無線傳感網絡時間同步研究進展與分析
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1．2．2 RBS算法分析
RBS算法是基于接收者一接收者的同步算法。首先參考節點廣播一個參考分組，當同步節點A收到這個分組，記下自己的本地時鐘為T21，當同步節點B收到這個分組時，也記下自己的本地時鐘為T22，然后同步節點A與同步節點B交換本地時鐘T21與T22，這時其中一個節點只要根據時間差值m=T21-T22，修改自己的時鐘就能達到與另一個節點之間的同步。在多跳網絡中，RBS算法采用多次廣播同步消息，接收節點根據接收到同步消息的平均值，同時采用最小平方線性回歸方法進行線性擬合以減小同步誤差。
1．2．3 DMTS算法分析
DMTS算法是基于發送者一接收者的單向時間同步算法。當發送節點在檢測到通道空閑時，給廣播分組加上時間戳t0，從而排除了發送節點的處理延遲與MAC層的訪問延遲。并假設發送報文的長度為NA個比特(包括前導碼與同步字)，傳送每個比特的時間為t，而接收者在接收完同步字后，記錄下此時的本地時間為t1，并在調整自己的本地時間記錄之前記錄下此時的時刻t2，這時接收節點為了與發送節點達到時間上的同步，可以調整接收節點的時間改為t0+t·NA+(t2-t1)。
從參考文獻中，可以看出，文章作者在加州大學伯克利分校的Mica節點上測試過，TPSN平均單跳誤差為17．61μs，DMTS平均單跳誤差為30μs，RBS平均單跳誤差為6．29μs，TPSN平均4跳誤差為21．43μs，DMTS平均單跳誤差為151μs，RBS平均4跳誤差為9．97μS。
1．2．4 其他算法分析
LTS協議是基于發送～接收同步機制發展而來，提出了集中式和分布式LTS多跳時間同步算法。LTS協議首先把網絡組成廣度優先生成樹拓撲結構，并沿著樹的每條邊進行單跳成對同步。參考節點的子節點同步完成后，又以該節點為參考節點，采用同樣方式繼續同步下去，直到同步完成。
單跳成對同步采用TPSN同步方法。成對同步的次數是邊數的線性函數。Hui Dui等人提出來的HRTS利用了廣播的特性，只需要一次同步過程可以完成一個單跳組網所有節點的同步，進一步降低了LTS協議的功耗。HRTS算法不再采用廣度優先生成樹的邊，采用的是廣度優先生成樹非葉子節點個數的線性函數。相較于LTS協議，HRTS算法以犧牲一定的精確來降低了整個網絡的功耗。
BTS同步方法類似于HRTS算法，也是先建立廣度優先成生樹拓撲結構，只不過BTS采用的是時間轉換技術，以達到整個網絡的時間同步，而HRTS直接對同步節點的本地時間進行修改，得到全網的同步，同步報文個數降為HRTS協議的2／3。
PBS同步算法的思想是參考節點與簇首節點之間采用雙向同步方法，與TPSN相似，其他節點(在兩個節點的通信范圍內)可以偵聽到同步消息，就可以根據接收者一接收者同步方法同步。類似于RBS同步，PBS同步的前提是每個同步節點必須在簇首節點的通信范圍之內。
ETSP算法主要采用的是設置門檻值N來選擇同步算法，當父節點的子節點小于或等于N時，采用接收-接收(RBS)同步模式，否則采用發送-接收(TPSN)同步模式。N值的選擇采用
來計算，式中m=Rx/Tx，Rx為節點的接收次數，Tx為傳播次數。FTSP同步算法精度高的原因是，發送者在發送一個同步請求報文時連續標記了多個時間戳，接收者可以根據這幾個中斷時間計算出更精確的時間偏差。
1．2．5 協作同步技術
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，使同步基準節點能夠把同步消息直接發送到遠方待同步的節點，使遠方節點直接與基準節點同步，消除了同步誤差單跳累加的結果。Hu A等人針對節點密度較高的網絡提出了一種協作同步算法，基本思想是參考節點根據同步周期發出m個同步脈沖，其一跳鄰居節點收到這個消息后保存起來，并根據最近的m個脈沖的發送時刻計算出參考節點的第m+1個同步消息發出的時間，并在計算出來的時刻同步與參考節點同時發送第m+1個同步消息。由于信號疊加，因此同步脈沖可以發送到更遠的節點，當然前提是網絡中節點密度較高的情況。A．Kr-ohn等人提出了在物理層上面實現協作同步，只需要本地消息，避免了額外的消息同步交換開銷。參考文獻證實了協作同步誤差的方差與節點密度呈反比關系。因此節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
根據節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所對應的本地節點所測出的本地時間。SA代表節點A的報文發送時問，AA是發送報文的訪問時間，TA→B是A節點按比特傳輸報文與B節點按比特接收報文所需要的時間，PA→B是節點A傳播到節點B的時間。RB是節點B的報文接收處理過程時間。TN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。
代表節點A與節點B在t1時刻的時偏。
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