时间同步是无线传感器网络关键技术的重要组成部分,它为全网设备的运行提供了统一的时间基准,在能耗管控、目标跟踪、实时通信等传感器网络应用场景中发挥着重要的支撑作用。无线传感器网络中的时间同步可分为点到点同步和多跳同步。针对点到点同步,参考节点和待同步节点可直接进行通信。针对多跳同步,参考节点与待同步节点需要通过网络中的中间层节点来建立二者的同步关系。然而,在同步过程中,由于节点没有及时对本地时钟进行校正进而会影响同步精度。针对以上问题,本文提出一种基于多跳场景下的校正型时钟同步算法,以及基于校正量优化的时钟同步算法,从统计信号处理的角度利用节点间传递的时间信息来估计时钟参数,提高精度的同时也能降低通信开销。主要工作如下:1.研究现有的传感器网络时间同步技术,对国内外时间同步协议,以及基于统计信号处理的时间同步算法进行分析。2.针对现有的校正型同步算法难以直接拓展到多跳场景的局限性,提出了一种基于周期性校正的时钟频率偏移估计同步算法,在每次时间信息交互后立即调整节点本地时钟从而将时钟误差控制在一定范围内。同时针对中间层节点,在下一轮同步周期中引入时钟补偿量,经过多次交互后,利用观测到的时间信息估计出节点的时钟频率偏移。3.针对现有的校正型算法仅仅通过发送端和接收端时间戳的差值来调整时钟而导致校正精度不高的情况,本文提出了一种优化校正量的时间同步频率偏移估计算法。在传统的校正量中额外考虑消息传输过程中的固定时延,进而实现校正量的优化,完成相应的同步模型推导。4.分别对提出的多跳场景下的时钟频率偏移估计器和基于校正量优化的时钟频率偏移估计器进行了蒙特卡洛仿真验证,并对结果进行对比分析。本文分别从多跳同步以及校正量优化的角度提出了校正型时间同步算法,测试结果表明,本文所提出时钟频率偏移估计器性能良好,其在保持时钟同步精度的同时,能够减少通信开销,进而节省能量,在实际无线传感器网络中具有较大的应用价值。