在水下傳感網絡中實現數據融合、能量管理、傳輸調度等功能的重要前提之一是所有網絡節點共享同一個時間基准，因此時間同步技術對于水下傳感網絡至關重要。

　　能量消耗和同步精度是设计时间同步协议时需考虑的两个最重要的因素。对此，中科院水下航行器信息技术重点实验室鄢社锋研究员团队提出了一種基于僅接收端的三步式水下傳感網絡時間同步協議，利用网络中的静默节点对两个主动节点之间的时间信息交换过程进行监听，从而实现与主动节点的时间同步。

　　相關研究成果在線發表于相關領域學術期刊 IEEE Internet of Things Journal (IF:9.936)。

　　研究人員將這種時間同步協議與支持向量機技術相結合，估計主動節點的時鍾頻率偏移；然後計算靜默節點的時鍾頻率偏移的最大似然估計值（Maximum Likelihood Estimation, MLE），所設計的算法避免了使用凸優化工具箱，節省了計算量；最後計算所有節點時鍾偏差的最小方差無偏估計值，完成水下傳感網絡的時間同步。

　　研究結果表明，這種同時兼顧能量消耗與同步精度兩個因素的時間同步協議顯著降低了網絡中時間信息的交換次數，能耗較低且比現有其它協議（如LDA、JMLE和GMLLE協議）的時間同步精度高，適用于水下傳感網絡，有良好的應用前景。

　　本研究得到國家自然科學基金（No. 61725106, No. 61901467）資助。

　　

　　圖1 無失配下時間同步參數估計的均方誤差（圖/中科院聲學所）

　　

　　圖2 存在失配下時間同步參數估計的均方誤差（圖/中科院聲學所）

　　

　　圖3 設計的MLE算法（Algorithm 3）與使用凸優化工具箱的平均CPU運行時間（圖/中科院聲學所）

　　關鍵詞：

　　時間同步；水下傳感網絡；時鍾偏差

　　參考文獻：

　　LIU Guopeng, YAN Shefeng, MAO Linlin. Receiver-Only-Based Time Synchronization under Exponential Delays in Underwater Wireless Sensor Networks. IEEE Internet of Things Journal, 2020. DOI: 10.1109/JIOT.2020.2988695.

　　論文鏈接：

　　http://dx.doi.org/10.1109/JIOT.2020.2988695