一种分布式网络中协同同步的异常点的识别方法
【专利摘要】本发明一种分布式网络中协同同步的异常点的识别方法，利用每个节点中拥有的少量与定位有关的信息，并通过异常节点与相邻节点通信获取完备的局部信息，然后利用局部网络信息对坏点位置进行估计，避免了传统集中式定位方法对参照节点的过度依赖，实现无线传感网络中异常节点的快速定位；本发明使用两种不同的相关系数计算方法，将整个网络作相关性分析，只要看最后的相关性矩阵就可得出哪个节点可能是坏点，很好地实现了分布式网络快速定位坏点的目标，且准确率高达95%以上。
【专利说明】一种分布式网络中协同同步的异常点的识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无线传感器网络领域，尤其是一种分布式网络中协同同步的异常点的识别方法。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术，为人们提供了一种全新的获取信息、处理信息的有效途径。其是一个由大量的传感器节点组成的特殊的无线自组织网络(Ad Hoc Networks),是一种低成本、低功耗、多功能的无线传感装置,它的出现改变了人类与物理世界交互的方式，使得物理世界与信息世界的融合成为可能。无线传感器节点可不受时间、地点、环境的约束，实时地检测包括温度、湿度、光照、物体大小、移动速度和方向等有用信息。无线传感器网络节点成本低廉，勿需借助额外的硬件设备及通信，可随时随地自组成网，系统具有高鲁棒性，因此特别适合于特殊条件下的实时监控。其广泛应用于环境监测、军事、国防、战场监视等特殊领域，日益引起了人们的关注。
[0003]无线传感器网络是一个典型的分布式多跳系统，其特点就是，网络中没有参考节点或中心节点，每个节点都是平等的，如图1所示，这个网络只有十个节点，其中没有一个是主控节点(即主节点)，并且节点与节点之间并不是直接相连的，比如节点5只与节点3、4、6、7相连，并未与节点1、2、8、9、10相连，这就表示网络是多跳的，即节点可能需要通过其他节点来到达目标节点。
[0004]时钟同步是自组网中的一项基本支撑技术，是众多应用和服务必要前提和基础条件，其应用于如节点定位、无线传输调度、低功耗睡眠、路由协议、数据融合等。因为无线传感器网络是一个典型分布式系统，节点间需要通过相互协作完成任务，且这些协作依赖于相同的参考时间标准，然而每一个传感器节点都有自己的本地时钟，通俗地讲，时钟同步就是将所有网络中所有节点的本地时钟调整一致。所以，时钟同步在分布式系统中就成为分布式协作必要的前提。
[0005]但是，由于环境或人为的干扰会使某些节点发生损坏从而停止工作或传递错误信息。这就是我们所说的坏点。坏点的出现会严重影响网络的时钟同步，因为时钟同步过程中节点通过交互信息来调整时钟，坏点会不断传播错误的信息，使其他节点无法获得正确的时间调整量。显而易见，就像辐射一样，离坏点越近的节点所受影响越大。
[0006]这里先假设没有坏点的情况，网络的时钟同步是如何运作的。
[0007]当网络要进行信息的交互和传递，便需要达到时间上的同步，若一个网络达到时间上的同步，即各个节点时钟一样，我们便称此网络收敛。要使各个节点时钟一致，便需调整每个节点的时钟，这里，每个节点η+1时刻的状态值取决于前面各个节点η时刻的状态值的加权，以节点I为例，即!^(η+υζωΑΟιΗωΑΟι)+...+ ^^!^]!),此处的h (η+1)即为节点I在η+1时刻的时间值，一开始，各个节点的时间各不相同，就是调整系数，其值取决于网络具体的情况，如果ω iJ=0,则表示节点i和节点j并不相连，即两个节点之间无法直接传递信息，如果ω&0，则节点i与节点j是连通的，即该两个节点之间可以互相传递信息。已证得，只要ωη+ω?2+...+ω?=1，其中i为网络中的任一节点，网络就可以收敛，即各个节点之间可以达到时钟同步。上面的式子，便是为了将各个节点不同的时间调整成相同的时间，即各个节点达成同步。通常，当节点i和节点j直接联通时，我们令《u=l/ (屯+1)，其中屯代表节点i的度，即该节点连接的其他节点的数目，此时的网络便是可以收敛的。以上是单个节点的表达式，将其写成矩阵形式即得到一般静态网络收敛的模型:
【权利要求】
1.一种分布式网络中协同同步的异常点的识别方法，其特征在于具体包括如下步骤:步骤1、针对有N个节点形成的随机网络，设两两节点间的权值为Wu=I/(di+Ι)，其中Wu代表节点i与节点j的关系，若Wij=O,则表示节点i和节点j并不相连，若WijX),则表示节点i与节点j是连通的；屯代表与该节点连接的其他节点的数目，由Wij形成网络N*N的权值矩阵W，代表整个网络节点与节点之间的联系，通过迭代公式T(n+l)=W*T(n)进行迭代计算，其中
【文档编号】H04W24/00GK103813355SQ201410059536
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月21日 优先权日:2014年2月21日
【发明者】杨琦, 钱静丰, 林啸 申请人:厦门大学