简论无线传感网络时间同步的问题

　　1.2.5 协作同步技术

　　以上同步机制，无论怎样改进都是基于单跳同步基制，最近有人提出了协作同步技术，不再单纯地从单跳同步机制上进行改进，而是通过信号叠加原理，使同步基准节点能够把同步消息直接发送到远方待同步的节点，使远方节点直接与基准节点同步，消除了同步误差单跳累加的结果。Hu A等人针对节点密度较高的网络提出了一种协作同步算法，基本思想是参考节点根据同步周期发出m个同步脉冲，其一跳邻居节点收到这个消息后保存起来，并根据最近的m个脉冲的发送时刻计算出参考节点的第m+1个同步消息发出的时间，并在计算出来的时刻同步与参考节点同时发送第m+1个同步消息。由于信号叠加，因此同步脉冲可以发送到更远的节点，当然前提是网络中节点密度较高的情况。A.Krohn等人提出了在物理层
物理层

　　物理层是TCP/IP网络模型的第一层,它虽然处于最底层,却是整个通信系统的基础, 正如高速公路和街道是汽车通行的基础一样。理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及 互连设备,为数据传输提供可靠的环境。

上面实现协作同步，只需要本地消息，避免了额外的消息同步交换开销。因此节点密度越高同步误差也会越小。

　　2时间同步算法误差分析与比较

　　根据节点消息传输过程可以得到式（1）与式（2）：

　　在式（1）、（2）中，t1、t2是由标准时钟所确定的，表示UTC时间。T1、T2分别是t1、t2所对应的本地节点所测出的本地时间。SA代表节点A的报文发送时间，AA是发送报文的访问时间，TA→B是A节点按比特传输报文与B节点按比特接收报文所需要的时间，PA→B是节点A传播到节点B的时间。RB是节点B的报文接收处理过程时间。TNA是传输NA个比特的总时间。terror指传输比特的误差，Rerror打时标过程存在的误差。DA→Bt1代表节点A与节点B在t1时刻的时偏。

　　对于TPSN算法，因为在MAC采用了加时间戳方法，因此消除了发送时间与访问时间对误差的影响。因此对TPSN算法式（1）、（2）就可以简写为式（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时偏：