[发明专利]通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法

权利要求书

1.一种通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法，包括如下步骤：

(1)根据网络中传感器节点间的通信关系，将无线传感器网络划分成互连相交的若干簇，每个簇内都设有一个发报机；

(2)利用发报机向物理信道广播一次同步信令，簇内所有节点在同一时刻接收到来自信道的同步信令，并分别记录各自接到同步信令的本地时间；

(3)簇内的起始节点向其邻近节点发送一个记录本地时间的数据包，该邻近节点将记录的本地时间和接收到的时间一同集成数据包传送给它的邻近节点，以此类推，直到簇内最后一个节点接收到数据包，停止传送，即最后这个节点知道了步骤(2)中记录的所有的本地时间；

(4)簇内最后一个节点计算出所有本地时间的平均值，并根据此平均值增加或减小自己本地时钟的相位，以使自己的本地时钟更新到该时间平均值，同时将该平均值发送给起始节点；

(5)起始节点将接收到的时间平均值作为基准时间，增加或减小自己的本地时钟的相位，以使自己的本地时钟更新到此时间平均值，同时将此时间平均值传送给它的邻近节点；

(6)起始节点的邻近节点根据接收到的时间平均值，增加或减小自己的本地时钟的相位，以使自己的本地时钟更新到此时间平均值，同时将该时间平均值发送给自己的临近节点，以此类推，直到簇内所有节点都更新自己的本地时钟，停止传送，即簇同步于时间平均值；

(7)重复步骤(2)～(6)，依次进行各个簇内节点的局部同步；

(8)根据实际应用中网络允许的误差范围，设定阈值，重复步骤(7)，直到网络节点间的同步误差达到设定阈值时，停止循环，由于簇与簇之间存在交叉重叠而具有关联性，簇内时间平均值高的逐渐向低逼近，簇内时间平均值低的逐渐向高逼近，最后所有网络节点逐渐折中收敛于整个网络时间的平均值，则实现了整个网络的全局时钟同步。

2.根据权利要求1所述的通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法，其中步骤(1)所述的将无线传感器网络划分成互连相交的若干簇，是指将无线传感器网络划分成由能直接两两通信的节点组成的一个完全通信网络，该完全通信网络所有节点在同一时刻接收到来自物理信道的同步信令。

3.根据权利要求1所述的通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法，其中步骤(2)所述的利用发报机向物理信道广播一次同步信令，是指发报机广播的同步信令经过相同的发送时间和访问时间到达网关，再经传播时间和接收时间到达各个接收节点。

4.根据权利要求1所述的通过簇平均实现无线传感器网络平均时钟同步的方法，其中步骤(2)所涉及的同步信令，是指一种不包含任何时间信息的请求或确定信号，以便接收节点在同一时刻记录各自的本地时间，确保这些本地时间的差值是由时钟的不同步造成的，而不考虑通信时延。