簡論無線傳感網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步的問題

　　1.2.5 協(xié)作同步技術(shù)

　　以上同步機(jī)制，無論怎樣改進(jìn)都是基于單跳同步基制，最近有人提出了協(xié)作同步技術(shù)，不再單純地從單跳同步機(jī)制上進(jìn)行改進(jìn)，而是通過信號疊加原理，使同步基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)能夠把同步消息直接發(fā)送到遠(yuǎn)方待同步的節(jié)點(diǎn)，使遠(yuǎn)方節(jié)點(diǎn)直接與基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)同步，消除了同步誤差單跳累加的結(jié)果。Hu A等人針對節(jié)點(diǎn)密度較高的網(wǎng)絡(luò)提出了一種協(xié)作同步算法，基本思想是參考節(jié)點(diǎn)根據(jù)同步周期發(fā)出m個(gè)同步脈沖，其一跳鄰居節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)消息后保存起來，并根據(jù)最近的m個(gè)脈沖的發(fā)送時(shí)刻計(jì)算出參考節(jié)點(diǎn)的第m+1個(gè)同步消息發(fā)出的時(shí)間，并在計(jì)算出來的時(shí)刻同步與參考節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送第m+1個(gè)同步消息。由于信號疊加，因此同步脈沖可以發(fā)送到更遠(yuǎn)的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)然前提是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)密度較高的情況。A.Krohn等人提出了在物理層
物理層

　　物理層是TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)模型的第一層,它雖然處于最底層,卻是整個(gè)通信系統(tǒng)的基礎(chǔ), 正如高速公路和街道是汽車通行的基礎(chǔ)一樣。理層為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及 互連設(shè)備,為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。

上面實(shí)現(xiàn)協(xié)作同步，只需要本地消息，避免了額外的消息同步交換開銷。因此節(jié)點(diǎn)密度越高同步誤差也會越小。

　　2 時(shí)間同步算法誤差分析與比較

　　根據(jù)節(jié)點(diǎn)消息傳輸過程可以得到式（1）與式（2）：

　　在式（1）、（2）中，t1、t2是由標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘所確定的，表示UTC時(shí)間。T1、T2分別是t1、t2所對應(yīng)的本地節(jié)點(diǎn)所測出的本地時(shí)間。SA代表節(jié)點(diǎn)A的報(bào)文發(fā)送時(shí)間，AA是發(fā)送報(bào)文的訪問時(shí)間，TA→B是A節(jié)點(diǎn)按比特傳輸報(bào)文與B節(jié)點(diǎn)按比特接收報(bào)文所需要的時(shí)間，PA→B是節(jié)點(diǎn)A傳播到節(jié)點(diǎn)B的時(shí)間。RB是節(jié)點(diǎn)B的報(bào)文接收處理過程時(shí)間。TNA是傳輸NA個(gè)比特的總時(shí)間。terror指傳輸比特的誤差，Rerror打時(shí)標(biāo)過程存在的誤差。DA→Bt1代表節(jié)點(diǎn)A與節(jié)點(diǎn)B在t1時(shí)刻的時(shí)偏。

　　對于TPSN算法，因?yàn)樵贛AC采用了加時(shí)間戳方法，因此消除了發(fā)送時(shí)間與訪問時(shí)間對誤差的影響。因此對TPSN算法式（1）、（2）就可以簡寫為式（3）、（4）：

　　式中DA→Bt1=DA→Bt4+RDA→Bt1→t4。

　　同理可以得到T4，如下所示：

　　由以上各式可以得到時(shí)偏：