基于韦伯分布模型的DMTS时间同步算法研究

郑顾平　李强　刘兆雄

【摘 要】 在无线传感器网络的众多时间同步算法中，延迟测量时间同步（DMTS）算法具有原理简单、计算复杂度低以及能耗小等优点而被广泛应用，但其精度和稳定性不足。通过对传输过程的时延组成进行分析，引入时延参数改进DMTS模型，提出基于韦伯分布模型的DMTS时间同步算法（WDMTS）。采用韦伯分布模型对时延参数进行建模，利用最大似然估计法计算时间同步误差的无偏估计，通过Matlab仿真实验以及在CC2430平台下进行的物理实验与DMTS方法进行比较，结果表明该算法具有更高的精度和更好的稳定性。

【关键词】 无线传感器网络 时间同步 延迟测量时间同步算法 韦伯分布

随着微机电系统、传感器技术、低功耗嵌入式开发技术、无线通信以及现代信息处理等技术的不断发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）应运而生并被不断完善。无线传感器网络由大量微型传感器节点组成，传感器节点完成对监测区域内目标数据的采集，通过无线通信方式形成一个多跳自组织网络，具有低成本、分布式和自组织的特点，在军事、航空、环境、工业、医疗等领域具备很大的应用价值。

时间同步技术对于WSN具有重要意义。作为一种分布式的无线自组织网络，WSN中节点采集到的数据需要包括准确的时间和位置信息，此外，传感器节点的TDMA定时、数据融合、协同休眠等功能均需要时间同步技术的支撑。由于每个节点均会受到通信能力、计算能力以及价格等限制，这使得全球定位系统（GPS）、广播报时技术以及Internet中的NTP协议等不再试用于WSN中[1]。……