时钟同步是支撑无线传感器网络稳定运行的关键技术之一。作为一种分布式同步机制,一致性同步在节点时钟参数补偿过程中引入一致性算法,通过邻居节点间的信息交互实现整个网络时钟的趋同。一致性时钟同步具有良好的鲁棒性、扩展性以及能简单实现全网同步,于是成为近年来时钟同步领域的研究热点。通信时延是时钟同步所面临的重要挑战,然而,目前大多数一致性时钟同步方法缺乏对通信时延及其分布特点的充分考虑和有效利用,影响了时延条件下一致性同步的性能。针对上述问题,本文对随机时延下的一致性时钟同步方法展开研究。论文的主要工作包括:1.分析无线传感器网络一致性时钟同步相关基础技术,包括一致性时钟同步基础模型、同步报文交互过程中的通信时延影响以及一致性时钟同步的基本分类等。2.针对现有一致性时钟同步未充分关注时延的组成和分布特点等问题,提出基于加权中值的一致性时钟同步算法。在固定时延和有界指数随机时延下,基于数据处理优化方法,根据不同的需求提出两种不同的相对频偏估计方法,其中基于间隔值的加权中值估计法能提高估计精度,基于门限值的加权中值估计方法能降低存储开销。然后将相对频偏的估计值应用于节点的逻辑时钟频偏、相偏的一致性补偿中,实现全网时钟同步。最后通过仿真验证所提一致性时钟同步方法的有效性。3.为进一步提高同步精度,提出基于最大似然估计的一致性时钟同步算法。根据随机时延的分布特点,使用最大似然方法直接对相对频偏和其他未知时钟参数进行联合估计,并将其转化为线性最优化问题。设计迭代法求解时钟参数估计值,降低存储开销与计算开销,再使用平均一致性方法同时补偿节点的同步参数。理论证明并仿真验证同步收敛性。仿真结果表明本文所提的一致性时钟同步算法在时延下能有效收敛,并且同步精度优于其他同类算法。本文通过对时延成分与特点的分析利用,有效提升了一致性时钟同步性能。因此,本文的研究结果对于无线传感器网络的一致性时钟同步具有一定参考价值。