在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中插入非同步節(jié)點該如何保持同步精確度？

　　選擇WSN的晶格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是因為它通常被用于WSN的測量應(yīng)用中，也允許：1）試驗可重復(fù)；2）從不同的節(jié)點同步傳輸數(shù)據(jù)；3）可選擇路徑以防節(jié)點失敗。

　　10×10節(jié)點的晶格拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被用來做這次的測試，所有節(jié)點和節(jié)點100的延遲假定在考慮中。值得注意的是，選擇一個不同的參考節(jié)點只會在節(jié)點之間的延遲的趨勢增加一個偏移量，但不會改變延遲的統(tǒng)計特性。這就保證了我們發(fā)現(xiàn)的性能和特征在廣泛意義上是普遍適用的，不會因為個體差異有特別大的變化。

　　在ASN同步之后3000s實現(xiàn)了NSN的插入?？梢哉J(rèn)為如果任何一對節(jié)點之間的延遲在等同于3σs時相應(yīng)的30Tclk條件下在容錯范圍內(nèi)變化，那么同步是可以實現(xiàn)的。容錯范圍是根據(jù)在一些控制應(yīng)用中的σs選擇的。考慮到NSN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的空間分布，進(jìn)行了4次實驗，如上面的圖所示，由黑色的節(jié)點標(biāo)明。選擇這種NSN的空間分布是因為他們是基本的分布，更復(fù)雜的情況可以通過結(jié)合和改變它們來獲得。

　　下面的表展示了每個實驗的數(shù)據(jù)：采用或不采用所提出的程序來過濾來自NSN的信息時，所有節(jié)點和節(jié)點100之間的時間延遲的趨勢。NSN的延遲的趨勢用黑色粗體線條描繪。這種情況下提出的程序是不能用的，ASN之間的同步精確度并不會被保存：ASN之間的時間延遲已經(jīng)超過了容錯范圍，不被我們所允許考慮。在這種情況下，提出的程序是可以用的：ASN之間的同步精確度可以保存并且NSN會向基于ASN的時鐘時間值的參考時間收斂。

　　在試驗1和試驗2中，ASN幾乎都和3個NSN、5個ASN連接。在兩次實驗中，ASN之間的同步精確度只有在使用所提出的過濾程序時才被保存。在試驗3中，節(jié)點65僅與NSN連接。采用所提出的程序，只有節(jié)點65的同步精確度降低了，其他的ASN保持不變。不適用所提出的程序的話，所有的ASN同步精確度都會降低。

　　在測試4中，節(jié)點65和7個NSN、1個ASN連接，節(jié)點55和4個NSN、4個ASN連接。使用所提出的程序，只有節(jié)點65降低了同步精確度，其他ASN保持不變。不適用所提出的程序，所有ASN的同步精確度都降低了。

　　在所有的測試中，采用所提出的程序同步WSN的時間間隔對于不采用時的情況減少了超過50%。每個NSN執(zhí)行相同的ASN同步程序的事實證明以上觀點，因此每個NSN從I（tk）執(zhí)行它自己的值，而且只基于ASN計算α^j（tk）和o^j（tk）。最終的效果是：1）NSN不會影響ASN，因為它的信息被忽略了；2）ASN在NSN加速向參考時間收斂時有強(qiáng)烈影響。

　　進(jìn)一步的測試通過考慮全連接拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和插入不同比例的NSN來執(zhí)行。由于NSN的全連接，節(jié)點的分布對同步精確度沒有影響。因此，這些測試提供指示，得知關(guān)于ASN所選擇的NSN的空間分布是否會擾動ASN的同步精確度。

　　NSN的空間分布是隨機(jī)選取的。采用所提出的程序，ASN的同步精確度不會受到擾動，直至60%的NSN節(jié)點被插入。不采用所提出的程序，5%的NSN節(jié)點被插入時就會降低ASN的同步精確度。此外，還可以指出的是，在不采用所提出的程序的示例中，在NSN插入后WSN同步所需的時間間隔是由NSN的數(shù)量決定的，而在采用所提出的程序時是獨立的。當(dāng)解決方案是TO=2 s時估測出ΔTIS。ΔTIS的改變?nèi)Q于同步周期TP=10 s。事實上，在案例中有些NSN是在 tk前添加進(jìn)來的，它們在 tk時開始同步，其他的在tk+1=tk+Tp。因此，ΔTIS最大的變化是12s.