无线传感器网络是包含信息获取、信息处理和信息传送等功能于一体的自组织系统。时间同步技术作为无线传感器网络中的核心技术之一,对WSNs的设计及应用具有重要的作用。当前大部分的无线传感器网络是由一个或多个参考节点和多个普通节点共同构建的相对稳定的网络拓扑结构,因此设计全网同步误差更低、收敛速度更快的时间同步协议具有重要的意义。本文针对主从结构的时间同步算法进行研究,首先分析影响无线传感器网络时钟同步精度的因素,然后从理论上分析LSM算法的时钟同步原理以及同步时钟的抖动性,并提出可以降低时钟同步误差的WLSR算法,最后针对多跳通信网络下时钟同步误差的累积现象,提出GCS-PCS时钟同步协议,旨在改善随着跳距的增加同步误差也累增的问题,提高全网络的同步精度,并通过仿真实验测试了所提出的时钟同步协议的性能。本文具体的研究内容如下:(1)针对时间同步协议中使用基于最小二乘法LSM的估计算法进行了时钟的抖动性分析,提出了基于递归的加权最小二乘法WLSR的校正算法,该校正算法根据每次迭代得到的时钟补偿参数的估计值,弥补因传输链路不稳定导致的时间延迟或者晶振的频率抖动等噪声带来的同步误差。仿真实验中,通过引入时间传输延迟和晶振的频率抖动等噪声对WLSR、LSM算法进行对比验证,结果表明,WLSR同步算法在保证全网络时钟同步的前提下有效提高了时间同步的精度并改善了同步误差的稳定性。(2)在LSM、WLSR时钟同步算法的基础上,重点研究在全网络下时钟同步累积误差与节点跳距的关系,提出基于全局时钟-伪时钟GCS-PCS的时钟同步协议,在该协议中,通过伪时钟同步PCS协议的伪逻辑时钟消除全局时钟同步过程的误差累积噪声,完成全局网络的时钟同步。仿真实验中,对提出的GCS-PCS时钟同步协议进行分析与验证,并将GCS-PCS＿WLSR、GCS-PCS＿LSM、LSM和WLSR算法进行对比,结果表明,基于GCS-PCS的时钟同步协议在保证全网络的时钟同步的前提下有效提高了时间同步的精度并降低了时钟累积误差。