簡論無線傳感網絡時間同步的問題

　　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.Krohn等人提出了在物理層
物理層

　　物理層是TCP/IP 網絡模型的第一層,它雖然處于最底層,卻是整個通信系統的基礎, 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據通信提供傳輸媒體及 互連設備,為數據傳輸提供可靠的環境。

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。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的報文發送時間，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。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代表節點A與節點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：