1.基于定时响应的工业无线传感网时钟频率偏移估计方法,其特征在于,在无线传感网中,当网络中任意待同步节点S需要与参考节点R实现同步时,节点间利用单向数据包+ACK的通信方式进行双向通信,时间同步参数的估计无需依赖交互诸多的时间戳信息,由于无需时间戳交换,因此同步功能能嵌入到现有的数据交互过程中,参考节点R在接收到待同步节点S发送的数据包消息后,根据接收到的数据包序列号Seq,采用相应规则,使得定时响应时间间隔出现两个或两个以上的不同值,该方法具体包括以下步骤:S1:时钟频率偏移的估计伴随着节点的数据包收发进行,假设待同步节点S在其本地时间 时刻,向参考节点R发送一个数据包,并记录发送时刻S2:参考节点R和待同步节点S的晶振具有不同的频率,若fR表示参考节点R的晶振频率,而fS代表待同步节点S的晶振频率,参考节点R在接收到待同步节点S发送的数据包时,记录其本地时间 受数据包传输过程的固定时延d1和上行随机时延Xi影响,则有其中, 表示待同步节点S相对于参考节点R的时钟频率偏移, 表示t0时刻的初始时钟相位偏移,Xi表示上行随机时延,服从独立同分布的高斯变量,d1表示数据包传输过程的固定时延;
参考节点R在定时响应间隔时间wi后回复一个ACK消息给待同步节点S,同时记录下返回ACK消息的本地时间 定时响应时间间隔wi的大小由参考节点R每周期接收到的数据包序列号与定时响应的相应规则求得;
S3:待同步节点S在接收到参考节点R的ACK消息时,记录其本地时间 假设ACK消息在传输过程的固定时延d2等于数据包传输过程的固定时延d1减去一个常数值m,即d2=d1‑m;同理,受传输过程的固定时延d2和下行链路随机时延Yi影响,则有时间戳关系表达式:其中,Yi是下行链路随机时延,服从独立同分布的高斯变量;
S4:重复上述步骤S1~S3,若取 利用矩阵存入时间戳 以及参考节点R的不同定时响应间隔时间wi,则N个周期后,能够估计出时钟同步参数,其中i=1,…,N:时钟频率偏移α和数据包传播过程的固定时延d1,公式如下:其中, 是时钟频率偏移的估计量, 是数据包传输过程的固定时延估计量,Zi=Xi+Yi2
为随机变量,它服从数学期望为0、方差为σ的高斯分布;
步骤S2中,所述的定时响应时间间隔wi的大小,由相应规则,得到两个或两个以上的不同值;当参考节点R每周期接收到的数据包序列号Seq对i取模,且i≥2时,相应的规则为:当序列号Seq%i=0时,返回ACK的定时响应时间间隔为w’1;
当序列号Seq%i=1时,返回ACK的定时响应时间间隔为w’2;
当序列号Seq%i=2时,返回ACK的定时响应时间间隔为w’3;
…;
当序列号Seq%i=i‑2时,返回ACK的定时响应时间间隔为w’i‑1;
当序列号Seq%i=i‑1时,返回ACK的定时响应时间间隔为w’i。