信號級時間同步與消息級時間同步
發布時間:2015/2/21 10:55:35 訪問次數:632
無線傳感器網絡的不同應用對時間同步的精度有著不同的要求。有些應用對于時間同步有著較高的要求,必須達到較高的精度。例如, AD73360LAR在無線傳感器網絡中使用基于TDOA原理的定位技術進行定位時,由于節點用目標信號的到達時間來進行距離測量,不同節點的時鐘基準若存在較大偏差,將會在計算信號到達不同節點的距離差時引入較大的誤差。如果兩個節點的時鐘相差ltrs,按照電波傳播速度為3 xl08m/s計算,那么距離差測量結果就存在300m誤差,這會給最后的定位性能帶來很大影響。因此,這類應用中時間同步必須達到較高的精度,節點通常可以利用外部信號源(如GPS)信號來使本地時鐘與外部時鐘源同步,或者利用其他節點發送信號的載波、碼片等信息進行時間同步。對于這類時間同步可以稱為信號時間同步。
某些應用中節點對時間同步精度的要求并不是很高,例如,對節點的休眠調度、確定網絡中事件發生的時間等。此時可以依照一定的協議或規則在節點間交換含有時間信息的消息,每個節點依據這些時間信息確定自己時鐘與其他節點或某個標準時間之間的偏差,調整自己的時鐘達到時間同步。此時用來完成同步的
時問信息并不是來自信號參數,而是來自消息中包含的內容,因此這類時間同步方法可以稱為消息級時間同步。無線傳感器網絡中的時間同步大部分為消息級時 間同步。
以上分析了傳感器網絡中時間同步問題的必要性,并且為時間同步建立了系統模型以便為后面的分析建立基礎。傳感器網絡自身的特點決定了在傳感器節點間建立并維護時間同步將面臨許多其他系統中所沒有的困難:通常傳感器節點受到成本和尺寸等因素的制約都會采用較低端的晶振,這帶來了相對較大的時鐘漂移和經常發生的時鐘跳變;由于傳感器網絡布設環境的制約,節點間通信鏈路易受噪聲干擾,一些節點可能失去同步;由于網絡中經常出現失效的節點,如果使用單一節點作為時鐘基準將無法保證同步的可靠性;無法保證在所有節點間周期性的交換信息,甚至某些節點間根本不存在通信鏈路;節點間的消息時延也具有
隨機性。因此,傳感器網絡中的時間同步是一個值得深入研究問題。
無線傳感器網絡的不同應用對時間同步的精度有著不同的要求。有些應用對于時間同步有著較高的要求,必須達到較高的精度。例如, AD73360LAR在無線傳感器網絡中使用基于TDOA原理的定位技術進行定位時,由于節點用目標信號的到達時間來進行距離測量,不同節點的時鐘基準若存在較大偏差,將會在計算信號到達不同節點的距離差時引入較大的誤差。如果兩個節點的時鐘相差ltrs,按照電波傳播速度為3 xl08m/s計算,那么距離差測量結果就存在300m誤差,這會給最后的定位性能帶來很大影響。因此,這類應用中時間同步必須達到較高的精度,節點通常可以利用外部信號源(如GPS)信號來使本地時鐘與外部時鐘源同步,或者利用其他節點發送信號的載波、碼片等信息進行時間同步。對于這類時間同步可以稱為信號時間同步。
某些應用中節點對時間同步精度的要求并不是很高,例如,對節點的休眠調度、確定網絡中事件發生的時間等。此時可以依照一定的協議或規則在節點間交換含有時間信息的消息,每個節點依據這些時間信息確定自己時鐘與其他節點或某個標準時間之間的偏差,調整自己的時鐘達到時間同步。此時用來完成同步的
時問信息并不是來自信號參數,而是來自消息中包含的內容,因此這類時間同步方法可以稱為消息級時間同步。無線傳感器網絡中的時間同步大部分為消息級時 間同步。
以上分析了傳感器網絡中時間同步問題的必要性,并且為時間同步建立了系統模型以便為后面的分析建立基礎。傳感器網絡自身的特點決定了在傳感器節點間建立并維護時間同步將面臨許多其他系統中所沒有的困難:通常傳感器節點受到成本和尺寸等因素的制約都會采用較低端的晶振,這帶來了相對較大的時鐘漂移和經常發生的時鐘跳變;由于傳感器網絡布設環境的制約,節點間通信鏈路易受噪聲干擾,一些節點可能失去同步;由于網絡中經常出現失效的節點,如果使用單一節點作為時鐘基準將無法保證同步的可靠性;無法保證在所有節點間周期性的交換信息,甚至某些節點間根本不存在通信鏈路;節點間的消息時延也具有
隨機性。因此,傳感器網絡中的時間同步是一個值得深入研究問題。