傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用解讀

1、傳感器網(wǎng)絡(luò)原理與應(yīng)用學(xué)習(xí)報(bào)告時(shí)間同步技術(shù)學(xué)號(hào)：61419050396141905039姓名：唐波 專業(yè)：控制科學(xué)與工程一、時(shí)間同步基本概述1 1） 時(shí)間同步概念時(shí)間同步是傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究領(lǐng)域里的一個(gè)新熱點(diǎn)，它是無(wú)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的重要組成部分，很多無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用都要求 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘保持同步。在集中式管理的系統(tǒng)中，事件發(fā)生的順序和時(shí)間都比較明確，沒(méi)有必要進(jìn)行時(shí)間同步。但在分布式系統(tǒng)中，不同節(jié)點(diǎn)都有自己的本地 時(shí)鐘。由于不同節(jié)點(diǎn)的晶振頻率存在偏差， 以及溫度變化和電磁干擾 等，即使在某個(gè)時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)都達(dá)到時(shí)間同步， 他們的時(shí)間也會(huì)逐漸 出現(xiàn)偏差。2 2） 時(shí)間同步的意義在無(wú)線傳感

2、器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，傳感器節(jié)點(diǎn)將感知到的目標(biāo)位置、 時(shí)間等信息發(fā)送到傳感器網(wǎng)絡(luò)中的首領(lǐng)節(jié)點(diǎn)， 首領(lǐng)節(jié)點(diǎn)在對(duì)不同傳感 器發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后便可獲得目標(biāo)的移動(dòng)方向、速度等信息。 為了能夠正確地監(jiān)測(cè)事件發(fā)生的次序，就要求傳感器節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)時(shí) 間同步。在一些事件監(jiān)測(cè)的應(yīng)用中，事件自身的發(fā)生時(shí)間是相當(dāng)重要 的參數(shù)，這就要求每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)維持唯一的全局時(shí)間以實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)的時(shí)間同步。3 3）時(shí)間同步算法優(yōu)劣性判別標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法設(shè)計(jì)的目的是為網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的本地 時(shí)鐘提供共同的時(shí)間戳。我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法 的性能，主要包括了網(wǎng)絡(luò)能量效率、可擴(kuò)展性、精確度、健壯性、壽 命、有效范

3、圍、成本和尺寸、及時(shí)性等指標(biāo)。能量效率。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點(diǎn)就是節(jié)點(diǎn)的能量受限 問(wèn)題，涉及的時(shí)間同步算法需以考慮節(jié)點(diǎn)有效的能量資源為前提?？蓴U(kuò)展性。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)需要部署大量的傳感器節(jié)點(diǎn)， 時(shí) 間同步方案應(yīng)該有效擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的數(shù)目或者密度。精確度。精確度的需要依賴于特殊的應(yīng)用和時(shí)間同步的目的 而有所不同，對(duì)某些應(yīng)用，知道時(shí)間和消息的先后順序就夠了，而對(duì) 某些其他的，則要求同步精度到微秒級(jí)。健壯性。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可能在敵對(duì)區(qū)域長(zhǎng)期無(wú)人管理， 一旦某些節(jié)點(diǎn)失效，在余下的網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)間同步方案應(yīng)該繼續(xù)保持有效 并且功能健全。略。二、傳統(tǒng)時(shí)間同步算法1）算法一：RBS時(shí)間同步機(jī)制RBSRBS參考廣

4、播時(shí)間同步協(xié)議是20022002年由J.EIsonJ.EIson等人提出的基于接收者一接收者的時(shí)間同步。該協(xié)議利用了無(wú)線數(shù)據(jù)鏈路層信道的廣播特性，一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送廣播消息，在無(wú)線傳輸范圍內(nèi)的一組節(jié)點(diǎn)可以 認(rèn)為是幾乎同時(shí)接收到該廣播消息，這就把消息延遲中非確定因素的 最主要部分一發(fā)送時(shí)延和訪問(wèn)時(shí)延消除在外，如圖1 1所示。然后接收到廣播消息的這組節(jié)點(diǎn)通過(guò)交換各自接收到消息的本地時(shí)刻，計(jì)算時(shí)間差值，從而實(shí)現(xiàn)它們之間的時(shí)間同步。參考廣播時(shí)間同步協(xié)議最簡(jiǎn)單的情形是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)單跳范圍內(nèi)的時(shí) 間同步，其基本過(guò)程如圖2 2所示。SteplStepl :第三方節(jié)點(diǎn)廣播一個(gè)信標(biāo)分組，在其廣播范圍內(nèi)的節(jié)點(diǎn)A A 和B

5、B都能夠接收到這個(gè)分組;Step2:Step2:節(jié)點(diǎn)A A和B B根據(jù)自己的本地時(shí)鐘記錄收到該消息的時(shí)刻;Step3:Step3:節(jié)點(diǎn)A A和B B交換它們記錄的信標(biāo)分組的接收時(shí)間，節(jié)點(diǎn)A A 和節(jié)點(diǎn)B B記錄的接收時(shí)間的差值就是這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間偏差;Step4:Step4:節(jié)點(diǎn)A A和B B中一個(gè)可以根據(jù)該差值更改它的本地時(shí)間，從而使得這兩個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的時(shí)間達(dá)到同步。相鄰節(jié)點(diǎn)B優(yōu)：RBSRBS時(shí)間同步協(xié)議思路比較新穎，利用無(wú)線信道的廣播特性來(lái)同 步接收節(jié)點(diǎn)的時(shí)間，去除了時(shí)間同步誤差中所有發(fā)送節(jié)點(diǎn)引入的誤 差，比米用往返時(shí)間的時(shí)間同步機(jī)制具有更高的精度。劣：RBSRBS同步過(guò)程中需要第三方節(jié)

6、點(diǎn)廣播同步消息，隨著傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加，時(shí)間同步過(guò)程中的消息傳遞數(shù)量也會(huì)顯著增長(zhǎng)，因此也顯著地消耗了節(jié)點(diǎn)能量。因此，RBSRBS協(xié)議并不適用于規(guī)模較大的網(wǎng)絡(luò)，擴(kuò)展性較差，適用 于構(gòu)造局部時(shí)間，對(duì)于需要時(shí)間同步但不需要絕對(duì)時(shí)間的傳感器網(wǎng)絡(luò) 應(yīng)用非常有用。2）算法二：TPSN時(shí)間同步機(jī)制傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步協(xié)議TPSNTPSN是GaneriwalGaneriwal等人提出的與傳統(tǒng)網(wǎng) 絡(luò)NTPNTP時(shí)間同步協(xié)議類似的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步算法，它的目 的是能夠提供全網(wǎng)范圍內(nèi)節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步， 是基于發(fā)送者一接收者 的雙向時(shí)間同步算法的典型代表，屬于類客戶 - -服務(wù)器模式。TPSNTPSN協(xié)議采用層

7、次型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，假定網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn) 具有唯一的身份標(biāo)識(shí)號(hào)IDID，節(jié)點(diǎn)間的無(wú)線通信鏈路是雙向的，能夠 通過(guò)雙向的消息交換實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步。在網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)根節(jié) 點(diǎn)，這個(gè)根節(jié)點(diǎn)可以是配備有 GPSGPS設(shè)備能夠獲取外界時(shí)間的節(jié)點(diǎn)， 作為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的時(shí)間源；也可以是一個(gè)根據(jù)某種算法規(guī)則指定的 節(jié)點(diǎn)，不需要與外部進(jìn)行時(shí)間同步，只進(jìn)行傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的時(shí)間同步。TPSNTPSN協(xié)議首先將所有節(jié)點(diǎn)按照層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行分級(jí)，然后每個(gè)節(jié) 點(diǎn)與上一級(jí)的某一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間同步，以此類推上去，最終所有節(jié)點(diǎn)都與根節(jié)點(diǎn)達(dá)到時(shí)間同步。SteplStepl：層次發(fā)現(xiàn)階段(level(level discoverydi

8、scovery phasephase。在網(wǎng)絡(luò)部署后，根節(jié) 點(diǎn)首先廣播級(jí)別發(fā)現(xiàn)分組，啟動(dòng)層次發(fā)現(xiàn)階段。級(jí)別發(fā)現(xiàn)分組包含發(fā) 送節(jié)點(diǎn)的IDID和級(jí)別。根節(jié)點(diǎn)的級(jí)別是 0 0，在根節(jié)點(diǎn)廣播域內(nèi)的鄰居 節(jié)點(diǎn)收到根節(jié)點(diǎn)發(fā)送的分組后，將自己的級(jí)別設(shè)置為分組中的級(jí)別加 1 1，即為第1 1級(jí)，以此建立起自己的級(jí)別。然后將自己的級(jí)別和IDID作 為新的發(fā)現(xiàn)分組廣播出去。當(dāng)一個(gè)未建立自己級(jí)別的節(jié)點(diǎn)收到第i級(jí)節(jié)點(diǎn)的廣播分組后，記錄下發(fā)送這個(gè)廣播分組的節(jié)點(diǎn)IDID，把自己的級(jí)別設(shè)置為i,并廣播自己的級(jí)別。這個(gè)過(guò)程一直持續(xù)到網(wǎng)絡(luò)中 的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)自己的級(jí)別。如果節(jié)點(diǎn)己經(jīng)建立起了自己的級(jí) 別，它就忽略其他的級(jí)別發(fā)現(xiàn)分

9、組。Step2Step2：同步階段(synchronization(synchronization phase)phase)層次建立后，根節(jié)點(diǎn)( (級(jí) 別為0 0)通過(guò)廣播時(shí)間同步分組(time(time sync)sync)啟動(dòng)同步階段。第1 1級(jí)節(jié) 點(diǎn)收到分組后，各自隨機(jī)等待一段時(shí)間，然后與根節(jié)點(diǎn)交換消息，從 而同步到根節(jié)點(diǎn)。第2 2級(jí)節(jié)點(diǎn)偵聽(tīng)到第1 1級(jí)節(jié)點(diǎn)的交換消息后，后退 和等待一段隨機(jī)時(shí)間，然后與第1 1級(jí)節(jié)點(diǎn)交換信息，同步到第1 1級(jí)節(jié) 點(diǎn)。依次類推，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都與層次結(jié)構(gòu)中最靠近的上一級(jí)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同 步，直到所有節(jié)點(diǎn)完成同步，都同步到根節(jié)點(diǎn)。圖3 TPSN機(jī)制中相鄰級(jí)別節(jié)點(diǎn)間消息交

10、換過(guò)程圖3 3顯示了鄰近級(jí)別的節(jié)點(diǎn)對(duì)之間交換兩個(gè)消息實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步的過(guò)程。節(jié)點(diǎn)S S屬于第i級(jí)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)C C屬于第i 1級(jí)節(jié)點(diǎn)，Ti和T4表示節(jié)點(diǎn)C C的本地時(shí)鐘在不同時(shí)刻測(cè)量的時(shí)間，T2和T3表示節(jié)點(diǎn)S S本 地時(shí)鐘在不同時(shí)刻測(cè)量的時(shí)間，V表示兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的時(shí)間偏差，d 表示消息的傳播時(shí)延，并假設(shè)請(qǐng)求消息和應(yīng)答消息的傳播時(shí)延是相等 的。節(jié)點(diǎn)C C在Ti時(shí)刻發(fā)送同步請(qǐng)求分組給節(jié)點(diǎn) S S，分組包含S S的級(jí)別 和Ti時(shí)間，節(jié)點(diǎn)S S在T2時(shí)間收到分組，T2=(=(Ti + + d+ +V) ),然后在T3時(shí) 刻返回一個(gè)應(yīng)答消息給 C,消息中包含節(jié)點(diǎn)S S的級(jí)別和Ti、T2和T3的信息，節(jié)點(diǎn)C

11、C在T4記錄應(yīng)答消息到達(dá)的時(shí)刻，T4=(=(T3 + + d- -V) )，據(jù)此可以推出：V_ (T2-)-(-T3)!2(T2 -Ti )+(T4 -T3 ) 胃2于是，節(jié)點(diǎn)C C在計(jì)算出于節(jié)點(diǎn)S S的時(shí)間偏差V之后，將它的時(shí)間同步 到S S。優(yōu):與RBSRBS協(xié)議相比，TPSNTPSN協(xié)議考慮了傳播時(shí)間和接收時(shí)間，利用雙向消息交換的平均延遲，提高了同步精度。該協(xié)議能夠?qū)崿F(xiàn)全網(wǎng)范圍的節(jié)點(diǎn)同步，同步誤差與跳數(shù)距離成正比，能夠取得良好的精度。TPSNTPSN協(xié)議協(xié)議的收斂速度相對(duì)較慢。其主要不足之處是沒(méi)有考 慮根節(jié)點(diǎn)失效問(wèn)題的處理，另外，當(dāng)新的傳感器節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需 要初始化層次發(fā)現(xiàn)階段，這種

12、靜態(tài)的級(jí)別特性減少了算法的魯棒性。因此，它適用于精度要求較高，需要短期間的全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)時(shí)間的無(wú) 線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。3）算法三：DMTS時(shí)間同步機(jī)制DMTSDMTS延遲測(cè)量時(shí)間同步機(jī)制基于同步消息在傳輸路徑上的所有 延遲進(jìn)行簡(jiǎn)單的分段估計(jì)和補(bǔ)償，來(lái)提高時(shí)間同步的精度，通過(guò)廣播 和轉(zhuǎn)發(fā)同步消息的方式完成時(shí)間同步。在DMTSDMTS機(jī)制中，有一個(gè)時(shí)間主節(jié)點(diǎn)廣播同步時(shí)間信息，稱為時(shí) 間參考節(jié)點(diǎn)（簡(jiǎn)稱參考節(jié)點(diǎn)），同步信息中包含此分組的發(fā)送時(shí)刻。在 收到廣播分組后，所有接收節(jié)點(diǎn)都測(cè)量和估算這個(gè)廣播分組的傳輸延 遲，在此基礎(chǔ)上，設(shè)置本地的時(shí)間為廣播分組所攜帶的時(shí)間加上該分 組的傳輸延遲時(shí)間，從而同步到該參考節(jié)點(diǎn)

13、。DMTSDMTS機(jī)制的同步精度 完全取決于延遲測(cè)量的精度。其分組延遲的測(cè)量過(guò)程如圖4 4所示。加上時(shí)標(biāo)心發(fā)送前導(dǎo)碼冋步消息MAC延遲 起始字符發(fā)送數(shù)擁 接收ACK發(fā)送者 -*- - -II:|I,:接收前忌碼接收數(shù)揣 發(fā)送島CK接收處理接收者:-* kK加上時(shí)標(biāo)人加I ,時(shí)標(biāo)/2圖4 DMTS機(jī)制中廣播分組延遲的測(cè)量Stepl:Stepl:發(fā)送節(jié)點(diǎn)在檢測(cè)到信道空閑時(shí)，給廣播分組加上時(shí)間戳t t。, 通過(guò)這種在MACMAC層添加時(shí)間戳的方法，用來(lái)去除發(fā)送端的發(fā)送時(shí)延 和MACMAC層的訪問(wèn)時(shí)延這兩部分對(duì)同步精度的最大影響Step2:Step2:參考節(jié)點(diǎn)需要在發(fā)送廣播消息前發(fā)送前導(dǎo)碼和起始字符，

14、 以便接收節(jié)點(diǎn)進(jìn)行接收同步。根據(jù)發(fā)送消息的比特?cái)?shù)n和發(fā)送每比特需要的時(shí)間t t，可以估計(jì)出前導(dǎo)碼和起始字符的發(fā)送時(shí)間為 ntnt ；Step3:Step3:廣播分組的到達(dá)時(shí)刻，接收節(jié)點(diǎn)加上時(shí)標(biāo)t t，并在調(diào)整自己的時(shí)鐘之前再加上時(shí)標(biāo)t t2，接收端的處理延遲就是t2_tl。如果忽 略無(wú)線信號(hào)的傳播延遲，那么接收節(jié)點(diǎn)從t to時(shí)刻調(diào)整時(shí)鐘前所經(jīng)歷的 時(shí)間大約為nt t2i，于是，接收節(jié)點(diǎn)就根據(jù)這一總的延遲的估計(jì) 值，調(diào)整自己的時(shí)鐘到to nt t2i，與發(fā)送節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘同步。優(yōu)：DMTSDMTS機(jī)制通過(guò)使用單個(gè)廣播時(shí)間分組對(duì)各個(gè)延遲進(jìn)行分段估計(jì) 和補(bǔ)償，無(wú)需復(fù)雜的運(yùn)算和操作，是一種輕量級(jí)的能量有效的

15、時(shí)間同 步機(jī)制，能夠?qū)崿F(xiàn)單跳廣播范圍內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的同步。DMTSDMTS機(jī)制在復(fù)雜度、能耗和同步精度之間進(jìn)行了折中考慮，精度取決于估計(jì)的準(zhǔn)確性，在較復(fù)雜的環(huán)境中具有較大的波動(dòng)。因此，該時(shí)間同步機(jī)制比較適用于對(duì)精度要求不高的無(wú)線傳感器 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中。三、最新的時(shí)間同步算法文章一： External Gradient Time Synchronization in WirelessSensor Networks1) 關(guān)鍵詞： 夕卜部時(shí)間同步 external time synchronization梯度時(shí)間同步 gradient time synchronization(GTSP)2) 摘要說(shuō)明：現(xiàn)有

16、的外部時(shí)間同步算法當(dāng)中，不能夠很好地和周圍節(jié)點(diǎn)同 步；另一方面，僅有的目的在于優(yōu)化周圍節(jié)點(diǎn)同步誤差的協(xié)議， 缺乏使節(jié)點(diǎn)同步于參考節(jié)點(diǎn)的技巧。因此構(gòu)造了這樣一種基于應(yīng)用需求的，既有外部時(shí)間同步，又有周圍節(jié)點(diǎn)間的(緊)同步的算法叫做External Gradie nt TimeSynchronization Protocol (EGSync),并研究它的可行性。算法內(nèi)容：每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)自身的時(shí)間信息流同步于一個(gè)參考節(jié)點(diǎn)，同時(shí)添加一致性協(xié)議使它同步于它周圍的節(jié)點(diǎn)。3) 算法：reference node圖5 EGSync通用策略圖Stepl l :傳感器節(jié)點(diǎn)執(zhí)行EGSyncEGSync算法，使得其硬件

17、時(shí)鐘速度和硬 件時(shí)鐘的值和預(yù)先定義的參考節(jié)點(diǎn)ref，也就是根節(jié)點(diǎn)rootroot的相應(yīng)值 一致。Step2Step2:每個(gè)節(jié)點(diǎn)v V通過(guò)維持一個(gè)知識(shí)庫(kù)來(lái)記住周圍節(jié)點(diǎn)的時(shí) 間信息。并且通過(guò)這個(gè)知識(shí)庫(kù)，節(jié)點(diǎn) v可以參考自己的硬件時(shí)鐘，在 任何時(shí)刻計(jì)算出相對(duì)硬件時(shí)鐘速率。Step3:Step3:節(jié)點(diǎn)v需要維持額外的三個(gè)變量，代表最新的比率系數(shù)， 丄:目表示最新的硬件時(shí)鐘和邏輯時(shí)鐘之間的差值， seqv表示節(jié)點(diǎn)接收 到參考節(jié)點(diǎn)的最大序列數(shù)目。Step4Step4:每次節(jié)點(diǎn)v從它的鄰節(jié)點(diǎn)接收到 H Hu, L Lu,| |：ef ：seqseqv信息 幀，并且比較自己和鄰節(jié)點(diǎn)的硬件時(shí)鐘。假設(shè)兩者之間的硬

18、件時(shí)鐘是線性關(guān)系，通過(guò)最小方差來(lái)擬合直線。Step5:Step5:節(jié)點(diǎn)v通過(guò)接受到的信息幀，可以估算出鄰節(jié)點(diǎn) u在任意 時(shí)刻的邏輯時(shí)鐘值。通過(guò)同步參考節(jié)點(diǎn)的邏輯時(shí)鐘的值， 我們可以計(jì) 算出參考節(jié)點(diǎn)的硬件時(shí)鐘值。4 4）優(yōu)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果我們可以看出，在直線形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)當(dāng)中，本算法 EGSyncEGSync和GTSPGTSP的最大時(shí)鐘偏移相當(dāng)，明顯優(yōu)于FTSPFTSP算法；在環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)當(dāng)中，三種算法表現(xiàn)都比在直線形拓?fù)渲幸?，EGSEGS yncync和GTSPGTSP的性能依舊相當(dāng)，F(xiàn)TSPFTSP算法最大時(shí)鐘偏移明顯減小，與前 兩種算法的差距減小。5)5)劣：EGSyEGSy ncnc算法的

19、不足在于，需要一個(gè)固定的參考節(jié)點(diǎn)，并且它需要 在傳感器網(wǎng)絡(luò)部署前預(yù)先定義。當(dāng)該參考節(jié)點(diǎn)癱瘓時(shí)，傳感器網(wǎng)絡(luò)就 無(wú)法同步到外部時(shí)間。文章二：Ef?cientEf?cient TimeTime SynchronizationSynchronization inin a a WirelessWireless SenscNetworkSenscNetwork byby AdaptiveAdaptive ValueValue TrackingTracking1)1) 關(guān)鍵詞：？oodingooding basedbased timetime synchronizationysynchronizationy

20、基于流的時(shí)間同步adaptiveadaptive valuevalue trackitracki ngng (AVT)(AVT)提出的算法2)2) 摘要說(shuō)明：一種理想的基于流的時(shí)間同步協(xié)議既不需要快速的實(shí)時(shí)時(shí)間信息 傳播又不需要一直跟蹤他們的鄰節(jié)點(diǎn)。另外，這樣一個(gè)協(xié)議對(duì)于低計(jì)算量、通訊和小的內(nèi)存是嚴(yán)格需要的。由此提出了一種時(shí)間同步算法， 核心在于自適應(yīng)值追蹤 (adaptive-valueadaptive-value tracking)tracking)。通過(guò)調(diào)整比率同步 時(shí)鐘的時(shí)間偏移，將會(huì)獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)間同步。3)3) 算法：AVTSAVTS算法的目標(biāo)是使傳感器節(jié)點(diǎn)同步于參考節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘，

21、該算 法動(dòng)態(tài)地選擇參考節(jié)點(diǎn)并且將它的時(shí)間信息廣播到網(wǎng)絡(luò)中。每個(gè)傳感 器根據(jù)收到的時(shí)間信息，調(diào)整自己的時(shí)間偏移，在并不知道參考時(shí)鐘 實(shí)際值的情況下，嘗試找到和參考時(shí)鐘之間的比率關(guān)系。SteplStepl:每個(gè)節(jié)點(diǎn) u都是一個(gè) adaptiveadaptive valuevalue trackertracker， avtavtu 提供了邏 輯時(shí)鐘的比率信息，secu存儲(chǔ)了從參考節(jié)點(diǎn)接收到的最大序列數(shù)目。Step2Step2：?jiǎn)?dòng)u，初始化avtavtu，調(diào)整初始值，使得邏輯時(shí)鐘和硬件 時(shí)鐘同比率變化。最后初始化sequ，啟動(dòng)周期定時(shí)器。Step3Step3： u為了調(diào)整自己的邏輯時(shí)鐘比率，u減去從

22、自己的邏輯時(shí) 鐘值當(dāng)中估計(jì)到的接收到的參考時(shí)鐘。如果誤差大于，u反饋給邏輯時(shí)鐘需要減小變化率；如果誤差大于-，u反饋給邏輯時(shí)鐘需要增 大變化率；誤差在容許范圍內(nèi)，邏輯時(shí)鐘 avtavtu保持不變。最終u從接 收到的邏輯時(shí)鐘值中更新自己的邏輯時(shí)鐘。4 4） 優(yōu)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，AVTSAVTS在小型實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)中能夠提供很好的緊 的同步性，并且能夠保證網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)時(shí)間的時(shí)間同步性質(zhì)量。該算法明顯優(yōu)于FCSAFCSA算法。5 5） 劣：在AVTSAVTS中，節(jié)點(diǎn)的的邏輯時(shí)鐘的更新是突入其來(lái)的，由于這種 更新策略的缺陷，使得該算法的邏輯時(shí)鐘對(duì)于大的信息延遲是比較敏 感的。文章三： Time Synchron

23、ization in WSNs: AMaximum-Value-Based Consensus Approach1）關(guān)鍵詞：Con verge nee收斂性Maximum consen sus 最大值一致性2)2)摘要說(shuō)明:在不考慮通信時(shí)延時(shí)，提出了 MTSMTS協(xié)議，通過(guò)這種算法每個(gè)節(jié)點(diǎn) 的斜率和偏移都可以被同時(shí)同步。在具有通信時(shí)延，并且節(jié)點(diǎn)間的時(shí)延都是正的隨機(jī)信號(hào)，提出一種 WMTSWMTS (加權(quán)MTSMTS協(xié)議)，這種算 法可以抵消通信時(shí)延的影響，可以根據(jù)預(yù)期完全同步時(shí)鐘斜率， 并且 可以獲得良好的精度，但是始終偏移不能夠被同步。4)4)算法：MTSMTS :SteplStepl:設(shè)置

24、節(jié)點(diǎn)初始值，斜率為1 1,偏移為0 0,設(shè)置全局廣播間 隔T T。T T i (t(t ) )十Step2:Step2:如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)的硬件時(shí)鐘滿足 - N，則該節(jié)點(diǎn)把他的 硬件時(shí)鐘值、斜率和偏移廣播給他的鄰節(jié)點(diǎn)。Step3Step3： i節(jié)點(diǎn)在t ti時(shí)刻收到j(luò)的數(shù)據(jù)包，則i記錄本地的硬件時(shí)鐘i t t 和收到的信息包 j t1 ,(aj(ti),bj(t1)。Step4Step4：如果i有歷史記錄i t t。， j t t。，計(jì)算a am和qj并且刪除 i t to , , j t to 。A. AStep5Step5：判斷qij與1 1之間的關(guān)系，更新(ai,b)，存儲(chǔ)i t ti , , j t ti 。WMTSWMTS :StepiStepi:設(shè)置節(jié)點(diǎn)初始值，斜率為1 1，