Analysis study of time synchronization protocols in wireless sensor networks
无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）面临的主要问题之一是如何通过无线链路在传感器之间保持无缺陷的通信共享和协作处理，以确保信息的可靠处理。基于这些无线传感器网络的许多应用程序考虑在每个传感器节点的本地时钟，需要同步到一个共同的时间概念。在这种背景下，大多数以前的研究都集中在协议的研究，以及解决这些问题的算法，以解决同步问题。无线传感器网络（WSN）的前期工作和实证研究提出了多种解决方案（算法）。本文的重点是检查和评估最重要的同步算法的基础上的各种定量和定性的同步协议的能源效率的信息处理和无线传感器网络中的路由的位置。
2012-06-07 cs.NI
Multi-Hop Extensions of Energy-Efficient Wireless Sensor Network Time Synchronization
我们提出了多跳扩展的无线传感器网络的能量有效的时间同步方案，这是基于异步源时钟频率恢复和反向双向消息交换。我们考虑两个层次的扩展，分别基于分组中继和时间转换网关，并通过仿真分析其性能的层数和延迟的变化。仿真结果表明，分组中继的时间同步性能接近时间转换网关，且具有较低的复杂度。
2017-02-02 cs.NI
Benchmarking OpenWiFiSync on ESP32: Towards Cost-Effective Wireless Time Synchronization
German Research Center for Artificial Intelligence (DFKI)（德国人工智能研究中心）；RPTU University Kaiserslautern-Landau（莱茵兰-普法尔茨技术大学凯泽斯劳滕-兰道校区）
针对工业4.0应用中移动设备无线时间同步的需求，本研究基于参考广播基础设施同步协议，在ESP32模块与商用Wi-Fi接入点构建的低成本测试平台上实现并验证，开源代码且实现±30微秒内同步精度，为高性价比无线时间同步提供基准。
2025-11-18 cs.NI
An Energy-efficient Clock Synchronization Protocol for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSN）的行为是目前研究的热点。最重要的问题之一是与它们的能耗有关，因为这对网络寿命有重大影响。另一个重要的应用要求是确保数据感测同步，这导致额外的能量消耗，因为在每个节点处发送和接收大量消息。我们的建议包括在实现一个组合的同步协议的基础上的IEEE 1588标准，是专为有线网络和PBS（成对广播同步）协议，是专为传感器网络，因为它们都不能提供所需的同步精度为我们的应用程序本身。我们的新同步协议的主要目标是：确保本地时钟的精度高达十分之一微秒，并提供重要的节能。我们使用NS-2（网络模拟器）获得的结果表明，我们的解决方案（IEEE 1588-PBS）的性能符合我们在同步方面的应用要求，并且在节能方面有显着提高。
2010-12-09 cs.NI
Model-based clock synchronization protocol for wireless sensor networks
在无线传感器网络中，节点传送带时间戳的分组以便同步它们的时钟，即，估计对方的时间显示。我们介绍和分析了一个参数化的随机模型的时钟，并使用它来计算，在任何给定的时间，最大似然（ML）估计的两个通信节点之间的相对偏斜/偏移。对于网络同步，基于事件的卡尔曼-布西滤波产生了一个集中的计划，我们提出了一个有效的分布式次优算法。我们研究的性能分析和实验，并提供可证明的保证。我们总结了我们的研究结果定义一个新的分布式基于模型的时钟同步协议（MBCSP），并提出了一个比较模拟研究的准确性与现有技术展示改进。
2013-11-27 cs.NI
Simulation Study of an Energy-Efficient Time Synchronization Scheme based on Source Clock Frequency Recovery in Asymmetric Wireless Sensor Networks
在本文中，我们报告了一个模拟研究的初步结果，在非对称无线传感器网络（WSNs）的传感器节点的源时钟频率恢复（SCFR）的能量有效的时间同步方案，其中头节点--作为有线和无线网络之间的网关--配备了一个强大的处理器和电源插座提供，而传感器节点--仅通过无线信道连接--在处理和电池供电方面受到限制。在基于SCFR的无线传感器网络时间同步方案中，我们专注于电池供电的传感器节点，并通过最小化从传感器节点到头节点的消息传输的数量来减少它们的能量消耗。通过仿真实验分析了SCFR时间同步方案的性能，包括SCFR对基于双向消息交换的时间同步的影响，验证了所提时间同步方案的可行性。
2016-02-17 cs.NI stat.AP
Decentralized Synchronization for Wireless Sensor Networks
无线传感器网络（WSN）由于其硬件方面的严格限制，需要专门适配的同步协议来最大限度地提高测量精度并最小化计算工作量和能量成本。"萤火虫协议“提供了一种很有前途的方法。受萤火虫行为的启发，它本质上是鲁棒的，具体到无线传感器网络的无线广播性质，并承诺高精度。目前为止，本文只是在理论上进行了评估，本文使用TinyOS 2.x在MICAz Berkeley motes系统上实现了“萤火虫协议”。为了在实际硬件上实现理论框架，进行了几次调整以补偿硬件延迟。虽然伯克利微尘的优点是容易获得和高度灵活的，他们承担许多延迟源，必须加以解决。在小型网络中，该协议被发现在一跳上提供高达3微秒的精度。
2013-04-02 cs.NI
A neural approach to synchronization in wireless networks with heterogeneous sources of noise
Institute of Electronics, Computer and Telecommunication Engineering, National Research Council of Italy（意大利国家研究委员会电子、计算机与电信工程研究所）
本文讨论了在存在影响同步质量因素的情况下，时钟同步的状态估计问题。例如温度变化和延迟不对称。这些工作条件使得同步在许多无线环境中成为一个具有挑战性的问题，例如无线传感器网络或WiFi。动态状态估计是克服非平稳噪声的关键。双向定时消息交换同步协议已被作为参考。没有先验假设的随机环境，没有温度测量的执行。该算法是明确规定离线，而不需要调整一些参数的依赖于工作条件。所提出的方法揭示了是强大的一个大的温度变化，不同的延迟分布和传输路径中的不对称程度。
2022-12-06 cs.LG cs.NI
On the Practical Implementation of Propagation Delay and Clock Skew Compensated High-Precision Time Synchronization Schemes with Resource-Constrained Sensor Nodes in Multi-Hop Wireless Sensor Networks
在无线传感器网络中，在资源受限的传感器节点上实现高精度的时间同步是一个主要的挑战。基于异步源时钟频率恢复和反向双向消息交换的最新无线传感器网络时间同步方案的实际测试床上的实际实现的调查，可以补偿传播延迟和时钟偏差以获得更高的精度，由于传感器节点的浮点运算精度有限，低复杂度的传感器节点不能达到仿真实验预测的精度。注意到典型的传感器节点的计算能力较低，其对时间同步的影响，我们提出了一种非对称的高精度时间同步方案，可以提供高精度的时间同步，即使在多跳无线传感器网络中的资源受限的传感器节点。在该方案中，所有的同步相关的计算都在头节点配备了丰富的计算和电源资源，而传感器节点只负责时间戳。基于运行TinyOS的TelosB节点的实验平台的实验结果表明，该时间同步方案能够避免资源受限传感器节点单精度浮点运算所带来的时间同步误差，在多跳无线传感器网络中实现微秒级的时间同步精度。
2019-05-13 cs.NI
AraSync: Precision Time Synchronization in Rural Wireless Living Lab
为满足下一代无线系统URLLC的时间同步需求，研究团队在ARA无线生活实验室设计实现了采用多层级PTP的AraSync系统，可在含毫米波、微波链路的AraHaul网络中实现纳秒级同步，并通过实验分析了信道与天气对同步精度的影响。
2024-10-30 cs.NI cs.PF
Optimal Message Bundling with Delay and Synchronization Constraints in Wireless Sensor Networks
消息捆绑是降低无线传感器网络中消息传输能耗的有效方法。然而，捆绑更多的消息可能会增加端到端延迟和消息传输间隔;前者需要保持在一定的值内的时间敏感的应用程序，如环境监测，而后者影响时间同步精度时，捆绑包括同步消息以及。以最近提出的一种新的时间同步方案的能源效率为例，我们提出了一种最佳的消息捆绑的方法，以减少消息传输，同时保持用户定义的要求端到端的延迟和时间同步的准确性。通过将联合维护的目标转化为一个整数线性规划问题，计算出一组最优的传感器节点捆绑数，以约束其链路级延迟，从而在最小化消息传输的同时，实现并保持所需的端到端延迟和同步精度。
2019-06-21 cs.NI cs.PF
Linear Network Coding Based Fast Data Synchronization for Wireless Ad Hoc Networks with Controlled Topology
无线自组织网络中的快速数据同步是一个具有挑战性和关键性的问题。它是分布式系统中有效的信息融合、控制和决策的基础。以前，分布式数据同步主要是在容延迟的分布式数据库中研究的，或者假设无线自组网的一般模型。在本文中，我们提出了一对线性网络编码（NC）和全对全广播的快速数据同步算法的无线ad hoc网络的拓扑结构下的运营商的控制。我们考虑两个数据块的选择和发送节点的选择，利用NC的好处。与传统的未编码方法中的存储转发协议不同，我们的方案采用了计算转发协议，提高了传输效率。在不同的网络规模、网络连接度和每跳数据包出错率下，研究了所提算法的性能。仿真结果表明，我们的算法显着减少用于数据同步的时隙相比，基线，不使用NC。
2022-09-17 cs.DC cs.NI
A Novel Rapid-flooding Approach with Real-time Delay Compensation for Wireless Sensor Network Time Synchronization
基于单向广播的洪泛时间同步算法是无线传感器网络中常用的时间同步算法。然而，数据包延迟和时钟漂移的准确性提出了挑战，因为他们带来了严重的逐跳错误积累的问题，在无线传感器网络。针对这一问题，本文提出了一种具有实时的【形】延迟补偿的快速洪泛多广播时间同步算法（RDC-RMTS）。通过使用快速洪泛协议，在RDC-RMTS中引用的时间信息的洪泛延迟显著减少。此外，本文还提出了一种新的联合时钟偏移最大似然估计方法，以获得精确的时钟参数估计和实时的【形】分组时延估计。此外，RDC-RMTS的一个创新的实现设计与自适应时钟偏移估计。实验结果表明，RDC-RMTS可以很容易地减少可变延迟，并显着减缓逐跳错误积累的增长。因此，提出的RDC-RMTS可以实现精确的时间同步在大规模复杂的无线传感器网络。
2022-07-23 cs.NI
Crocs: Cross-Technology Clock Synchronization for WiFi and ZigBee
时钟同步是嵌入式无线系统和网络中的关键功能。这个问题在当今的物联网系统中同样重要，更具挑战性，物联网系统通常包括遵循不同无线标准的异构无线设备。这个问题的传统解决方案采用基于网关的间接同步，其精度低。本文首次研究了跨技术时钟同步问题。我们的建议是通过直接的跨技术通信将Crocs与WiFi和ZigBee设备连接起来。Crocs从时间戳的传输中提取同步信号。通过结合基于巴克码的信标进行时间对齐和时间戳的跨技术传输，Crocs实现了WiFi和ZigBee设备之间的鲁棒和准确的同步，同步误差低于1毫秒。我们进一步尝试在Crocs中实施不同的跨技术通信方法，并就可实现的准确性和预期开销提供深入的调查结果。
2022-09-30 cs.NI
On enery-efficient time synchronization based on source clock frequency recovery in wireless sensor networks
Xi'an Jiaotong-Liverpool University（西交利物浦大学）
本文研究了针对不对称无线传感器网络的节能时间同步方案，重点在于减少传感器节点与头节点之间的消息传输，以降低能耗。
2015-08-11 cs.NI cs.SY eess.SY
Multiprotocol Wireless Timer Synchronization for IoT Systems
School of Electrical and Electronic Engineering, Nanyang Technological University（南洋理工大学电气与电子工程学院）；Lee Kong Chian School of Medicine, Nanyang Technological University（南洋理工大学李光前医学院）；Glasgow College, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学格拉斯哥学院）
本文提出一种协议无关的无线定时同步方法，通过无线电时隙传输精确时间戳信标，实现纳秒级同步精度，适用于资源受限的物联网系统。
2026-04-08 cs.NI cs.SY eess.SP
Energy-Efficient Time Synchronization Based on Asynchronous Source Clock Frequency Recovery and Reverse Two-Way Message Exchanges in Wireless Sensor Networks
我们考虑无线传感器网络中的能量有效的时间同步，其中头节点（即，有线和无线网络之间的网关以及数据融合中心）配备有强大的处理器并从插座供电，而传感器节点（即，测量数据并仅通过无线信道连接的节点）在处理和电池供电方面受到限制。正是这种不对称性，我们的研究重点;与大多数现有的计划，以节省所有网络节点的电源，我们专注于电池供电的传感器节点在最大限度地减少时间同步的能源消耗。提出了一种基于异步源时钟频率恢复和反向双向消息交换结合测量数据报告消息的时间同步方案，该方案最小化了传感器节点的消息传输次数，并对测量时间和时钟频率估计的性能进行了分析，给出了后者的下界.仿真结果验证了该方案优于基于传统的双向消息交换与时钟频率恢复和没有测量时间估计的准确性和传感器节点的消息发送和接收的数量作为能源效率的间接措施方面的计划。
2016-02-15 cs.NI stat.AP
A Beaconless Asymmetric Energy-Efficient Time Synchronization Scheme for Resource-Constrained Multi-Hop Wireless Sensor Networks
基于大量电池供电的低成本传感器节点的无线传感器网络部署数量不断增加，这些节点的计算和功率资源有限，这使得无线传感器网络时间同步研究的重点集中在三个主要方面，即，精度、能耗和计算复杂性。在文献中，后两个方面没有得到太多的关注相比，无线传感器网络的时间同步精度。特别是在多跳无线传感器网络中，中间网关节点不仅要中继消息，还要为它们的后代节点以及它们自己进行各种计算。因此，在保证同步精度的前提下，既要最大限度地降低能耗，又要降低计算复杂性，是资源受限传感器节点时间同步方案设计的关键。针对无线传感器网络时间同步的三个方面，提出了一种资源受限的多跳无线传感器网络反向非对称时间同步框架，并提出了一种基于反向单向消息传播的无信标节能时间同步方案。基于运行TinyOS的TelosB motes的WSN测试平台的实验结果表明，与洪泛时间同步协议相比，所提出的方案节省了高达95%的能耗，同时实现微秒级的同步精度。
2019-06-21 cs.NI cs.PF
Lightweight Synchronization Algorithm with Self-Calibration for Industrial LORA Sensor Networks
无线传感器和执行器网络在工业物联网IIoT时代获得了发展势头。来自制造链中传感器的闭环数据的使用正在扩展无线传感器网络的常见监控场景，其中数据刚刚被记录。在本文中，我们提出了一种在最先进的物联网无线电（如LoRa）上实现的TDMA精确定时同步，这是工业环境中的一个很好的解决方案，因为它具有很高的鲁棒性。实验结果表明，它是如何可能调制的漂移校正，并保持同步误差的要求。
2018-09-14 cs.NI
Extending Reference Broadcast Infrastructure Synchronization Protocol in IEEE 802.11 as Enabler for the IIoT
实现工业物联网，越来越多的移动用例将出现在工业领域，这需要新颖的概念和平滑的集成到传统部署中。由于精确的时间同步对于无线设备来说特别具有挑战性，因此我们提出了一种在IEEE 802.11无线局域网中扩展参考广播基础设施同步协议的简单但准确的同步概念，以及IEEE 802.1AS的适当集成，IEEE 802.1AS是IEEE时间敏感网络标准的一部分。此外，该概念的评估与测试平台使用商业现成的硬件和一个现实的离散自动化demonstratorequipped主要与工业组件。通过使用上述用于无线通信的设备，该概念可以直接应用于现有的工业解决方案中，从而验证了所提出的结果。结果表明，实现的同步性适用于广泛的强制性移动用例，这是最重要的一个功能齐全的工业物联网。
2021-06-07 cs.NI
Joint SDN Synchronization and Controller Placement in Wireless Networks using Deep Reinforcement Learning
针对分布式SDN架构中控制器同步与放置带来的网络成本问题，提出基于多目标深度强化学习的联合优化方法，在多种网络条件下性能优于其他方案。
2023-11-09 cs.NI
Scheduling to Minimize Age of Synchronization in Wireless Broadcast Networks with Random Updates
在这项工作中，一个无线广播网络与基站（BS）发送随机的时间-敏感信息更新到多个用户的干扰约束。从网络用户的角度来看，采用同步年龄（AoS），即自存储在网络用户处的信息变得去同步化以来所经过的时间量来测量数据新鲜度。与目前应用较为广泛的信息时代（AoI）指标相比，AoS反映了随机变化内容的新鲜度。将AoS最小化调度问题转化为离散时间马尔可夫决策过程，通过结构化有限状态策略迭代逼近最优解。为了进一步降低计算复杂性，提出了一种基于不安分多臂强盗（RMAB）的索引启发式调度策略。仿真结果表明，该索引策略可以实现兼容的性能与MDP和接近的AoS下界。此外，理论分析和仿真揭示了AoS和AoI之间的差异。AoI最小化调度策略不能保证良好的AoS性能。
2020-03-05 cs.IT cs.NI math.IT
OpenWiFiSync: Open Source Implementation of a Clock Synchronization Algorithm using Wi-Fi
本文针对无线通信链路在工业场景中的时钟同步需求，基于 Wi-Fi 开源实现了参考广播基础设施同步协议（OpenWiFiSync），并给出了概念、实现细节、测试床及初步结果。
2024-10-11 cs.NI
Efficient, Single Hop Time Synchronization Protocol For Randomly Connected WSNs
针对恶劣环境下无线传感器网络的特点，提出了一种快速、准确、节能的时间同步协议。所建议的协议概念是基于电物理隐喻。该协议将节点的时间视为一个无条件稳定的离散动态系统的状态，只使用单跳通信。系统可以在仍然处于瞬态阶段时在少量消息交换时终止。它可以产生高质量的时间估计，精度是节点通信发生的时钟的几分之一。在MICA-Z无线传感器网络上，通过仿真和物理实验验证了同步器的性能
2017-04-10 cs.NI
Comments on "On Clock Synchronization Algorithms for Wireless Sensor Networks Under Unknown Delay"
Xi’an Jiaotong-Liverpool University（西交利物浦大学）
本文指出前人对时钟偏移最大似然估计的推广存在错误，因未考虑模型中噪声的相关性，修正了时间戳间隔的最优选择。
2016-02-01 cs.DC cs.NI cs.SY
Impact of Cross Technology Interference on Time Synchronization and Join Time in Low-Power Wireless Networks
本文通过实验评估 IEEE 802.11 引发的跨技术干扰对低功耗无线传感器网络时间同步和入网时间的影响，发现其显著增大时钟漂移并使入网时间增至约五倍，且主瓣与旁瓣均会损害性能。
2025-02-18 cs.NI
Wireless sensor networks data synchronization using node MCU memory for precision agriculture applications
针对精准农业中无线传感器网络数据同步问题，提出利用Node MCU内存生成记录ID的方法，在不可靠通信下实现高准确同步，将冗余从70%降至0%。
2025-02-25 cs.IT cs.NI math.IT
e3D: An Energy-Efficient Routing Algorithm for Wireless Sensor Networks
无线传感器节点的局限性之一是其固有的有限的能量资源。除了使传感器节点的寿命最大化之外，优选的是将耗散的能量分布在整个无线传感器网络中，以便使维护最小化并且使整体系统性能最大化。任何涉及对等节点同步的通信协议都会产生一些用于建立通信的开销。我们介绍了一种新的算法，e3D（节能分布式动态扩散路由算法），并将其与其他两种算法，即定向，随机聚类通信。我们考虑到安装成本，并分析系统的能源效率和使用寿命。为了更好地了解每个算法的特点以及e3D的真正表现，我们还将e3D与其最佳对应算法和最佳聚类算法进行了比较。引入这些理想算法的好处是以天文数字的禁止同步成本为代价来显示性能的上限。我们比较的算法在系统寿命，功耗分布，同步成本，算法的简单性。我们的模拟结果表明，e3D的性能与其最佳对应物相当，同时具有显着更少的开销。
2004-11-12 cs.NI
Edge Continual Learning for Dynamic Digital Twins over Wireless Networks
Virginia Tech（弗吉尼亚理工学院）
数字孪生（DTs）是连接现实世界和虚拟世界的重要纽带。为了保证这两个世界之间的鲁棒连接，DT应该保持物理应用程序的准确表示，同时保持真实和数字实体之间的同步。在本文中，一个新的边缘持续学习框架，提出了准确地模拟物理孪生（PT）和其对应的网络孪生（CT）之间的不断演变的亲和力，同时保持他们的最大同步。特别地，CT被模拟为无线网络边缘处的深度神经网络（DNN），以对穿越偶发动态环境的自主车辆进行建模。当车辆PT在每个片段中更新其驾驶策略时，CT需要同时使其DNN模型适应PT，这引起去同步间隙。考虑到DT的历史感知性质，模型更新过程被提出为双目标优化问题，其目标是联合最小化所有遇到的事件上的损失函数和相应的去同步时间。由于去同步时间在连续事件上继续增加，因此提出了一种弹性权重合并（EWC）技术来限制去同步时间，该技术使DT历史规则化。此外，为了解决伴随EWC正则化项的逐步增长的可塑性-稳定性权衡，采用了考虑DT的历史事件之间的公平执行的修改后的EWC方法。最终，所提出的框架实现了同时准确和同步的CT模型，该模型对灾难性遗忘具有鲁棒性。仿真结果表明，该方法在保证最小解扩时间的前提下，可以达到90%的解扩精度。
2022-04-10 cs.IT cs.LG cs.NI
Continual Reinforcement Learning for Digital Twin Synchronization Optimization
针对动态无线网络中数字孪生同步需消耗大量无线资源的问题，提出基于持续强化学习的资源分配方案，在相同资源块数量下可将物理与虚拟状态的归一化均方根误差降低最多55.2%。
2025-02-22 cs.NI
Chorusing Synchronization Signals for Ambient 5G Backscatter
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本文提出了一种基于对称差分的同步方法，用于提高5G反向散射通信的同步精度和低功耗性能，通过利用PSS包络的镜像对称特性，实现低功耗的PSS检测。
2026-04-28 cs.NI
Low-Power Synchronization for Multi-IMU WSNs
针对医疗多IMU无线传感器网络，提出基于BLE的低功耗同步采集平台，在1 μs与200 μs两档精度下显著降低能耗。
2023-09-26 cs.NI cs.SY eess.SY
A Hybrid Wired/Wireless Deterministic Network for Smart Grid
随着智能电网、机器人、自动驾驶汽车和工业自动化等时间关键型应用的快速增长，对高可靠性、低延迟和严格限制抖动的需求急剧增加。高精度的时间同步通信，如时间触发以太网（TTE），已经成功地开发了有线网络。然而，部署额外设备和额外布线的高成本限制了这些网络的可扩展性。因此，本文提出了一种基于高速TTE和5G超可靠低延迟通信（URLLC）相结合的混合有线/无线高精度时间同步网络。其主要动机是满足时间关键型应用（如智能电网同步相量通信）的低延迟、低抖动和高可靠性要求。因此，在所提出的混合网络架构中，高速TTE被认为是主总线（即，骨干网），而精确时间协议（PTP）辅助的基于5G-URLLC的无线接入被用作子网络。主要的挑战是实现PTP辅助URLLC和TTE之间的互操作性，同时确保高精度的定时和同步。仿真结果表明，PTP辅助URLLC的影响，在保持网络的可靠性，延迟和抖动与TTE网络完全协调。
2021-05-13 cs.NI eess.SP
Integration of 5G with TSN as Prerequisite for a Highly Flexible Future Industrial Automation: Time Synchronization based on IEEE 802.1AS
工业4.0带来了新的用例类型，其中移动用例发挥了重要作用。这些用例对自动化和通信系统都有严格的要求，这是最近的车间技术无法实现的。因此，IEEE时间敏感网络（TSN）和开放平台通信统一架构（OPC UA）等新技术正在引入。此外，为了实现移动用例，有线技术无法使用，必须由无线连接取代，这必须满足工业环境的高要求。在这里，第五代无线通信系统（5G）被视为有希望的候选者。特别令人鼓舞的和同样具有挑战性的是移动机器人的合作工作，其中对时间同步的要求特别高。因此，本文介绍了符合5G的TSN时间同步（IEEE 802.1AS）集成的概念，以满足这些用例的要求。此外，本文描述了一个试验台的离散制造，主要是工业设备，以评估所提出的方法。
2020-11-12 cs.NI
Aerial Vehicles Tracking Using Noncoherent Crowdsourced Wireless Networks
有人和无人驾驶飞行器（AV）的空中交通管理（ATM）严重依赖于无处不在的位置跟踪。虽然存在用于自动驾驶汽车定期广播其位置以及用于机场跟踪和检测自动驾驶汽车的技术，但迫切需要验证广播位置并补充ATM覆盖范围的方法，以解决反欺骗和安全共存问题。在这项工作中，我们提出了一个ATM解决方案，利用非相干众包无线网络（CWNs）和纠正固有的时钟同步问题，存在于这样的非协调传感器网络。虽然CWN可以为无处不在的ATM提供大量的测量，但这些测量通常是从非同步传感器获得的。本文首先提出了一个分析的影响，缺乏时钟同步的ATM与CWN，并提供解决方案的基础上存在的几个值得信赖的传感器在一个大型的非协调网络。其次，研究了基于自回归和基于长短期记忆（LSTM）的方法来实现AV定位所需的时间同步。最后，结合反欺骗（MLAT）方法和卡尔曼滤波器，提供了一个反欺骗跟踪解决方案的AV。我们通过一个真实世界的CWN收集的数据集展示了我们的框架的性能优势。我们的研究结果表明，所提出的框架实现的定位精度相媲美，仅使用GPS同步传感器获得的定位精度，并优于最先进的CWN同步方法的基础上获得的定位精度。
2021-08-02 cs.NI eess.SP
Routing Algorithms for Wireless Sensor Networks
在本文中，我们的贡献是e3D，扩散为基础的路由协议，延长系统的生命周期，均匀分布在整个网络的功耗，并招致最小的开销同步通信。我们比较e3D与其他算法的系统寿命，功耗分布，同步成本，算法的简单性。
2004-11-12 cs.NI
On The Multi-Hop Extension of Energy-Efficient WSN Time Synchronization Based on Time-Translating Gateways
我们报告的初步结果的多跳扩展最近提出的节能无线传感器网络时间同步方案的基础上，时间转换网关的模拟研究。与单跳情况不同，在多跳时间同步中，传感器节点通过网关将测量数据发送到头节点，所述网关转换所接收的测量数据的时间戳值。通过对两跳时间同步的仿真，分析了网关的加入及其时间戳值的转换对时钟频率和测量时间估计的影响，从而论证了基于时间转换网关的能量有效的WSN时间同步多跳扩展的可行性。
2016-06-29 cs.NI
Integration of IEEE 802.1AS-based Time Synchronization in IEEE 802.11 as an Enabler for Novel Industrial Use Cases
工业4.0引入了新的用例，越来越多的移动设备出现在工业领域。这些应用程序需要新技术和平滑集成到现有的棕地部署。新兴的移动用例可以分为可选移动和强制移动，其中第一点考虑由于软标准（如节省成本）而使用无线通信，第二点考虑由于其移动而无法被有线技术覆盖的用例，如AGV。对于大多数工业应用，高确定性、E2E延迟和同步性是最重要的。因此，我们根据这些需求提供了一个通用表格，列出了现有和新兴的移动用例。由于时间同步对无线用例的要求特别高，因此我们提出了一种在IEEE 802.11 WLAN中实现简单但精确同步的概念，并以TSN与OPC UA技术相结合为例进行了适当的集成。此外，这个概念进行评估的帮助下，利用国家的最先进的硬件测试平台。这意味着这个概念可以直接应用于现有的行业解决方案。可以表明，该概念已经适用于广泛的强制性移动应用。
2021-01-07 cs.NI
Low-Energy Sensor Network Time Synchronization as an Emergent Property
这项工作的主要贡献是研究的能量效率的脉冲耦合振荡的时间同步在一个现实的无线网络环境中，并探讨移动性对收敛速度的影响。能量耦合振荡易受干扰影响;此方法使用短分组突发的接收和解码来消除此问题。比较了一种常用的时间戳广播算法和脉冲耦合振荡算法的能量效率。紧急脉冲耦合振荡技术显示出更高的能量效率以及与流动性的鲁棒性。一部分传感器可以与GPS接收器集成，以便获得主时钟时间。
2005-12-23 cs.NI
Synchronization Analysis in Physical Layer Network Coding
物理层网络编码（PNC）利用电磁波的可加性，在物理层上应用网络编码算法。通过PNC，可以消除无线网络中干扰的破坏性影响，显著提高网络容量。本文解决了PNC中的一个关键问题：发送节点之间的同步。我们首先研究不完美同步的影响（即，有限同步误差）。结果表明，与QPSK调制，PNC仍然产生显着更高的容量比直接的网络编码时，有同步错误。值得注意的是，即使在根本不执行同步的极端情况下也是如此。超越3节点网络，我们提出并研究了一个一般的链式网络中的PNC同步方案。最后通过数值仿真验证了PNC对同步误差的鲁棒性。特别地，对于互信息性能，在没有时间同步的情况下存在大约0.5dB的损失，并且在没有相位同步的情况下存在至多2dB的损失。
2009-12-31 cs.NI
Modelling Clock Synchronization in the Chess gMAC WSN Protocol
我们提出了一个详细的时间自动机模型的时钟同步算法，目前正在使用的无线传感器网络（WSN），已开发的荷兰公司国际象棋。使用Uppaal模型检查器，我们建立，在某些情况下，一个静态的，完全同步的网络可能最终成为不同步的，如果使用当前的算法，即使在设置与无限小的时钟漂移。
2009-12-10 cs.DC cs.FL cs.LO
Integrated Heterogeneous Service Provisioning: Unifying Beyond-Communication Capabilities with MDMA in 6G and Future Wireless Networks
针对6G将通信外能力（定位、感知、同步）与传统连接功能整合的挑战，提出基于MDMA的三大策略（资源共享、价值导向、面优化），经同步通信集成案例验证可最大化集成收益并最小化开销。
2024-11-27 cs.NI
A Reference Based, Tree Structured Time Synchronization Approach and its Analysis in WSN
无线传感器网络的时间同步是近年来研究的一个重要课题。基于这些无线传感器网络的许多应用程序假设在每个传感器节点，需要同步到一个共同的时间概念的本地时钟。无线传感器网络中的时间同步对于事件的准确时间戳和传感器节点之间的微调协调以降低功耗至关重要。本文提出了一种双向的，基于参考，树结构的时间同步服务的无线传感器网络随着网络评估阶段。这为全球时间同步提供了（i）准确和（ii）低开销的推送机制。分析研究表明，该方法是轻量级的，因为在一个广播域中所需的广播消息的数量是恒定的。
2011-03-25 cs.DC cs.NI
Physical-Layer Network Coding: Tutorial, Survey, and Beyond
物理层网络编码（PNC）的概念于2006年提出，用于无线网络。从那时起，它已经发展成为网络编码的一个子领域，拥有广泛的追随者。PNC的基本思想是利用电磁波相互叠加时自然发生的网络编码操作。这个简单的想法有着深刻而根本的影响。各种研究人员的后续工作在1）无线通信; 2）无线信息论;和3）无线联网领域中产生了许多新的结果。本文件的目的有四个方面。首先，我们简要介绍PNC的基本概念。其次，我们调查和讨论最近在上述三个领域的主要成果。第三，我们研究PNC中的一个关键问题：同步。人们普遍认为PNC需要紧同步。然而，我们最近的结果表明，PNC实际上可能受益于异步。第四，我们建议PNC不仅适用于无线网络，它也可以用于光网络。我们提供了一个例子表明，无源光网络（PON）的吞吐量可能会提高100%与PNC。
2011-05-21 cs.NI
Design and Implementation of Time-Sensitive Wireless IoT Networks on Software-Defined Radio
对时间敏感的无线网络是许多新兴工业物联网（IoT）应用的重要构建模块。对时间敏感的无线技术进行快速原型设计和评估是研发工作所需要的。软件定义无线电（SDR）通过允许在个人计算机（PC）上进行无线信号处理，已被广泛用于此类快速原型设计工作。不幸的是，由于PC和无线电板之间的\textit{uncontrollable delay}，SDR通常被认为不适合要求低延迟和确定性延迟通信的时间敏感的无线应用。为了严格评估其对工业物联网应用的适用性，本文对SDR无线系统可实现的同步精度和端到端延迟进行了定量研究。为此，我们在通用软件无线电外设（USRP）SDR平台上设计并实现了一个时隙无线系统。我们开发了一个时间同步机制，以保持系统中的节点之间的同步。为了减少USRP板和它的PC之间的延迟和延迟抖动，我们设计了一个{ \textit{Just-in-time} }算法，以确保由PC发送到USRP的数据包可以到达USRP之前的时隙，他们被发送。我们的实验表明，不同节点的时隙的$90\%$（$100\%$）可以被同步和对齐到$ \pm 0.5$样本或$ \pm 0.05μs$（$ \pm 1.5$样本或$ \pm 0.15μs$）内，并且端到端分组递送延迟可以下降到$3.75ms$。这意味着基于SDR的解决方案可以应用于一系列需要紧密同步和适度低延迟的IIoT应用，例如，传感器数据收集、自动导引车…
2020-12-19 cs.NI
Adaptive-Reliable Medium Access Control Protocol for Wireless Body Area Networks
收发器通信操作消耗大量能量[1]。现有的MAC层的研究集中在最大限度地提高电池供电的传感器节点的寿命。无线局域网MAC层协议设计的瓶颈是实现高可靠性和能量最小化。大多数为WBAN设计的MAC协议都是基于TDMA方法。然而，需要定义新的协议来实现高能量效率、公平性并避免由于同步而导致的额外能量消耗。
2012-07-16 cs.NI
Over-the-Air Time Synchronization for URLLC: Requirements, Challenges and Possible Enablers
超可靠和低延迟通信（URLLC）是5G及以上无线系统中的一项新兴功能，旨在支持关键任务工业应用的严格延迟和可靠性要求。在许多潜在的应用中，多个传感器/致动器协作并且需要具有严格和有界抖动的等幅操作，例如，\SI{1}{\micro\second}。为此，网络时间同步对于控制器和传感器/执行器之间的实时和等容通信变得至关重要。在本文中，我们着眼于工厂自动化和智能电网中的不同应用，以揭示设备级时间同步的要求以及将高粒度定时信息扩展到设备的挑战。此外，我们还确定了5G无线电接口中潜在的空中同步机制，并讨论了满足时间敏感URLLC应用的抖动约束所需的增强功能。
2018-06-29 cs.NI eess.SP
Optimizing Wireless Resource Management and Synchronization in Digital Twin Networks
University of Miami（迈阿密大学）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Georgia（佐治亚大学）
本文针对数字孪生网络中的资源分配与同步问题，提出基于 GRU 和值分解网络的方法，在提升用户总数据速率的同时降低物理网络与 DNT 的不同步程度，仿真显示较基线方法提升最高 28.96%。
2025-02-07 cs.LG cs.NI cs.SY
GNSS Time Synchronization in Vehicular Ad-Hoc Networks: Benefits and Feasibility
时间同步是网络环境下分布式系统运行的关键。车载自组织网络作为一种特殊类型的无线网络，对于新兴的协作智能交通系统也有着越来越重要的作用。全球导航卫星系统（GNSS）是一种经过验证的技术，可以在许多分布式系统中提供精确的定时信息。它被公认为是车辆定位和速度确定的主要手段，在VANELS。然而，基于GNSS的时间同步并没有很好地理解其在协调各种任务中的作用，在温哥华。为了解决这个问题，本文探讨了在瓦努阿图GNSS时间同步的要求，潜在的好处，和可行性。GNSS时间同步的可用性的特点是在我们的实验中，在高层城市街道，GNSS定位解决方案的可用性只有80%，几乎100%。实验还进行了消费级GNSS接收机输出的1-PPS信号的时间同步的精度进行测试。他们已经显示了30纳秒的同步精度之间的两个接收机的不同型号。所有这些实验结果都证明了GNSS时间同步在严格的VANET应用中的可行性。
2018-11-07 cs.NI
An Energy Efficient Neighbour Node Discovery Method for Wireless Sensor Networks
在多跳无线网络中，相邻节点的发现已经成为一个关键的挑战。由于通信的困难、节点间的同步丢失、传输功率的差异等，节点的连通性总是会经历中断。另一方面，节点的能量利用也变得至关重要。在本文中，我们提出了一种新的方法，在无线传感器网络（WSNs）的邻居发现支付的能量利用和QoS参数，如延迟，吞吐量，出错率等突出的考虑。在所提出的方法中，网络路由增强使用AOMDV协议，可以准确地发现邻居节点和功率管理与HMAC协议，大大降低了能源的使用。正在执行一个完整的分析，以估计如何在无线网络中的功耗的各种情况下的QoS度量变化。
2014-02-15 cs.NI
ROFA: An OFDMA system for Ultra-Reliable Wireless Industrial Networking
本文提出并演示了一个实时原型，支持超可靠通信（URC）在无线基础设施网络的物理层设计。该设计利用正交频分多址（OFDMA）作为实现URC的手段。与时分多址（TDMA）相比，OFDMA将发射功率集中到更窄的带宽，从而导致更高的有效信噪比。与频分多址（FDMA）相比，OFDMA由于子载波间隔较小而具有更高的频谱效率。虽然OFDMA已经在802.11ax中引入，但其目的是增加频谱使用的灵活性。我们的可靠OFDMA设计（简称ROFA）是一种全新的设计，其单一目标是实现超可靠的数据包传输。ROFA解决了多个关键挑战以确保超可靠性：（1）下行链路协调的时间同步机制以使用户的上行链路传输同步，最多具有$0.1us$定时偏移：（2）“无STF”的分组接收同步方法利用同步系统的特性以避免分组误检测;以及（3）上行链路预编码机制，用于将用户与AP之间的CFO降低到可忽略的水平。我们实现了ROFA的通用软件无线电外设（USRP）的SDR平台与实时信号处理。大量的实验结果表明，ROFA分别使用$3$和$52$子载波时，与OFDM-TDMA相比，可以以更少的$11.5dB$发射功率实现超可靠分组传输（$PER<10^5$）。
2021-09-02 cs.NI
Widening the Coverage of Reference Broadcast Infrastructure Synchronization in Wi-Fi Networks
National Research Council of Italy (CNR--IEIIT)（意大利国家研究委员会）；Politecnico di Torino（都灵理工大学）
本文提出DOMINO，一种扩展RBIS的Wi-Fi同步方案，通过扩大覆盖范围实现跨多个网络的精确时间传播。
2025-12-02 cs.NI
Time synchronization for deterministic communication
本文面向工业等领域对确定性通信的需求，梳理IEEE 802.1 TSN与802.1AS时间同步机制，并分析驻留时间计算对同步精度的影响。
2024-01-19 cs.NI
A low Complexity Wireless Gigabit Ethernet IFoF 60 GHz H/W Platform and Issues
本文提出了一个完整的IFoF系统架构，从简化的IEEE802.15.3c物理层的建议，成功地确保近1 Gbps的空中接口。系统架构采用低复杂度基带处理模块。字节/帧同步技术被设计为提供高值的前导检测概率和非常小的值的错误检测概率。传统的Reed-Solomon RS（255，239）编码用于信道前向纠错（FEC）。利用定向天线实现了875 Mbps的良好通信链路质量和比特出错率（BER）结果。
2009-05-04 cs.NI
