[發(fā)明專利]一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速收斂的一致性時間同步方法

有效

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• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111385825B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳維興;劉清濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國民航大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W56/00;H04W84/18
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

本發(fā)明提供了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速收斂的一致性時間同步方法。其包括對兩跳鄰居節(jié)點間虛擬鏈路的構(gòu)建以擴大節(jié)點參考范圍，以及在此基礎(chǔ)上考慮延遲情況下的一致性迭代更新步驟。在現(xiàn)有方法參考節(jié)點只考慮單跳節(jié)點的基礎(chǔ)上，基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)兩跳鄰居節(jié)點間的虛擬鏈路構(gòu)建來增加兩跳鄰居節(jié)點來優(yōu)化一致性時間同步方法的收斂性能,并對其在延遲情況下進行相對時鐘偏斜的更新改進,在收斂速度方面有良好改善。與現(xiàn)有其他方法相比如平均一致性時間同步方法ATS,本發(fā)明有效地提高了收斂速度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速收斂的一致性時間同步方法。

背景技術(shù)

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless?Sensor?Networks,WSNs)是一種通過分布式地感知、采集與處理所監(jiān)測環(huán)境信息的網(wǎng)絡(luò)，目前已得到廣泛應(yīng)用，時間同步是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)支撐技術(shù)。時間同步是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)融合、協(xié)同監(jiān)測、節(jié)點定位、智能休眠、避免通信沖突等應(yīng)用實現(xiàn)的基礎(chǔ)與前提。收斂速度對于時間同步算法是非常重要的，在WSNs應(yīng)用中，特別是大規(guī)模的WSNs，快速收斂時間同步算法對于應(yīng)用的順利執(zhí)行是非常必要的。更快的一致性算法需要更少的同步周期達到時間同步，同時，能夠快速適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)與時間偏斜的變化。平均一致性時間同步算法相比其他算法更具魯棒性，但由于分布式同步協(xié)議主要基于全局節(jié)點進行時間擴散和不停地同步迭代，分布式時間同步協(xié)議的收斂速度相對于經(jīng)典的時間同步算法來說比較慢，所以需要找到一種新的一致性時間同步方法以實現(xiàn)快速收斂。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速收斂的一致性時間同步方法。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)快速收斂的一致性時間同步方法包括按順序進行的下列步驟：

步驟1：初始化無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中任意一個節(jié)點i初始時刻的邏輯時鐘偏斜為1，邏輯時鐘偏移為0，節(jié)點間的相對時鐘偏斜α_ij為1，令節(jié)點的廣播周期為T；

步驟2：節(jié)點i在時刻τ_i(t)＝lT,l∈N⁺，即在第l個廣播周期T內(nèi)，廣播包括其本地時鐘τ_i(t_l)、邏輯時鐘偏斜和邏輯時鐘偏移在內(nèi)的時鐘信息，并記錄下當前節(jié)點間的相對時鐘偏斜α_ij(t_l)；

步驟3：當鄰居節(jié)點j，j∈N_i接收到上述時鐘信息τ_i(t_l),后，生成其本身的時鐘信息τ_j(t_l),，并記錄下當前節(jié)點間的相對時鐘偏斜α_ji(t_l)，然后將鄰居節(jié)點j和節(jié)點i的時鐘信息組合成新的組合時鐘信息τ_i(t_l),τ_j(t_l)；并廣播給其鄰居節(jié)點；