已经通过校内系统检测，重复率低，仅在本站独家出售，大家放心下载使用
摘 要
时间同步是无线传感器网络的一项重要支撑技术，无线传感器网络的许多应用和关键技术都是以网络中传感器节点保持时间同步为基础的。
本文在前人研究的基础上对无线传感器网络的时间同步技术进行具体的研究、讨论研究无线传感器网络时间同步算法的必要性、系统的时钟同步模型、同步技术及分类，分析各种同步机制并进行比较。重点研究的是LTS（Lightweight tree - based synchronization）同步算法，这是针对低精确度要求的应用环境而研究的一种算法。 LTS同步机制主要目的是降低无线传感器网络传感器节点在同步过程中的复杂度和成本。本文阐述LTS算法设计思想、原理并对能耗、精度、鲁棒性等问题进行分析，针对此算法中潜在的不够节能的方面进行改进，实现算法的优化。
本文在NS-2网络环境仿真平台下，设计实现 LTS 算法和改进的LTS算法，并对结果进行对比分析。从进行同步的数目、树状拓扑的深度、精度这三个指标来分析对比算法在节能方面的效果，有效地验证改进算法的优越性，同时验证算法中树状拓扑的深度与同步精度满足线性关系。
关键词：无线传感器网络，时间同步算法，LTS算法，NS-2
Study of Low-complexity Synchronization in Wireless Sensor Network
Abstract
Time synchronization is an importantly supportive technology in wireless sensor network. Many applications and other key technologies are all based on the presupposition that all nods in the network have the same time.
Based on the existing theories and Productions, this dissertation is to further research on time synchronization of WSNs, analyze the need to time synchronization algorithm of WSNs, clock model, synchronization classification, and discuss several time synchronization mechanisms and make comparison.Then the lightweight tree-based synchronization (LTS), which is used for the environment where The demand of accuracy is low, is especially analyzed.The main purpose of LTS synchronization mechanism is to reduce the complexity and cost in the process of synchronizing for the wireless sensor network sensor node.In this paper the LTS algorithm design ideas, principle are introduced and the energy consumption, precision and robustness are analyzed detailedly.In order to reduce energy communication, LTS is improved in this paper.
By using NS-2 emulator,the LTS and improved algorithm are executed.By comparing the simulation results in terms of the number of the synchronization,the depth of the spanning tree, accuracy,we can see the improved algorithm reduces the energy consumption of synchronization,and at the same time, the accuracy of synchronization deteriorates linearly asthe depth of the spanning tree increases.
Key words: wireless sensor network，Time synchronization，LTS,NS-2
目录
第一章 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2 无线传感器网络概述 1
1.2.1 无线传感器网络的组成 1
1.2.2 无线传感器网络协议栈 2
1.2.3 无线传感器网络的特点及面临挑战 3
1.2.4 无线传感器网络的应用 3
1.3 无线传感器网络时间同步 4
1.4 国内外研究现状 4
1.5 论文的主要工作和组织结构 5
第二章 传感器网络时间同步综述 6
2.1 时间同步的必要性和要求 6
2.2 时间同步的基本原理 7
2.3 典型的时间同步算法 8
2.3.1 参考广播时间同步协议—RBS 8
2.3.2 传感器网络时间同步协议—TPSN 9
2.3.3 洪泛广播时间同步协议—FTSP 10
2.4 传感器网络时间同步协议分析比较 10
2.5 小结 11
第三章 低复杂度时间同步（LTS）算法的研究和改进 12
3.1 LTS 算法设计目标 12
3.2 集中式多跳同步算法 13
3.2.1 算法描述和流程 13
3.2.2 算法分析 14
3.3 分布式多跳同步算法 17
3.3.1 算法描述和流程 17
3.3.2 避免循环问题分析 17
3.3.3 分布式多跳同步算法改进 18
3.4 小结 18
4.1 NS2仿真平台 19
4.1.1 NS-2 原理概述 19
4.1.2 使用NS-2进行网络仿真的一般过程 19
4.2 时间同步算法的仿真实验 20
4.2.1 扩展NS-2构件库添加WSN时间同步协议 20
4.2.2 仿真参数配置 22
4.3 仿真结果与分析 24
4.4 小结 28
致谢 30
参考文献 31
