[发明专利]一种无线传感器网络的时钟同步方法

权利要求书

1.一种无线传感器网络的时钟同步方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：层次发现过程；

把具有层次的网络结构看成生成树，假设树的根节点担任时钟源节点，设其层次号为0；根节点广播一个信息包，包含根节点的ID以及层次号，一旦通信范围内的节点收到信息包，将自己的层次级别设置为信息包中层次号加1；接着，这些节点广播新的包含自己的ID和层次号的信息包，接收到的节点以同样的方式设置自己的层次号，以此类推下去，直到整个网络中的节点都建立自己的层级级别；已有层次号的节点再次接收到广播的信息包时，做忽略处理；

步骤2：同步过程；

从根结点开始，相邻层次的两个节点之间交换包含时间戳的信息包，并且在接收节点处对接收时间进行贝叶斯估计，得到更加准确的接收时间，完成相邻层次的两个节点之间的同步；

步骤3：重复上述步骤2，直到网络中所有节点完成时钟同步过程。

2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络的时钟同步方法，其特征在于，所述方法的步骤2包括：

1)假设节点R和S的层次号分别为第k层和k+1层，同步时，上层节点R广播一个时间同步请求信息包，通知S节点做好时间同步的准备；

2)节点S经过一段随机时间的等待后，在T₁时刻向节点R发送含有时刻T₁的同步信息包；

3)节点R接收到信息包后，使用本地时钟来记录接收时间T₂，且对接收时间T₂行贝叶斯估计，得到更加准确的接收时间T₂'：

4)然后节点R以同样的方式在时刻T₃向节点S发送一个确认消息，该消息中包含(T₁、T₂、T₃)；

5)节点S在T₄时刻用本地时间记录下接收消息的时间T₄，并对T₄进行贝叶斯估计，得到更加准确的接收时间T₄'，

6)计算出新的时间偏移Δ'：节点根据Δ来调整自己的本地时钟。

3.根据权利要求2所述的一种无线传感器网络的时钟同步方法，其特征在于，所述方法的步骤3对接收时间T₂进行贝叶斯估计的方法包括：

所述方法利用消息传递得到的节点时钟值的误差是一个正态分布，即从接收到的时间值中计算出σ₂的值，根据发送时间T₁、接收时间T₂、方差和得到更加准确的接收时间为：

T2′=σ22σ12+σ22T1+σ12σ12+σ22T2]]>

。

4.根据权利要求2所述的一种无线传感器网络的时钟同步方法，其特征在于，所述方法的步骤5中对接收时间T₄进行贝叶斯估计的具体方法为：

T4′=σ42σ32+σ42T3+σ32σ32+σ42T4]]>

。