时间同步技术作为无线传感器网络中的基础支撑技术,旨在为无线传感器网络构建起一个共同的时间体系架构。不同于有线网络中的时间同步技术如网络时间同步协议(NTP)等,无线传感器网络由于其灵活性、自组织性、便携性、低功耗等特性,对时间同步技术提出了新的要求,如同步精度、能量消耗效率,鲁棒性等。研究学者提出了一些经典算法如参考广播同步(RBS)、传感器网络时间同步协议(TPSN)、泛洪时间同步协议(FTSP)等。本文基于RBS算法提出了一种差异化间隔同步算法。本研究中首先针对基于接收机-接收机的RBS算法和发射机-接收机的TPSN算法进行了深入研究,这两种算法虽然性能良好,但同步开销较大。为改进提升时间同步中的节能性能,将参考节点发送的同步广播信息进行数据融合处理,在同步周期内间隔一定步长后再一次性进行信息交换;在完成一个周期内的同步动作后,根据同步参数的估计误差,为每一对节点间差异化地设置一个静默间隔期。仿真结果表明,本文所提出的算法在相较于原RBS算法精度性能损失不大情况下,能有效降低传感器节点的能耗。其次,本研究还基于TPSN算法分析其多跳拓扑下的误差累积效应,进而提出多层级间差异化同步的算法机制。在根据过往同步时间戳信息获得TPSN单层级的估计参数及误差的前提下,每一层级节点的子层级节点参数估计方程中将误差项纳入考虑。选取高斯分布模型对误差分布进行建模,利用仿真实验,观察发现误差经过多级的同步过程之后的累积效应在第四级开始渐趋于稳定。在此基础上针对误差的累积效应,提出了级间差异化的同步参数设置方案,根据拓扑跳数设置发送同步数据量的多少,使传感器节点可以自动判别算法状态变化,在精度无法进一步提升时及时停止同步操作,减少同步通信开销,从而在精度与能耗之间获得一个较合理的平衡。