簡論無線傳感網(wǎng)絡時間同步的問題
1.2.5 協(xié)作同步技術
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,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果。Hu A等人針對節(jié)點密度較高的網(wǎng)絡提出了一種協(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, 正如高速公路和街道是汽車通行的基礎一樣。理層為設備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及 互連設備,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:
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