能量最佳分簇水下聲傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步研究

王 碩，高明生，徐 寧

(河海大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 常州 213002)

能量最佳分簇水下聲傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步研究

王 碩，高明生，徐 寧

(河海大學(xué) 物聯(lián)網(wǎng)工程學(xué)院，江蘇 常州 213002)

時(shí)鐘同步技術(shù)不僅是水下傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)協(xié)同工作的基礎(chǔ)問題也是必要條件。與陸地傳感器網(wǎng)絡(luò)不同，電磁波在水下傳播受到的衰減嚴(yán)重，而水聲信道帶寬窄且信號(hào)傳播速率低，在水下傳播具有很大的時(shí)延，給水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)鐘同步帶來了諸多挑戰(zhàn)。文中研究了水下傳感器網(wǎng)絡(luò)的分簇技術(shù)，在此基礎(chǔ)上提出傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步算法。該算法將時(shí)間同步分為簇間節(jié)點(diǎn)同步和簇內(nèi)同步兩個(gè)過程，通過求數(shù)學(xué)期望的方法計(jì)算求得最佳的簇?cái)?shù)值，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)分簇的個(gè)數(shù)為最佳簇?cái)?shù)時(shí)，全網(wǎng)絡(luò)的能耗達(dá)到最低并延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。MATLAB仿真結(jié)果表明，與MU-Sync時(shí)間同步算法相比，基于能量最佳分簇的水下聲傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法能耗低且精度高，顯示出最佳分簇時(shí)鐘同步算法的優(yōu)點(diǎn)。

水下傳感器網(wǎng)絡(luò)；分簇技術(shù)；時(shí)鐘同步；能量

0 引 言

隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展，當(dāng)前水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究已經(jīng)受到學(xué)術(shù)界的高度重視[1]。由于傳感器節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的精確讀取與處理(如對(duì)某事件的監(jiān)測(cè)和對(duì)設(shè)定目標(biāo)的定位)以及數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸(如數(shù)據(jù)包調(diào)度和節(jié)點(diǎn)喚醒機(jī)制)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，因此實(shí)現(xiàn)水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)精確的時(shí)間同步是保證傳感器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的根本要求[2]。……