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为降低无线传感器网络同步过程中的能量消耗，加快实现全网络时间同步的收敛速度，提出基于变长帧的时间同步算法。利用精短同步帧结构对时间信息进行压缩，采用短帧、完整帧交替转发保证同步精度，使被同步节点自主判断接收信息的完整性，并通过请求重传机制应对同步过程中的完整帧丢失问题。分析结果表明，实现全网同步的收敛时间与同步开销成正比，变长帧时间同步算法通过去除同步时间数据中的冗余信息，可有效缩短该收敛时间。传感器节点同步实验结果表明，该算法适用于多种时间同步模型，在保证传感网同步精准度的前提下，可减少同步数据通信量，