时间同步是WSN的一项基本支撑技术。在WSN的应用中，传感器节点采集的数据如果没有空间和时间信息是没有任何意义的。准确的时间同步是实现传感器网络自身协议的运行、定位、多传感器数据融合、移动目标的跟踪、基于TDMA的MAC协议以及基于睡眠/侦听模式的节能机制等技术的基础。时间同步不确定性的主要的影响因素如图3.4所示。

图3.4 报文传输延迟

1）发送时间：指发送方用于构造分组并将分组转交给发送方的MAC层的时间，主要取决于时间同步程序的操作系统调用时间和处理器负载等。

2）访问时间：指分组到达MAC层后，获取信道发送权的时间，主要取决于共享信道的竞争、当前的负载等。

3）传送时间：指发送分组的时间，主要取决于报文的长度等。

4）传播时间：指分组离开发送方后，并将分组传输到接收方之间的无线传输时间，主要取决于传输介质、传输距离等。

5）接收时间：指接收端接收到分组，并将分组传送到MAC层所需的时间。

6）接受时间：指处理接收到分组的时间，主要受到操作系统的影响。

WSN节点间保持统一的物理时间，才能通过分析传感器的测量数据推断出监测对象所发生的情况，典型的时间同步协议有如下几种：(www.daowen.com)

1）传感器网络时间同步（Timing-sync Protocol for Sensor Networks，TPSN）协议：采用层次型网络结构提供全网范围内的节点同步。TPSN的建立分为拓扑建立阶段和同步建立阶段。TPSN协议能够实现全网范围内节点间的时间同步，同步误差与跳数距离成正比。

2）延迟测量时间同步（Delay Measurement Time Synchronization，DMTS）协议：最为简单直观的同步机制。DMTS通过对同步报文在传输路径上的所有延迟进行估计来实现节点间的时间同步。DMTS时间同步精度主要由测量延迟的精度所决定。

3）轻量基于树形分布同步（Lightweight Tree-based Synchronization，LTS）协议：适用于低成本、低复杂度的传感器节点的时间同步，侧重最小化同步的能量开销，同时具有鲁棒性和自配置的特点。特别是在出现节点失败、动态调整信道和节点移动的情况下LTS算法仍然能够正常执行。

4）参考广播时间同步（Reference Broadcast Synchronization，RBS）协议：利用了无线数据链路层的广播信道特性，一个节点发送的广播消息相对于所有接收节点而言，它的发送时间和访问时间都是相同的，接收到广播消息的一组节点通过比较各自接收到广播消息的同步时刻，来实现它们之间的时间同步。

5）洪泛时钟同步协议（Flooding Time Synchronization Protocol，FTSP）：使用单个广播消息实现发送节点与接收节点之间的时间同步。其考虑到在特定时间范围内节点时钟晶振频率是稳定的，节点间的时钟偏移量（offset）与时间呈线性关系。发送节点周期性广播时间同步消息，接收节点取得多个数据对并构造最佳拟合直线L。节点可以直接通过最佳拟合直线计算某一时间点节点间的时钟偏移量而不必发送时间同步消息。

表3.3对上述4种时间同步算法进行了比较。

表3.3 时间同步算法比较