结合啁啾信号的水下传感器网络时间同步算法

doi:10.13190/j.jbupt.2016.01.009

北京邮电大学学报 ›› 2016, Vol. 39 ›› Issue (1): 52-57.doi: 10.13190/j.jbupt.2016.01.009

结合啁啾信号的水下传感器网络时间同步算法

金彦亮, 方昌立, 姚彬

1. 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海 200072;
2. 上海大学通信与信息工程学院, 上海 200072

收稿日期:2015-06-10 出版日期:2016-02-28 发布日期:2015-12-08
作者简介:金彦亮(1973-),男,博士,副教授,E-mail:jinyanliang@staff.shu.edu.cn.
基金资助:
上海市科委基金重点资助项目(12511503303,14511105602,14511105902);上海大学特种光纤与光接入网重点实验室开放课题资助项目(SKLSFO2012-04);上海市教委基金资助项目;上海微系统所无线通信与传感器网络重点实验室开放课题资助项目

A Combined Chirp Signal Time-Synchronization Scheme for Mobile Underwater Sensor Networks

JIN Yan-liang, FANG Chang-li, YAO Bin

1. Key Laboratory of Special Fiber Optics and Optical Access Networks of Ministry of Education, Shanghai University, Shanghai 200072, China;
2. School of Communication and Information Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China

Received:2015-06-10 Online:2016-02-28 Published:2015-12-08

摘要/Abstract

摘要：

提出了一种结合啁啾信号时间同步(CCS-Sync)算法,以提高水下传感器网络时间同步性能.在物理层,使用一种结合啁啾信号的序文结构来估计多普勒规模因子.更进一步,提出一个新的由2个阶段组成的信息交换机制.在粗同步阶段,信标节点通过广播去同步普通节点.在此基础上,同步机制通过2次线性回归来估计时钟相位和频率频移.通过这种算法,可以利用移动节点的多普勒效应来减少同步误差,而且仿真实验证明了CCS-Sync算法的良好性能.

关键词: 啁啾信号, 时间同步, 节点移动性, 多普勒频移

Abstract:

This article puts forward a combined chirp signal time synchronization(CCS-Sync) algorithm. In the physical layer, it uses a preamble structure combined with chirp signals to estimate the Doppler scaling factor. Furthermore, the author proposes a message exchange mechanism composed of two phases. In the phase of coarse synchronization, the reference node broadcasts messages to synchronize the ordinary nodes. Based on the first phase, it uses twice linear regression method to estimate the clock skew and offset. With this algorithm, it successfully uses the effect of Doppler between mobility nodes to reduce the synchronization error. The effectiveness of CCS-Sync is validated by the simulation.

Key words: chirp signals, time synchronization, node mobility, Doppler shift

中图分类号:

TN301.6

金彦亮, 方昌立, 姚彬. 结合啁啾信号的水下传感器网络时间同步算法[J]. 北京邮电大学学报, 2016, 39(1): 52-57.

JIN Yan-liang, FANG Chang-li, YAO Bin. A Combined Chirp Signal Time-Synchronization Scheme for Mobile Underwater Sensor Networks[J]. JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOM, 2016, 39(1): 52-57.

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结合啁啾信号的水下传感器网络时间同步算法

A Combined Chirp Signal Time-Synchronization Scheme for Mobile Underwater Sensor Networks

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