王 頲 徐小权 唐晓铭 黄庆卿 李永福

适合关键业务型工业物联网(Industrial internet of things,IIoT) 应用的工业无线传感器网络(Industrial wirelesssensornetworks,IWSN) 需要部署在典型严酷工业环境中,具有关键要求[1].在IIoT 中,数据融合、能量管理、传输调度、定位和追踪协议要求所有的节点运行在公共的时间基准[2].通过使用统计信号处理观点,很多时钟同步协议归类为参数估计问题,已经在不同的网络随机延迟分布下,评估了一些经典协议的性能[3].由于IWSN中存在许多不可靠的因素,例如包延迟、丢失、节点失效等,导致这些同步协议算法的性能大大地降低,甚至算法失败.特别指出,国内学者针对时钟同步问题的前沿理论研究,可参见文献[4].国际前沿研究中,一致性算法[5−6]在分析中没有考虑包延迟,因此,在收敛的时钟参数中产生了大的均方误差.在文献[7] 中,鲁棒平均时间同步(Robust average time synchronization,RoATS) 提出来相应于边界通信延迟,以鲁棒的方法调节节点的时钟频率和时钟偏移.在文献[8] 中,提出一组基于2 阶一致性的随机时钟同步协议.已经证明,在这样的方法下,可以总是调节算法参数,且在概率均方意义下达到时钟同步.然而,一致性算法[7−8]不能在分析中量化消息延迟的影响,特别是包延迟.作为耦合状态模型的相对时钟模型依赖于交互平均以达到同步补偿或协作控制过程.因此,已经存在的协议和一致性平均方法受限于网络规模,随着网络规模的扩展,时钟同步收敛性能将下降.

IIoT 在规模网络下分布式精确时钟同步问题……