无线传感器网络同步算法的研究与探讨※＊

徐雄伟，王平，徐世武，黄晞

（福建师范大学 物理与光电信息科技学院，福州 350007）

引 言

无线传感器网络技术融合了传感器、低功耗嵌入式计算器、无线网络和通信、分布式信息处理等技术，利用传感节点通过自组网络对监测对象进行实时监测、感知和采集，在环境、资源、智能交通、矿井安全等领域都有着良好的应用前景，是近年来国内外信息领域研究和竞争的焦点。而时间同步技术是无线传感器网络中一项非常关键的基础技术。网络时间协议 NTP［1］（Network Time Protocol）是传统网络的时间同步协议，最早由美国Delaware大学的Mill教授提出。然而NTP是应传统网络的能量效率、网络动态、基础设施和系统而构建，因此并不适合低功耗、低成本、微型化、高集成、协作式多跳自组织的无线传感器网络。另外，无线传感器网络时间同步算法还要考虑能量消耗、可拓展性、精确度、鲁棒性等问题，这些都对无线传感器网络的时间同步算法提出了新的要求和挑战。

在2002年的HotNets上，J Elson和Kay Romer首次提出并阐述了无线传感器网络时间同步技术的课题，在国际上引发了广泛的关注和思考，吸引了许多大学和研究机构参与研究，已经提出许多种不同的实现算法及改进算法，典型的有RBS［2］算法、TPSN［3］算法、还有TDP［4］算法、FTSP［5］算法、DMTS［6］算法、LTS［7］算法、TS／MS［8］算法、HRTS［9］算法、OFDC［10］算法、CHTS［11］算法、CRIT［12］算法以及最新的基于萤火虫技术和协作技术的时间同步算法等。

1 概念与定义

在计算机体系结构中，时钟通常用晶体振荡器脉冲来度量，即

式中C（t）为构造的本地时钟，t为真实时间变量，k为依赖于晶振的物理特性常量，ω（τ）为晶振的频率，间隔c（t）－c（t0）被用来作为度量时间。……