[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

说明书

本发明提供了一种无线传感器网络快速收敛的一致性时间同步方法。其包括对两跳邻居节点间虚拟链路的构建以扩大节点参考范围，以及在此基础上考虑延迟情况下的一致性迭代更新步骤。在现有方法参考节点只考虑单跳节点的基础上，基于无线传感器网络两跳邻居节点间的虚拟链路构建来增加两跳邻居节点来优化一致性时间同步方法的收敛性能,并对其在延迟情况下进行相对时钟偏斜的更新改进,在收敛速度方面有良好改善。与现有其他方法相比如平均一致性时间同步方法ATS,本发明有效地提高了收敛速度。

技术领域

本发明属于无线传感器网络技术领域,特别是涉及一种无线传感器网络快速收敛的一致性时间同步方法。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一种通过分布式地感知、采集与处理所监测环境信息的网络，目前已得到广泛应用，时间同步是无线传感器网络的基础支撑技术。时间同步是无线传感器网络进行数据融合、协同监测、节点定位、智能休眠、避免通信冲突等应用实现的基础与前提。收敛速度对于时间同步算法是非常重要的，在WSNs应用中，特别是大规模的WSNs，快速收敛时间同步算法对于应用的顺利执行是非常必要的。更快的一致性算法需要更少的同步周期达到时间同步，同时，能够快速适应网络拓扑结构与时间偏斜的变化。平均一致性时间同步算法相比其他算法更具鲁棒性，但由于分布式同步协议主要基于全局节点进行时间扩散和不停地同步迭代，分布式时间同步协议的收敛速度相对于经典的时间同步算法来说比较慢，所以需要找到一种新的一致性时间同步方法以实现快速收敛。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种无线传感器网络快速收敛的一致性时间同步方法。

为了达到上述目的，本发明提供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τ_i(t_l),后，生成其本身的时钟信息τ_j(t_l),，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τ_i(t_l),τ_j(t_l)；并广播给其邻居节点；