多普勒辅助水下传感器网络时间同步机制研究

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017002

通信学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (1): 9-15.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2017002

多普勒辅助水下传感器网络时间同步机制研究

冯晓宁¹,王卓²,朱晓龙¹,张文¹

¹ 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院，黑龙江哈尔滨 150001
² 哈尔滨工程大学水下机器人技术国防科技重点实验室，黑龙江哈尔滨 150001

修回日期:2016-11-18 出版日期:2017-01-01 发布日期:2017-01-23
作者简介:冯晓宁（1976-），男，山东临朐人，博士，哈尔滨工程大学副教授、硕士生导师，主要研究方向为水下传感器网络、分布式仿真与计算、核能仿真与安全。|王卓（1977-），女，北京人，博士，哈尔滨工程大学副教授、博士生导师，主要研究方向为水下机器人、智能水下组网。|朱晓龙（1990-），男，山东胶南人，哈尔滨工程大学硕士生，主要研究方向为水下传感器网络时间同步。|张文（1990-），女，黑龙江双城人，哈尔滨工程大学硕士生，主要研究方向为水下传感器网络定位技术。
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(61672181);国家自然科学基金资助项目(51679058);黑龙江省自然科学基金项目资助(F2016005)

Doppler auxiliary time synchronization algorithm for underwater acoustic sensor network

Xiao-ning FENG¹,Zhuo WANG²,Xiao-long ZHU¹,Wen ZHANG¹

¹ College of Computer Science and Technology,Harbin Engineering University，Harbin 150001,China
² National Key Laboratory of Science and Technology on Autonomous Underwater Vehicle,Harbin Engineering University,Harbin 150001,China

Revised:2016-11-18 Online:2017-01-01 Published:2017-01-23
Supported by:
The National Natural Science Foundation of China(61672181);The National Natural Science Foundation of China(51679058);The Natural Science Founda-tion of Heilongjiang Province(F2016005)

摘要/Abstract

摘要：

研究了水下传感器网络（UWSN）时间同步算法。针对水下环境中声信号传播时延长、节点移动性等特点给时间同步带来的问题，基于多普勒原理提出了一种分布式时间同步算法(NU-Sync)，通过计算相对速度解决由节点移动导致传播时延不确定的问题，利用自主式水下潜器作为信标节点，通过不断广播时间信息的方式计算时钟频率偏斜，节省网络的能量消耗。仿真实验表明，与现有算法相比，NU-Sync能够实现较高的同步精度。

关键词: 水下传感器网络, 时间同步, 多普勒方法, 传播时延

Abstract:

Time synchronization problem in underwater acoustic sensor networks (UWSN) was studied.Due to the propagation of acoustic signals in underwater environment and nodes movement bring some problems to time synchronization.A distributed time synchronization algorithm was proposed based on Doppler method,called NU-Sync.NU-Sync solved the problem of uncertainty propagation delay caused by nodes movement through calculating relative velocity.And autonomous underwater vehicle (AUV) was used as beacon node which can save energy consumption in the process of calculation clock skew.Simulation resulted show NU-Sync achieves high level time synchronization precision.

Key words: UWSN, time synchronization, Doppler method, propagation delay

中图分类号:

TP393.17

冯晓宁,王卓,朱晓龙,张文. 多普勒辅助水下传感器网络时间同步机制研究[J]. 通信学报, 2017, 38(1): 9-15.

Xiao-ning FENG,Zhuo WANG,Xiao-long ZHU,Wen ZHANG. Doppler auxiliary time synchronization algorithm for underwater acoustic sensor network[J]. Journal on Communications, 2017, 38(1): 9-15.

图/表 6

图1

图2

图3

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参考文献 13

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多普勒辅助水下传感器网络时间同步机制研究

Doppler auxiliary time synchronization algorithm for underwater acoustic sensor network

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