[发明专利]一种无线传感器网络时间同步性能评估方法及系统

权利要求书

1.一种无线传感器网络时间同步性能评估方法，其特征在于，包括：

获取不同评估时刻各节点的系统时钟的计数值；

根据不同评估时刻各节点的系统时钟的计数值，利用数学规划手段对节点同步后的系统时钟的振荡周期及初始相位进行约束，得到各节点的系统同步的振荡周期及初始相位的最优估计；

根据得到的系统同步的振荡周期及初始相位的最优估计，对各节点的时间同步性能进行评估。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络时间同步性能评估方法，其特征在于，所述获取不同评估时刻各节点的系统时钟的计数值包括：

接收读指示信号，读取各节点的系统时钟的计数值；

获取各节点的评估时间，所述各节点的评估时间表示为：

t_j＝τ_j⁽ⁱ⁾+(n_j⁽ⁱ⁾T⁽ⁱ⁾+θ⁽ⁱ⁾)

式中，i表示节点的编号，j表示通信次数的编号，t_j表示第j次通信的评估时间，τ_j⁽ⁱ⁾表示第i节点第j次从请求时刻到节点取得内部系统时间时刻之间的响应延时，n_j⁽ⁱ⁾表示第i节点第j次系统时钟的计数值，n_j⁽ⁱ⁾是节点用于表示系统时间的整数值，T⁽ⁱ⁾表示第i节点的系统时钟的振荡周期，θ⁽ⁱ⁾表示第i节点的系统时钟的初始相位。

3.根据权利要求1所述的无线传感器网络时间同步性能评估方法，其特征在于，所述根据不同评估时刻各节点的系统时钟的计数值，利用数学规划手段对节点同步后的系统时钟的振荡周期及初始相位进行约束，得到各节点的系统同步的振荡周期及初始相位的最优估计包括：

根据获取到的不同评估时刻各节点的系统时钟的计数值，确定求解各节点的系统时钟的振荡周期及初始相位的最优估计的目标函数及所述目标函数的约束条件；

在各节点的目标函数取最小值时，对每个节点的系统时钟的振荡周期及初始相位不断进行约束，将系统时钟的振荡周期及初始相位的变化范围约束在预设范围内，得到各节点的系统时钟的振荡周期及初始相位的最优估计。

4.根据权利要求3所述的无线传感器网络时间同步性能评估方法，其特征在于，所述目标函数为：

z⁽ⁱ⁾＝τ_j⁽ⁱ⁾；

所述目标函数的约束条件为：

式中，i表示节点的编号，j表示通信次数的编号，t_j表示第j次通信的评估时间，τ_j⁽ⁱ⁾表示第i节点第j次从请求时刻到节点取得内部系统时间时刻之间的响应延时，n_j⁽ⁱ⁾表示第i节点第j次系统时钟的计数值，n_j⁽ⁱ⁾是节点用于表示系统时间的整数值，T⁽ⁱ⁾表示第i节点的系统时钟的振荡周期，θ⁽ⁱ⁾表示第i节点的系统时钟的初始相位。

5.根据权利要求1所述的无线传感器网络时间同步性能评估方法，其特征在于，所述根据得到的各节点的系统同步的振荡周期及初始相位的最优估计，对各节点的时间同步性能进行评估包括：

若得到的各节点的系统同步的振荡周期及初始相位均相同，则表明所有节点达到完全同步；

若得到的各节点的系统同步的振荡周期及初始相位之间存在偏差，则对该偏差进行分析，对各节点的时间同步性能进行评估。