[发明专利]一种无线传感器网络快速收敛的一致性时间同步方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络快速收敛的一致性时间同步方法，其特征在于：所述的无线传感器网络快速收敛的一致性时间同步方法包括按顺序进行的下列步骤：

步骤1：初始化无线传感器网络中任意一个节点i初始时刻的逻辑时钟偏斜为1，逻辑时钟偏移为0，节点间的相对时钟偏斜α_ij为1，令节点的广播周期为T；

步骤2：节点i在时刻τ_i(t)＝lT,l∈N⁺，即在第l个广播周期T内，广播包括其本地时钟τ_i(t_l)、逻辑时钟偏斜和逻辑时钟偏移在内的时钟信息，并记录下当前节点间的相对时钟偏斜α_ij(t_l)；

步骤3：当邻居节点j，j∈N_i接收到上述时钟信息后，生成其本身的时钟信息并记录下当前节点间的相对时钟偏斜α_ji(t_l)，然后将邻居节点j和节点i的时钟信息组合成新的组合时钟信息并广播给其邻居节点；

步骤4：当节点i接收到邻居节点的时钟信息后，此时的信息中包含节点i的邻居节点j的时钟信息和两跳邻居节点k，k∈N_j的时钟信息此时节点i的时钟信息为当前节点间的相对时钟偏斜为α_ij(t_l)，其上一时刻的时钟信息为节点间的相对时钟偏斜为α_ij(t_l-1)；然后根据节点i接收到的邻居节点的时钟信息对节点i、邻居节点j和两跳邻居节点k间的相对时钟偏斜α_ij、逻辑时钟偏斜及逻辑时钟偏移进行估计；

步骤5：根据上述相对时钟偏斜α_ij、逻辑时钟偏斜及逻辑时钟偏移的估计结果，节点i删除并更新上一时刻的时钟信息将更新后的时钟信息导入，待下一步调用；

步骤6：跳转到步骤2循环执行一致性同步；

在步骤4中，所述的对节点i、邻居节点j和两跳邻居节点k间的相对时钟偏斜α_ij、逻辑时钟偏斜及逻辑时钟偏移进行估计的方法是：

S1：相对时钟偏斜估计：

在无延迟的情况下，节点i,j间的相对时钟偏斜α_ij的更新公式为：

在考虑有界延迟情况下，对于单跳邻居节点延迟为对于两跳邻居节点，由于需要中间节点中继，所以需要两步才能完成同步时钟信息的传输，这里忽略中间节点的处理时间Td，所以其延迟为：

节点间延迟主要影响相对时钟偏斜，从而影响逻辑时钟偏斜估计，所以为了避免应用式(1)使同步过程发散，需要对其相对时钟偏斜补偿，采用加权平均的方式对所有相对时钟偏斜取加权平均，其更新公式为：

S2：逻辑时钟偏斜估计：

其中，ρ_α为收敛梯度系数，α_ij为相对时钟偏斜；

S3：逻辑时钟偏移估计：

其中ρ_b为收敛梯度系数。