无线传感器网络作为一种高新的信息获取与处理技术,在农业、军事、医疗,以及家庭和办公环境等众多领域都有着广泛的应用。对于大规模传感器节点网络应用,例如抛撒式传感节点等,且大多数采用小电池供电,更换困难,因此小型化、极低功耗是传感器节点设计的基本要求。目前,无线传感器网络多数通过网络层优化来降低网络功耗和提高通信性能,例如,使用分布式启发算法来动态调整节点的发射功率,也可通过休眠等手段降低功耗,例如,被动式网络在节点空闲时使其处于休眠状态将能耗降到最低,但传感器节点物理层通信功耗是整体功耗的重点,也是难点,而同步捕获过程在传感小数据量信息通信中占到很大的比重,当前 WSN物理层通信中的同步大都采用传统的接收机被动捕获的方法,需要标签节点具备可控时钟和相位调整等电路,较难于实现集成处理,造成电路的复杂度和较高的功耗,不利于无线传感器网络中标签节点的小型化和低功耗。　　本文从标签节点低复杂度、低功耗的角度,针对无线传感器网络中极低功耗标签节点物理层通信的捕获同步过程,在脉冲主机同步算法的基础上提出了一种高效、低复杂度、低功耗的相位误差估计同步捕获算法。主机同步算法是将信号同步捕获功能从标签接收机节点转移到簇主机节点上,时钟和相位捕获算法在主机发射端完成,标签节点只有在达到同步捕获条件下,也就是脉冲相关输出超过门限时才进行反馈,主机端在无反馈条件下自主步进调整相位,这样实现同步捕获所需的时间和反馈次数较长。本课题中,在标签节点提出采用对称双极性斜升相关波形,利用斜升信号相关输出由于具备与相位误差间的线性关系,可以获得更好的稳定性和捕获速度,同时可以大幅降低标签节点的反馈次数,达到传感标签节点极低功耗的目的。在实际实现中,周期斜升信号完全可以用锯齿震荡信号来实现,对标签节点实现复杂度上并没有增加。　　论文提出并阐述了将锯齿波作为反馈波形的相位误差估计算法的基本原理,理论分析了算法的平均捕获时长和平均反馈次数这两个性能指标,并获得了性能的闭式解,说明了平均捕获时长和平均反馈次数是一对矛盾体,且二者都与求平均的次数有关。并在 MATLAB仿真平台上进行了仿真,验证了理论分析结果的正确性。同时在非理想信道的条件下,比较了该算法与脉冲主机同步算法的优劣,表明了相位误差估计算法的捕获性能在捕获时长和反馈次数方面要优于脉冲主机同步算法,且在标签节点复杂度上并没有明显增加,达到了降低标签功耗的目的。