无线传感器网络时间同步协议的改进策略

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1、计算机学报CHINESEJOURNALOFCOMPUTERS无线传感器网络时间同步协议的改进策略徐朝农W赵磊"徐勇军2李晓维""(中国科学院计算技术研究所计算机系统结构重点实验室北京100080)卸(合肥工业大学计算机与信息学院合肥230009)刃(中国科学院硏究生院北京IOOO39)摘要鉴于NTP和无线传感器网络时间同步协议的相似性，提出把NTP中的时间过滤、时间选择和时间组合算法简化后应用于无线传感器网络时间同步协议中以提高同步精度的策略•作为例证，将时间组合算法简化后引入BTS协议中•模拟的结果表明:在由"个Mica2节点组成的8跳网络内,除抗拒节点的同步误差保持不变外，

2、其余节点的同步误差减小至改进前的67170%〜91158%；具有相同跳距的节点的平均同步误差随跳距的增加率由1918减小至1515“乂跳；同时没有额外的报文开销.理论分析表明：同步精度的提高得益于应用时间组合算法所导致的节点时间偏移量均方差的减小.吴键词无线传感器网络;时间同步;网络时间协议;同步性;低功耗中图法分类号TP393ATimeSynchronizationImprovementStrategyforWirelessSensorNetworksXUChao2Nong°,2),3)ZHAOLei0⑶XUYong2Junb,3)LIXiao2Weir),3)l)(KeyL

3、aboratoryofCompalerArchitecture,InstituteofCompulingTechnology,ChineseAcademyofSciences.Beijing100080)2)(SchoolofComputerScienceandInformationTechnology,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009)(GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences・Beijing100039)AbstractTakingthesimilaritybetweenNTP(N

4、etworkTimeProtocol)andtimesynchronizationprotocolinWSN(WirelessSensorNetworks)intoconsideration,theauthorsproposeastrategyofintroducingsimplifiedalgorithmsinNTPsuchasclockfiltering,clockselectionandclockcom2biningalgorithmintoWSNtoimprovesynchronizationprecision.Asaproof,asimplifiedclockcomb

5、iningalgorithminNTPisintroducedintoBTS(BroadcastTimeSynchronization)protocol.Simulationresultrevealsthatina82hopnetworkconsistof81Mica2sensornodes,thesynchroni2zationerrorofeverysensornodevariesfrom67170%to91158%ofthatinBTS,exceptforsomeresisternodeswhosesynchronizationerrorskeepunchanged.Fo

6、rallsensornodeswithsamehopdistancefromthetimebeaconnode,theratiooftheiraveragesynchronizationerrortohopdis2tanceswitchesfrom1918to1515/zsperhop.Furthermore,theseimprovementscostnoextrawirelesstransmissions.Theoreticalanalysisshowsthattheseimprovementsareduetothede2creaseofthestandarddeviatio

7、nofthenode'stimeoffsetwiththetimebeacon,whichistheresultoftheapplyingtimecombinationalgorithm.Keywordswirelesssensornetwork;timesynchronization;networktimeprotocol;synchronicity;lowpower收槁日期：2006203227;修改槁收到日期：2006211202.本课题得到国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金(2