時(shí)間同步協(xié)議
發(fā)布時(shí)間:2012/3/31 20:54:30 訪問次數(shù):1928
時(shí)間同步一般理解為使許多節(jié)MP1410ES-LF-Z 點(diǎn)的時(shí)鐘顯示相同的時(shí)間,實(shí)際上有很多種不同類型的同步。下面對(duì)各種同步方法進(jìn)行整體的介紹。在為給定的應(yīng)用選擇同步算法時(shí),要在最大程度滿足應(yīng)用的同時(shí)盡可能將計(jì)算、存儲(chǔ),尤其是能量開銷降到最低。
(1)時(shí)鐘速率同步與偏移同步
速率同步是指各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)測(cè)量所得的時(shí)間間隔相等,如式(4-35)所示:
在目標(biāo)跟蹤、定位等應(yīng)用中,節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘速率同步是最低的同步要求。
偏移同步是指?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)刻f的時(shí)鐘時(shí)間顯示相等,即在時(shí)刻f傳感器節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘讀出時(shí)間同為丁,而不管時(shí)鐘速率是否同步,如式(4-36)所示:
偏移同步對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)間的時(shí)戳結(jié)合是必須的。
(2)同步期限:長(zhǎng)期同步與按需同步
時(shí)間同步的同步期限是指同步要保持的時(shí)間長(zhǎng)短。在長(zhǎng)期同步的情況下,維持同步的代價(jià)是很大的,隨著時(shí)間的推移,節(jié)點(diǎn)間誤差逐漸增加,可能還需要周期性地再同步。
按需同步是指?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)的時(shí)間在相關(guān)事件發(fā)生前后進(jìn)行同步,它不需要大量的維護(hù)同步的通信開銷,節(jié)省了通信帶寬和節(jié)點(diǎn)能量。對(duì)一些傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,按需同步效率更高。在沒有事件發(fā)生時(shí),沒必要保持同步,這樣可以降低通信開銷進(jìn)而降低能量開銷。按需同步有兩種:事件觸發(fā)型和時(shí)間觸發(fā)型。
(3)同步范圍:全網(wǎng)同步與局部同步
同步范圍是定義網(wǎng)絡(luò)中哪些節(jié)點(diǎn)是需要同步的。在有些情況下,范圍可能純粹是地理上的距離。而在其他情況下,邏輯距離更有用,如網(wǎng)絡(luò)中的跳數(shù)。這兩種形式在傳感器網(wǎng)絡(luò)中是有關(guān)聯(lián)的,與節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳輸距離有關(guān)。
根據(jù)不同的應(yīng)用,范圍可能是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)或者部分節(jié)點(diǎn)。事件觸發(fā)型同步僅需要能觀察到事件的一些局部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步。在采用TDMA機(jī)制和基于一個(gè)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的信號(hào)協(xié)同處理等情況下,通?梢圆捎镁植客。單獨(dú)的定位事件僅需要小范圍的同步,等于傳感器聲音探測(cè)范圍,監(jiān)聽不到的節(jié)點(diǎn)不能參加源定位,因此也不需要同步。而對(duì)于長(zhǎng)期的目標(biāo)追蹤事件則需要大范圍的同步。
(4)內(nèi)同步和外同步
時(shí)間同步簡(jiǎn)單的意思就是得到正確的時(shí)間,一般這個(gè)正確時(shí)間就是UTC。然而,一些應(yīng)用只需要記錄事件發(fā)生的先后順序以及時(shí)間間隔,并不需要事件發(fā)生的絕對(duì)時(shí)間。這種情況下,只需要內(nèi)同步(相對(duì)同步),網(wǎng)絡(luò)必須內(nèi)部一致,不需要它們與外界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保持一致性。
另一類應(yīng)用要求外同步(絕對(duì)同步),即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要與外部時(shí)間標(biāo)度(如UTC)保持同步。通常的環(huán)境監(jiān)控或者需要數(shù)據(jù)存檔的應(yīng)用中,比較需要外網(wǎng)步,而且要求的同步期限比較長(zhǎng)。
(5)發(fā)送者一接收者同步與接收者一接收者同步
在進(jìn)行發(fā)送者一接收者同步時(shí),發(fā)送者在報(bào)文中嵌入報(bào)文發(fā)送時(shí)間,而接收者在接收到報(bào)文后記錄下接收時(shí)間,并利用這些時(shí)間信息計(jì)算出收發(fā)雙方的時(shí)鐘偏移,進(jìn)而達(dá)到收發(fā)雙方的時(shí)間同步。在進(jìn)行接收者一接收者同步時(shí),發(fā)送者發(fā)送一個(gè)同步報(bào)文到多個(gè)接收者,這些接收者通過對(duì)同一個(gè)報(bào)文時(shí)間的比較,計(jì)算出它們之間的時(shí)鐘偏移,從而達(dá)到接收者 一接收者同步。
時(shí)間同步一般理解為使許多節(jié)MP1410ES-LF-Z 點(diǎn)的時(shí)鐘顯示相同的時(shí)間,實(shí)際上有很多種不同類型的同步。下面對(duì)各種同步方法進(jìn)行整體的介紹。在為給定的應(yīng)用選擇同步算法時(shí),要在最大程度滿足應(yīng)用的同時(shí)盡可能將計(jì)算、存儲(chǔ),尤其是能量開銷降到最低。
(1)時(shí)鐘速率同步與偏移同步
速率同步是指各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)測(cè)量所得的時(shí)間間隔相等,如式(4-35)所示:
在目標(biāo)跟蹤、定位等應(yīng)用中,節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘速率同步是最低的同步要求。
偏移同步是指?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)在當(dāng)前時(shí)刻f的時(shí)鐘時(shí)間顯示相等,即在時(shí)刻f傳感器節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘讀出時(shí)間同為丁,而不管時(shí)鐘速率是否同步,如式(4-36)所示:
偏移同步對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)間的時(shí)戳結(jié)合是必須的。
(2)同步期限:長(zhǎng)期同步與按需同步
時(shí)間同步的同步期限是指同步要保持的時(shí)間長(zhǎng)短。在長(zhǎng)期同步的情況下,維持同步的代價(jià)是很大的,隨著時(shí)間的推移,節(jié)點(diǎn)間誤差逐漸增加,可能還需要周期性地再同步。
按需同步是指?jìng)鞲衅鞴?jié)點(diǎn)的時(shí)間在相關(guān)事件發(fā)生前后進(jìn)行同步,它不需要大量的維護(hù)同步的通信開銷,節(jié)省了通信帶寬和節(jié)點(diǎn)能量。對(duì)一些傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,按需同步效率更高。在沒有事件發(fā)生時(shí),沒必要保持同步,這樣可以降低通信開銷進(jìn)而降低能量開銷。按需同步有兩種:事件觸發(fā)型和時(shí)間觸發(fā)型。
(3)同步范圍:全網(wǎng)同步與局部同步
同步范圍是定義網(wǎng)絡(luò)中哪些節(jié)點(diǎn)是需要同步的。在有些情況下,范圍可能純粹是地理上的距離。而在其他情況下,邏輯距離更有用,如網(wǎng)絡(luò)中的跳數(shù)。這兩種形式在傳感器網(wǎng)絡(luò)中是有關(guān)聯(lián)的,與節(jié)點(diǎn)的無(wú)線傳輸距離有關(guān)。
根據(jù)不同的應(yīng)用,范圍可能是網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點(diǎn)或者部分節(jié)點(diǎn)。事件觸發(fā)型同步僅需要能觀察到事件的一些局部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步。在采用TDMA機(jī)制和基于一個(gè)監(jiān)測(cè)目標(biāo)的信號(hào)協(xié)同處理等情況下,通?梢圆捎镁植客。單獨(dú)的定位事件僅需要小范圍的同步,等于傳感器聲音探測(cè)范圍,監(jiān)聽不到的節(jié)點(diǎn)不能參加源定位,因此也不需要同步。而對(duì)于長(zhǎng)期的目標(biāo)追蹤事件則需要大范圍的同步。
(4)內(nèi)同步和外同步
時(shí)間同步簡(jiǎn)單的意思就是得到正確的時(shí)間,一般這個(gè)正確時(shí)間就是UTC。然而,一些應(yīng)用只需要記錄事件發(fā)生的先后順序以及時(shí)間間隔,并不需要事件發(fā)生的絕對(duì)時(shí)間。這種情況下,只需要內(nèi)同步(相對(duì)同步),網(wǎng)絡(luò)必須內(nèi)部一致,不需要它們與外界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保持一致性。
另一類應(yīng)用要求外同步(絕對(duì)同步),即每個(gè)節(jié)點(diǎn)都要與外部時(shí)間標(biāo)度(如UTC)保持同步。通常的環(huán)境監(jiān)控或者需要數(shù)據(jù)存檔的應(yīng)用中,比較需要外網(wǎng)步,而且要求的同步期限比較長(zhǎng)。
(5)發(fā)送者一接收者同步與接收者一接收者同步
在進(jìn)行發(fā)送者一接收者同步時(shí),發(fā)送者在報(bào)文中嵌入報(bào)文發(fā)送時(shí)間,而接收者在接收到報(bào)文后記錄下接收時(shí)間,并利用這些時(shí)間信息計(jì)算出收發(fā)雙方的時(shí)鐘偏移,進(jìn)而達(dá)到收發(fā)雙方的時(shí)間同步。在進(jìn)行接收者一接收者同步時(shí),發(fā)送者發(fā)送一個(gè)同步報(bào)文到多個(gè)接收者,這些接收者通過對(duì)同一個(gè)報(bào)文時(shí)間的比較,計(jì)算出它們之間的時(shí)鐘偏移,從而達(dá)到接收者 一接收者同步。
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