面向多跳无线传感网的IEEE 1588 PTP时间同步优化

有关时间同步的文献, 以及作者之前的研究工作，均表明基于卡尔曼滤波的IEEE 1588 PTP在单跳时间同步中有很高的同步精度和稳定性。在OMNet++仿真平台上，验证了基于卡尔曼滤波的IEEE 1588 PTP在多跳无线传感器网络中的性能，仿真结果表明：在多跳无线传感器网络中，相比于无卡尔曼滤波伺服的IEEE 1588 PTP，基于卡尔曼滤波的IEEE 1588 PTP有更高的同步精度和稳定性，更少的误差传递性，此外，对不同时钟的性能分析也表明：基于卡尔曼滤波的IEEE 1588 PTP 在真实的无线传感器网络中有更好的适应性能。
     

IEEE1588授时系统同步性能的测试与分析

由于许多应用领域对高精度网络时钟同步系统的需求,让IEEE1588标准精确时间同步协议（PTP）具有了巨大的发展潜力.该文首先对IEEE1588高精度时间同步的原理进行了阐述,然后分析了时间戳的生成方式.最后以自行开发研制的授时服务器和时间同步从设备为平台,测试与分析了软件时间戳和硬件时间戳下的时间同步性能.     

一种基于超帧机制的Zigbee时间同步算法研究与实现

对于几乎所有无线传感器网络应用来说,时间同步是非常重要的.由于无线传感器网络的多节点、低功耗等特点,一种合适的时间同步算法的实现尤为关键.以自主研发的硬件平台为基础,设计并实现了一种适用于Zigbee无线通信协议的单跳和多跳网络的时间同步算法,并给出了详细的算法分析及实现流程.实验结果表明所提出的时间同步算法在Zigbee单跳及多跳信标网络中均有良好的性能表现,满足了Zigbee协议低功耗、高同步精度的要求,在实现Zigbee休眠节能机制的同时,算法达到了较高的时间同步精度.     

无线传感器网络时间同步CS-TPSN算法研究与仿真

无线传感器网络TPSN(Timing-Sync Protocol for Sensor Network)算法采用中心节点与子节点的双向通信,并通过交换时间信息和计算偏差值,实现无线传感器网络时间同步,有较高的时钟同步精度。但当系统中传感器密度较大时,节点同步跳数将明显增加,在影响同步精度的同时,增加了节点能量消耗。该研究提出了CS-TPSN算法,通过在节点层间进行拓扑结构改进,减少报文数量,优化层内和层间设计,降低算法开销,实现了基于OPNET的建模和仿真分析。     

基于IEEE 1588协议的网络时钟同步系统

提出一种基于IEEE1588协议和卫星授时的局域网内时间同步方案,将FC3180微控制器作为设备的核心控制单元,结合相应的硬件单元实现IEEE1588协议,将通过授时模块获取的卫星上的时间作为基准时间.IEEE1588将此基准时间分布到局域网中,并将各个从时钟设备的时间同步到基准时间源上.实验结果表明,该方案能够实现亚微秒级别的时间同步精度,达到了IEEE1588协议规定的精度,能够满足大部分应用系统对时间同步的要求,具有一定的应用价值.     

基于负载均衡分簇的无线传感器网络目标跟踪算法

针对无线传感器网络目标跟踪算法节点负载不均衡的现状,结合非线性模型下目标跟踪的研究,提出一种基于负载均衡分簇的无线传感器网络目标跟踪算法.采用分簇时选出高能量簇首,簇间通信时通过辅助簇首多跳通信,在跟踪目标时使用分布式扩展卡尔曼滤波的方法.仿真结果表明:本文算法在多次分簇后有效减少了死亡节点数量降低了节点剩余能量差,与分布式卡尔曼滤波相比降低了跟踪误差.该算法均衡了无线传感器网络节点的负载并提高了非线性模型下目标跟踪的精度,在有限的资源下增加了目标跟踪算法的可靠性.     

基于卡尔曼滤波的Link-22数据链网络时间同步算法

为了维持网络正常运行,Link-22数据链所采用的时分多址接入协议必须要求高精度的网络时间同步,传统的RTT算法降低了系统的实时性,PTP算法增大了系统的网络负担,且2种算法都忽略了延迟抖动以及获取时间戳带来的误差,导致时间同步精度低。基于此,文中提出了一种基于卡尔曼滤波的RTT-PTP算法,该算法在不影响系统的实时性以及不增加网络开销的情况下,利用卡尔曼滤波有效地降低延迟抖动以及不同时间戳精度带来的误差。最后通过仿真验证新算法能够有效地提高系统的时钟精度。     

基于无线网络的IEEE 1588时钟同步算法

时钟同步是无线分布式系统中的一项关键技术。为了补偿无线网络中链路数据速率的动态变化带来的偏移误差并提高时钟同步精度,本文提出了一种基于动态变化的不对称无线传输IEEE 1588时钟同步算法。该算法根据动态变化的无线链路的不对称比来计算主从节点的时钟偏移误差。仿真实验结果表明,从时钟的偏移误差可以减小到10-3 μs,在无线网络中应用该算法能明显提高时钟同步精度。     

萤火虫模型在水下传感器网络时间同步中的新应用

时间同步是传感器网络的基本需求,但在复杂的水下环境中,水下无线传感器网络(underwater wireless sensor networks,UWSNs)的时间同步面临着两大挑战:长传播时延和节点的移动性.将萤火虫同步算法模型应用于水下,提出了水下萤火虫算法机制,利用其良好的相位补偿特点,结合新的动态分簇机制,有效地提高了同步效率,缩短了同步时间.同时,巧妙结合Chirp扩频信号具有较强抗多普勒能力的特点,进一步提高了水下无线传感器网络的同步精度.通过仿真实验,验证了水下萤火虫同步算法的优异性能.     

IEEE1588在电力以太网交换机中的实现

该文介绍了电力以太网交换机的同步情况和IEEE 1588精密时间协议的特点。在此基础上,阐述了IE1588的基本原理,详细介绍了IEEE1588协议的实现方式,对几种时间同步的方式进行了分析,比较了这几种方式的精度,提出了IEEE1588在电力以太网交换机中的实现方法,并举例说明了实际应用。     

基于无线传感节点到达时间差的定位算法设计

针对无线传感器网络节点定位的问题,深入研究了基于节点信号到达时间差的定位算法,为了提高定位的精度采用基于多点的极大似然估计算法实现无线传感器节点精确定位的需求．重点对无线传感器节点定位过程中各节点的时间同步问题进行了详细设计,给出了一种基于无线传感节点到达时间差的定位算法详细设计方案,经仿真测试表明,设计的无线传感节点定位精度在96．7％以上．     

用于无线传感器网络的节能路由模型与仿真

针对多跳无线传感器网络中传感器节点能耗不均衡的问题,本文提出了一种节能路由模型EER,并对模型进行了分析与仿真.EER在网络中动态划分节点簇,动态建立簇头节点到sink点的多跳路由,通过非线性算法控制节点簇的尺寸,采用局部信息汇聚与汇聚信息多跳传递相结合的方式向sink点传递数据,从而达到平衡节点能耗的目的.仿真结果表明,EER在建立无线传感器网络节点到sink点的节能路由、平衡无线传感器网络节点的能耗和延长整个网络生命期等方面,都有较好的性能.与LEACH相比,节点数量下降10%的时间延长了0.9倍.     

基于簇结构稳定的分环多跳路由算法

为了提高大型无线传感器网络的稳定性,延长网络出现首个节点的死亡时间,提出一种基于簇结构稳定的分环多跳路由算法CBSM（Cluster structure stability based Sub-ring algorithm over multi-hop routing）.CBSM算法将监测区域划分为许多固定小区,采用基于节点剩余能量和节点位置的代价函数选择簇头.仿真结果表明,基于簇结构稳定的多跳路由算法,能有效延长网络出现首个节点死亡的时间,提高整个网络的稳定性.     

LXI触发方式研究

LXI仪器一个重要特点是LXI的触发和同步.介绍了LXI定义的一系列触发方式,主要包括:基于命令行的触发方式,局域网消息触发方式,基于时间(IEEE1588)的触发方式,基于LXI触发总线的触发方式.特别对IEEE1588的体系结构,时间同步的具体计算原理,影响同步精度的因素,以及改进措施进行了详细的分析和研究.最后比较了几种触发方式,并给出了它们各自的应用场合.     

无线传感器网络时间同步技术进展

无线传感器网络是由大量部署在无线环境中的传感器设备构成的网络,无线节点间的协同操作要求网络节点维护共同的时间,时间同步是无线传感器网络支撑技术;针对传统分类方法中不能有效体现时间同步算法特点的问题,从信息交换是否存在反馈角度对现有时间同步算法进行了重新分类,同时对同步算法的进展情况作了详细描述;新的分类方法能够有效体现算法同步精度和同步能耗等特性:反馈式时间同步机制在同步精度和同步能耗上都要高于非反馈式时间同步机制;最后总结了现有时间同步算法的缺陷并展望了未来时间同步技术的发展方向。     

一种改进的TPSN时间同步算法的实现

时间同步作为无线传感器网络应用的一项支撑技术,对无线传感器网络的设计和应用都很关键.在满足无线传感器网络时间同步精度要求的前提下,应尽可能节约能源,在对现有的时间同步机制进行分析研究的基础上,给出了一种改进的TPSN时间同步算法.并利用网络仿真器NS2对改进的算法进行仿真验证,取得了满意的结果.     

基于IEEE1588实现电网多时钟源时间同步系统应用的探讨

"北斗一号"用于电网保护装置时钟校准的应用设计,目前已在电网上使用且效果良好,正在引起电力运行部门越来越多的关注。随着电力系统管理和运行自动化程度的提高,电力网的时钟统一性、自主性和安全性的迫切要求,必然要求电网摆脱完全依赖GPS的局面。本文根据电力系统对时钟同步要求高精度和高安全性的原则,提出了一种基于IEEE1588协议实现北斗系统和GPS系统多时钟源的同步方案,采用IEEE1588协议实现时钟的同步,从而实现整个电力网络时钟同步的精度要求和安全要求。     

煤矿井下WSN容错性时间同步算法的实现

为了提高井下时间同步精度,针对无线传感器网络对节点同步精度要求高、鲁棒性强以及时间同步协议普遍容错性较低的特点,提出一种面向煤矿井下的无线传感器网络容错性时间同步算法。该算法结合煤矿井下结构的特殊性,采用动态选举时间基准节点和避免重复发送策略,增强了网络的可扩展性,对于新加入节点可迅速收敛。在洪泛时间同步协议算法的基础上,利用概率统计学中的残差分析理论改进线性回归算法并进行差错判断,剔除井下异常数据点对拟合曲线的影响,抑制由异常数据导致同步误差的大幅度跳变,提升无线传感器网络(WSN)同步算法的容错性和可靠性。实验证明,该算法可在网络拓扑不断变化的情况下达到一定的同步精度,可保持网络稳定性,满足井下同步精度需求。     

同线多跳自组网中的时隙同步问题研究

本文针对当前通信电话通信系统存在的问题，提出了借鉴无线Adhoc网概念构建同线多跳自组网的思路和基本方案．重点讨论了网络的时隙同步问题，提出了一种基于最小ID的时隙同步算法，并在OPNET仿真平台下建模，对同线多跳自组网的网络性能进行了仿真验证。     

无线多跳网络中TCP拥塞控制性能改进策略

将TCP协议应用于无线多跳网络时,由于无线多跳网络的一些固有限制,TCP协议的效率较为低下.据此,提出一种无线多跳网络中TCP性能改进机制.该机制的基本思想是使用往返时间（RTT）,在发送方用自适应的速率调节算法,使用RTT计算相应的发送速率并据此来控制发送速度,从而达到改进拥塞控制的目的.仿真试验结果验证了该算法的有效性,表明新算法可以有效地提高TCP在无线多跳网络中的性能.