《確定網路拓撲條件下的協同同步理論及技術研究》是依託廈門大學，由楊琦擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：確定網路拓撲條件下的協同同步理論及技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊琦
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
協同同步是分散式系統的支撐技術之一，其研究具有重要意義。無線自組織網路是未來個人通信核心技術之一，它具有多跳、無中心的特點，如何實現節點間的協同同步是一個技術難點。目前，關於複雜系統同步的研究成果大多是通過改變網路拓撲結構來提高同步能力，難以直接套用於動態變化的分散式通信網路。課題旨在研究被動確定網路拓撲條件下的協同同步理論與技術，提出一種分散式、並行計算的協同同步方法，並建立理論模型分析相關性能；擬分析其收斂性能以及影響收斂速度的因素，研究在網路拓撲動態變化下的收斂條件；並且，提出在被動接受網路拓撲的條件下，通過自適應耦合來提高同步能力的方法；考慮晶振時鐘不一致和晶振時鐘漂移等因素引起的偏移，分析協同同步方法的有效性和可靠性。並且，根據節點異常等實際情況，研究相應的抗同步干擾技術。研究成果將對複雜網路的同步規律及若干性質分析做出實際貢獻，為多跳無線網路的協同同步提供相應的理論基礎。
結題摘要
協同同步是分散式系統的支撐技術之一，其研究具有重要意義。無線自組織網路是未來個人通信核心技術之一，它具有多跳、無中心的特點，如何實現節點間的協同同步是一個技術難點。項目研究被動確定網路拓撲條件下的協同同步理論與技術，取得了以下成果：（1）提出了一種分散式、並行的協同同步新方法。該算法只利用鄰居節點之間的時間偏差來計算本地節點的時間調整量，從而調整時間基準以達到全網時鐘同步。在此基礎上，推導並證明了該算法的收斂性，仿真結果表明該算法能以較快的收斂速度達到全網同步。通過對分散式協同同步算法進行抽象，引入一個虛擬時間的概念，建立了一個通用的時間互同步理論模型。理論分析表明，本研究所提出的協同同步算法和主要文獻中的算法可以概括到該模型的理論框架之內。（2）分析了拓撲參數對網路同步能力的影響，推導出了拓撲參數（節點數目、度分布、最小跳數、導率、聚類係數等）與收斂速度的關係表達式。分析表明，網路拓撲結構的改變會同時影響到以上多個參數，這些網路參數之間並不是獨立的，也即其中的一個參數變化會引起其他參數隨機變化，因此難以對單個參數進行分析比較。提出了一種能根據網路的局部拓撲參數，動態調整節點的耦合方式的計算方法。經仿真驗證，該方法有效提高了算法收斂速度。並且，推導出了在網路拓撲動態變化的條件下，網路節點達到同步的收斂條件。（3）根據網路實際工作中的時鐘頻率漂移和時鐘頻率不一致漂移的現象，擬合出時鐘的漂移模型，提出了一種抗時鐘頻率漂移和抗時鐘頻率不一致的互同步算法，並且通過理論分析、計算機仿真、實物驗證三者相結合的方法分析算法的性能。分析結果表明，所提出的算法在上述兩種情況下都能把各個節點的時間偏差控制在一定的範圍內。（4）提出了一種分散式協同同步中的異常點識別方法。仿真結果表明，該方法能以超過95%的機率識別出異常節點。能有效地避免異常點造成整個自組織網路時隙參考基準的隨機振盪。在不影響算法收斂速度的條件下，較好的保證了整個自組織網路時間同步的可靠性。（5）設計硬體綜合驗證平台、構建多跳信道，對互同步算法進行真實情況下較為全面的測試。項目執行期內，發表論文12篇，其中SCI 檢索5 篇，EI 檢索5 篇；申請發明專利4 項，獲軟體著作權1項目，完成技術轉讓1項。研究成果為多跳無線網路的協同同步提供相應的理論基礎。
