[发明专利]一种按需分层无线传感器网络时间同步方法

权利要求书

1.一种按需分层无线传感器网络时间同步方法，其特征在于：分层时间同步方法包括：根据不同的网络层次和网络结构分层应用不同的时间同步方法，在节点内部建立缓存区，缓存样本数据；设定窗口长度参数，并对在窗口内的样本进行最大似然估计，得出时钟偏差和链路延迟均值；分层时间同步方法分为三个阶段，分别为层次发现阶段、算法决定阶段、时间同步阶段；

所述的层次发现阶段，需要在所有节点中记录一个算法标志位，仅能取值0或1；所述的标志位的设定方法：根据无线传感器网络应用环境、拓扑结构及同步要求进行更改；在无线传感器网络的中，当网关节点和簇首节点间保持较高精度，对底层网络同步精度要求不高时，终端节点设置算法标志位为1以使用I-RBS算法，主干网络中设置算法标志位为0以使用MLE-TPSN算法；当在局部范围内保持很高精度，在主干网络要求精度不高时，设定终端节点算法标志位为0以使用MLE-TPSN算法，设定网关节点和簇首节点的算法标志位为1以使用I-RBS算法；

所述的算法决定阶段，根据标志位设定所需使用的算法；

相邻两层节点只要有一层节点为1则使用I-RBS算法；均不为1则采用MLE-TPSN算法，且在使用MLE-TPSN的层次运用下式计算结果：

ΦMLE=d^MLEφ^MLEλ^MLE=12M(1)+N(1)M(1)-N(1)M-+N--(M(1)+N(1))---(1)]]>

其中，T_1,k、T_2,k、T_3,k、T_4,k为时间戳，M_k＝T_2,k-T_1,k，N_k＝T_4,k-T_3,k，M₍₁₎＝min_1≤i≤nM_(i)，N₍₁₎＝min_1≤i≤nN_(i)，和分别是数据和的样本均值；d为固定部分延迟，X_k'、Y_k'为可变部分延迟，且其分布均为均值为λ的指数分布，φ是节点间的时钟偏移，计算出结果后，由下层节点根据计算参数向上层节点同步；

在使用I-RBS的层次运用下式计算结果：

需调整值=（T'_1,k-T'_2,k）+（T'_4,k-T'_2,k）   （2）

其中，T'_1,k、T'_2,k、T'_3,k和T'_4,k均为时间戳；

或者，所述方法的相邻两层只要有一层节点为0则使用I-RBS算法，均不为0则采用MLE-TPSN算法；

所述的时间同步阶段，根据一定样本量估计出时间同步时的参数，以便下层节点向上层节点同步。