簡論無線傳感網(wǎng)絡(luò)時間同步的問題

　　1.2.5 協(xié)作同步技術(shù)

　　以上同步機制，無論怎樣改進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制上進行改進，而是通過信號疊加原理，使同步基準節(jié)點能夠把同步消息直接發(fā)送到遠方待同步的節(jié)點，使遠方節(jié)點直接與基準節(jié)點同步，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)點根據(jù)同步周期發(fā)出m個同步脈沖，其一跳鄰居節(jié)點收到這個消息后保存起來，并根據(jù)最近的m個脈沖的發(fā)送時刻計算出參考節(jié)點的第m+1個同步消息發(fā)出的時間，并在計算出來的時刻同步與參考節(jié)點同時發(fā)送第m+1個同步消息。由于信號疊加，因此同步脈沖可以發(fā)送到更遠的節(jié)點，當然前提是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點密度較高的情況。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)點密度越高同步誤差也會越小。

　　2 時間同步算法誤差分析與比較

　　根據(jù)節(jié)點消息傳輸過程可以得到式（1）與式（2）：

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

　　對于TPSN算法，因為在MAC采用了加時間戳方法，因此消除了發(fā)送時間與訪問時間對誤差的影響。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偏：