基于改进粒子群优化PID的双补偿时钟同步算法

摘要

在无线传感网络系统中，主节点和从节点存在大量实时传输的数据，为了保证数据传输的准确性，需要传感网络上全部节点的时钟保持同步。其中，时钟偏差和时钟漂移的精确测量是实现主从时钟同步的关键。针对实际工作环境中出现的时钟漂移和时钟偏差，提出了一种基于改进粒子群算法优化PID的双补偿时钟同步算法。利用卡尔曼滤波器对时钟偏差和时钟漂移进行同时估计，利用估计值对从节点时钟进行补偿和修正。在粒子群算法更新方程的基础上引入环境因子，使粒子适应时钟不断变化的动态环境。实验结果表明，在无线传感网络系统引入改进粒子群优化PID的双补偿时钟同步算法，减少了由于动态环境中传统粒子群陷入局部最优值的影响，增强了粒子群算法的全局寻优能力，提高了时钟同步的精度，消除了从节点时钟不稳定性对时钟同步的影响。

关键词

粒子群算法 / 卡尔曼滤波 / 环境因子 / 时钟同步 / 无线传感网络

基金资助

国家自然科学基金(61561016,61861008); 广西科技厅项目(桂科AA19182007); 认知无线电与信息处理教育部重点实验室基金(CRKL200108); 广西精密导航技术与应用重点实验室基金(DH201901); 桂林电子科技大学研究生教育创新计划(2022YCXS050)