无线传感器网络跨层服务优化时间同步机制

摘要

针对无线传感器网络时间同步技术对采集时间数据依赖性强的问题,提出一种跨层服务优化时间同步机制.该技术首先对无线传感器网络链路层MAC层协议帧报头进行有效分片,利用区域划分技术重新定义网络覆盖范围.然后,对MAC层超帧结构进行调整,通过时隙退避算法解决网络中存在的隐藏节点问题.在完成MAC层优化后,在网内区域节点发送广播消息帧结构中加入时间戳,通过时间戳记录接收消息时间数据.最后,通过聚类技术对所有接收误差数据进行过滤,得到时间同步有效数据,进而补偿同步时钟漂移.仿真结果显示,在不同网络规模下与传统同步方案相比,该机制同步精度提高了8μs,收敛时间降低了10％,能量消耗不到150 mW.上述结果表明,该技术在保证时间同步精度的同时,缩短了同步收敛时间,降低了网络能量消耗.