Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 1

Trang 1

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 2

Trang 2

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 3

Trang 3

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 4

Trang 4

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 5

Trang 5

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 6

Trang 6

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 7

Trang 7

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 8

Trang 8

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 9

Trang 9

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 150 trang nguyenduy 10/07/2024 300
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

Tóm tắt nội dung tài liệu: Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện

Luận án Nghiên cứu giải pháp cải thiện hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện
u cầu về chất 
lượng. 
47 
Yêu cầu tiết kiệm năng lượng là yêu cầu sống còn với các mạng cảm biến vì 
các cảm biến thường bị giới hạn về kích thước, năng lượng, dung lượng và khả 
năng xử lý [15]. Thời gian sống của nút cảm biến phụ thuộc rất nhiều vào thời gian 
sống của pin mà nó có. Vì thế đã có rất nhiều nghiên cứu tập trung vào thiết kế các 
giao thức và giải thuật nhận thức năng lượng cho mạng cảm biến [15], [70], [117]. 
Để đáp ứng được nhiều yêu cầu chất lượng cho sự kiện và đảm bảo mạng sử 
dụng năng lượng hiệu quả, có ba hướng tiếp cận chính sử dụng giao thức định 
tuyến. 
Một là để đảm bảo yêu cầu về độ tin cậy, đã có nhiều nghiên cứu dựa trên định 
tuyến đơn đường và đa đường [21], [34], [71], [73], [98], [109], [124], [150]. Mặc 
dù việc tìm đơn đường là đơn giản và có độ phức tạp thấp và sử dụng tài nguyên tối 
thiểu [71], [124] song khi mạng có thay đổi (lỗi nút hoặc kênh) thì nó lại phản ứng 
chậm và không đảm bảo được độ tin cậy theo yêu cầu do giới hạn của việc truyền 
trên một đường [70]. Vì thế nhiều nghiên cứu về giao thức định tuyến đa đường 
được thực hiện để khắc phục nhược điểm này [21], [98], [109]. Trong trường hợp 
có nhiều sự kiện xảy ra trong mạng và có yêu cầu khác biệt về độ tin cậy thì cơ chế 
định tuyến động kết hợp giữa định tuyến đơn đường cho sự kiện bình thường và đa 
đường cho sự kiện quan trọng yêu cầu độ tin cậy cao là hợp lý [34], [130]. Tuy 
nhiên độ phức tạp cho tìm đa đường sẽ cao hơn và năng lượng tiêu thụ cho việc 
truyền dữ liệu sao chép trên nhiều đường sẽ tăng tỷ lệ với số lần sao chép. 
Thứ hai, việc tách lưu lượng và gửi trên nhiều đường có thể hỗ trợ yêu cầu về 
băng thông và giảm nghẽn cho nhiều loại ứng dụng khác nhau dẫn tới giảm trễ 
truyền thông [84], [148]. Tuy nhiên việc này sẽ kéo theo việc gia tăng độ phức tạp 
và độ trễ cho việc tách và hợp lưu lượng. 
Thứ ba, rất nhiều giao thức định tuyến hiệu quả năng lượng đã được đề xuất, 
chúng được phân loại trong các nghiên cứu [15] [41], [71], [91], [105], [108], 
những nghiên cứu này đều hướng tới việc tiêu thụ năng lượng hiệu quả và kéo dài 
thời gian sống cho mạng. 
48 
Tuy nhiên, theo những kiến thức mà nghiên cứu sinh đã khảo sát và tổng hợp, 
những giải pháp trên mới chỉ dành cho mạng cảm biến có một hoặc hai loại sự kiện 
có yêu cầu khác biệt về chất lượng như độ tin cậy và/hoặc độ trễ, một vài nghiên 
cứu đã xem xét sử dụng năng lượng hiệu quả song vẫn chưa khảo sát trong trường 
hợp đa sự kiện xuất hiện đồng thời. Đã có một nghiên cứu [108] đã đưa ra vấn đề đa 
sự kiện, song trong tình huống xuất hiện nhiều sự kiện đồng thời thì giải pháp 
không hiệu quả và thời gian sống của mạng giảm đi, nguyên nhân là vì nếu chỉ có 
một nguồn dữ liệu (đơn sự kiện) thì khi tách lưu lượng lên đa đường làm cho năng 
lượng tiêu thụ được san đều, tuy nhiên khi có nhiều sự kiện đồng thời thì các lưu 
lượng san ra lại có thể chập lại trên một đường và gây hố sâu năng lượng dẫn đến 
nút chết sớm. Cho tới nay, chưa có nghiên cứu về định tuyến nào hỗ trợ được nhiều 
mức độ yêu cầu về chất lượng và vẫn đáp ứng yêu cầu sử dụng năng lượng hiệu 
quả. 
Phần tiếp theo trong chương giới thiệu kiến thức nền tảng của các giao thức 
định tuyến hướng sự kiện cải thiện hiệu năng mạng và hai đề xuất của nghiên cứu 
sinh để giải quyết bài toán cải thiện hiệu năng cho mạng WSN đa sự kiện. 
2.2 CÁC GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN ĐỊNH HƯỚNG SỰ KIỆN 
Với mạng cảm biến đa sự kiện thì sẽ có nhiều kiểu sự kiện có yêu cầu chất 
lượng truyền thông khác nhau như độ trễ, tốc độ, độ tin cậy, độ ưu tiên, Với 
mạng cảm biến định hướng sự kiện thì việc xác định đường đi cho thông tin sẽ chỉ 
được quyết định khi có sự kiện trong mạng và thường là do chính cảm biến có sự 
kiện khởi hoạt [73]. Vì các sự kiện lại yêu cầu chất lượng khác nhau nên đã có một 
số giải pháp chọn định tuyến linh hoạt kết hợp đơn đường và đa đường để có chính 
sách khác biệt với từng loại sự kiện [30],[34],[130],[148]. 
2.2.1 Giao thức định tuyến GPSR 
Giao thức định tuyến GPSR (Greedy Perimeter Stateless Routing) [73] là giao 
thức định tuyến kiểu cục bộ, quyết định chuyển tiếp chỉ phụ thuộc vào thông tin về 
các lân cận trong mạng. 
49 
Khi nút có dữ liệu cần truyền, nó sẽ tìm trong các nút lân cận con đường về 
đích. Theo nghiên cứu của nhóm tác giả này, giả định là các nút biết vị trí của chính 
nó thông qua thiết bị GPS hoặc cách thức nào đó và nút chỉ cần thông tin về vị trí 
của các nút lân cận và vị trí của nút đích (sink) là đủ để quyết định chọn đường mà 
không cần những thông tin về hình trạng khác của mạng. 
Hình 2.1 cho thấy ý tưởng của định tuyến thông tin cục bộ, với x là nút nguồn 
có dữ liệu cảm biến cần gửi, D là nút đích và y là nút được lựa chọn chuyển tiếp. 
Hình 2.1: Mô tả cách chọn đường Greedy theo GPSR 
Vòng tròn nhỏ bao quanh x chỉ ra vùng phủ vô tuyến mà nút x có thể giao 
tiếp được, vòng tròn lớn bao quanh D là vòng tròn có bán kính là khoảng cách y -
D . Thông tin x có sẽ là vị trí của x , vị trí của các nút lân cận của x (trong vùng 
phủ vô tuyến của x ) và vị trí của nút đích D . Lựa chọn cục bộ tối ưu nhất của x để 
chuyển dữ liệu tới D sẽ là nút lân cận có vị trí địa lý gần D nhất và trong trường 
hợp này là nút y . Theo cách chọn đường này, x sẽ chọn y là nút chuyển tiếp dữ 
liệu tốt nhất của mình về D vì khoảng cách giữa y tới D là khoảng cách nhỏ nhất 
trong số các khoảng cách giữa D và bất kỳ lân cận nào khác của x . Có thể thấy 
trong vùng giao của hai vòng tròn sẽ không còn nút lân cận nào của x ở trong đó. 
Tiến trình chuyển tiếp tham lam (greedy) này sẽ lặp lại cho tới khi gói dữ liệu từ x 
được chuyển tới D . 
x 
y 
D 
50 
Giao thức GPSR có hai ưu điểm là phù hợp với mạng định hướng sự kiện: 
tuyến đường được xác lập từ điểm nguồn có dữ liệu cảm biến cần truyền và việc tìm 
đường đơn giản vì chỉ cần thông tin cục bộ, tuy nhiên cần đảm bảo là mật độ cảm 
biến đủ dầy đặc để luôn tìm được nút lân cận về đến đích. 
2.2.2 Giao thức định tuyến đa đường linh hoạt hướng theo sự kiện 
Nhóm tác giả [130] đề xuất giải pháp xây dựng giao thức định tuyến đa đường 
hướng theo sự kiện có nhận biết vị trí. 
1. Mục tiêu nghiên cứu của nhóm này là làm sao để tìm đường khi xuất hiện 
các sự kiện trong mạng và chuyển tiếp thông tin cảm biến về sự kiện tới 
trạm gốc. Sự kiện có mức độ nghiêm trọng hơn sẽ được chuyển tiếp tin 
cậy hơn. Ngoài ra, giao thức định tuyến đề xuất (LEDMPR-Location 
Aware Event Driven Multipath Routing) còn giúp mạng hoạt động hiệu 
quả hơn với việc sử dụng năng lượng hiệu quả, tăng thời gian sống, tăng 
tỷ lệ truyền gói thành công và giảm độ trễ truyền thông. 
2. Giải pháp được nhóm đưa ra để đạt được mục tiêu trên là sử dụng định 
tuyến đơn đường và đa đường cho sự kiện khác nhau về mức độ nghiêm 
trọng; sử dụng tác tử cố định và di động (static and mobile agent) trong 
việc hỗ trợ chuyển tiếp thông tin để trạm gốc chọn đường tốt hơn và 
quyết định số lượng đường phù hợp. 
Các bước hoạt động theo đề xuất: 
(1) Nút phát hiện sự kiện tính toán điểm giữa tùy ý (arbitrary midpoint) 
giữa nút phát hiện sự kiện và nút/trạm gốc dựa trên thông tin về vị trí. 
(2) Nút phát hiện sự kiện thiết lập đường ngắn nhất từ nó tới trạm gốc 
thông qua trục tham khảo kết nối giữa hai nút này bằng cách sử dụng 
một tác tử di động với sự hỗ trợ của thông tin về vị trí; tác tử di động 
này thu thập thông tin về đường đi và các tham số của nút trên đường 
và cung cấp thông tin này tới nút gốc. 
51 
(3) Tìm vị trí tùy ý của nút trung gian đặc biệt (giữa nút sự kiện và trạm 
gốc) ở trên/dưới trục tham khảo dựa trên thông tin về vị trí điểm giữa 
ở bước 1. 
(4) Tác tử di động sao chép thông tin về loại sự kiện của nút phát sinh sự 
kiện và khám phá ra đường đi qua các nút trung gian đặc biệt; đường 
này nằm trên/dưới trục tham khảo giống như các đường cung. Khi di 
chuyển từ nút cảm biến này sang nút cảm biến khác dọc theo các 
tuyến đường khác nhau, mỗi tác tử di động sẽ thu thập thông tin của 
nút trên tuyến đường (như id của nút, thông tin vị trí, năng lượng còn 
lại, băng thông khả dụng và độ kết nối của các nút lân cận) và truyền 
những thông tin này về trạm gốc. 
(5) Trạm gốc từ đó sẽ tính toán và tạo dựng một phần hình trạng (partial 
topology) mạng kết nối nút sự kiện và trạm gốc bằng cách sử dụng 
thông tin kết nối do các tác tử di động chuyển tới. Sử dụng thông tin 
về hình trạng một phần này, nút gốc sẽ tìm đa đường và tính được 
tham số trọng số đường (path weight factor) sử dụng tính hiệu quả 
liên kết (link efficiency), tỷ lệ năng lượng (energy ratio) và khoảng 
cách chặng (hop distance). 
(6) Trạm gốc lựa chọn số lượng đường trong số các đường khả dụng dựa 
trên mức độ nghiêm trọng của sự kiện. 
(7) Nếu sự kiện không nghiêm trọng thì trạm gốc chọn một đường có 
trọng số đường cao nhất, còn nếu sự kiện là nghiêm trọng thì trạm gốc 
chọn nhiều đường để đảm bảo việc truyền thông được tin cậy hơn. 
3. Kết quả của nghiên cứu được so với giải pháp ABMR (Định tuyến đa 
đường dựa trên tác tử [111]) cho thấy ưu điểm vượt trội về tỷ lệ truyền 
gói thành công, năng lượng tiêu thụ, độ trễ và tiêu đề phụ (overhead), 
ngoài ra nó còn đạt được mục tiêu là các tuyến đường chỉ được thiết lập 
khi phát sinh sự kiện và được yêu cầu, hơn nữa còn đảm bảo truyền thông 
tin cậy hơn với sự kiện nghiêm trọng (mạng có nhiều loại sự kiện). 
52 
4. Tuy nhiên giải pháp này có một số nhược điểm là trong mạng phải có 
thêm khả năng đặc biệt là các tác tử có khả năng di động và chuyển tiếp 
thông tin chứ không chỉ là cảm biến đơn thuần. Như vậy đổi lại việc làm 
đơn giản hóa đặc tính của cảm biến và tiết kiệm năng lượng, dung lượng 
cho cảm biến trong quá trình tìm đường đi cho dữ liệu thì lại phải trả giá 
bằng việc bổ sung thêm tác tử di động. 
2.2.3 Định tuyến đa đường nâng cao độ tin cậy và đảm bảo băng thông 
Nghiên cứu [34] đề xuất ReInForM (Chuyển tiếp thông tin đáng tin cậy sử 
dụng nhiều đường dẫn), nguồn gửi nhiều bản sao của cùng một dữ liệu qua nhiều 
đường truyền đến trạm gốc. Mỗi gói tin được gán mức độ ưu tiên dựa trên nội dung 
của thông tin chứa trong nó. Nguồn tính số lượng đường (hay số lượng bản sao của 
gói tin được gửi) dựa trên mức độ quan trọng của thông tin, lỗi kênh cục bộ và 
khoảng cách từ trạm gốc. ReInForM không phân biệt giữa nguồn thực tế và nút 
chuyển tiếp trung gian. Các bước nhảy tiếp theo thường được chọn giữa các nút gần 
nhất tới trạm gốc hoặc chúng sẽ được chọn ngẫu nhiên. Điều này giúp cân bằng tải 
và tránh các nút trên con đường "tốt hơn" để nhanh chóng mất năng lượng. Tuy 
nhiên, gửi nhiều bản sao của tất cả các gói dữ liệu sẽ lãng phí năng lượng và giao 
thức định tuyến đã không xem xét độ trễ của sự kiện. 
Nghiên cứu [30] đề xuất một giao thức định tuyến đa đường kết hợp với lập 
lịch gói tin nhằm đảo bảo độ tin cậy bằng cách sử dụng nhiều đường truyền, truyền 
sao chép gói và điều chỉnh tốc độ truyền ở mỗi nút. Giải pháp còn sử dụng thông tin 
về tỷ lệ lỗi kênh cục bộ và hình trạng mạng để lựa chọn đường đi. Mỗi gói tin được 
gán một số ưu tiên dựa trên thông tin nó có. Mỗi nút có hai hàng đợi cho dữ liệu đến 
và ba hàng đợi để truyền dữ liệu. Tất cả các nút trong mạng hoạt động như một đơn 
vị lập lịch trình và đặt các gói tin đến trong hàng đợi thích hợp. Giải pháp này giúp 
tránh tắc nghẽn và mất gói. Giao thức này điều khiển lưu lượng mạng bằng cách 
điều chỉnh chiều dài hàng đợi. Tuy nhiên, nhược điểm của giao thức này là chưa 
xem xét đến độ trễ của gói tin và yêu cầu quản lý hàng đợi phức tạp. 
53 
Nghiên cứu [148] đề xuất giải pháp xây dựng giao thức định tuyến đa đường 
đa mức ưu tiên cho mạng cảm biến đa phương tiện không dây (WMSN). Mục tiêu 
nghiên cứu của nhóm này là làm sao để ưu tiên lưu lượng quan trọng và chọn tối đa 
số đường không giao nhau để tối đa hóa thông lượng cho truyền video và đảm bảo 
trễ đầu cuối trong WMSN. Giải pháp đề xuất là MPMPS (Multi-priority Multi-path 
Selection), đây là cơ chế ở lớp vận chuyển để chọn được tối đa số đường từ các 
đường định tuyến không giao nhau để tối đa thông lượng dữ liệu cho video thời 
gian thực. Dữ liệu từ nguồn sẽ được tách thành luồng audio và video, sau đó tùy 
vào ứng dụng mà đặt độ ưu tiên cao hơn cho một trong hai luồng. Luồng ít quan 
trọng hơn có thể được truyền với yêu cầu không cao về giới hạn thời gian thực. Khi 
đó có thể sử dụng các tuyến đường có trễ truyền dẫn đầu cuối ít nghiêm ngặt hơn và 
như vậy có thể tăng tổng lượng dữ liệu thu ở trạm gốc, dữ liệu khi đó có thể được 
hợp lại hay được xử lý riêng. 
Kết quả của nghiên cứu đạt được là giải pháp đề xuất có thể hỗ trợ hai mức ưu 
tiên và chọn được số lượng đường tối đa để tối đa hóa thông lượng cho truyền dòng 
dữ liệu (phân tách dữ liệu và truyền trên nhiều đường), giải pháp phù hợp với ứng 
dụng đa phương tiện trong điều kiện mạng hạn chế về tốc độ đường truyền và băng 
thông, có thể đảm bảo được truyền thông có thời gian trễ phù hợp và thông lượng 
đáp ứng với yêu cầu ứng dụng cao hơn so với khả năng của đường truyền đơn lẻ. 
Tuy nhiên nghiên cứu này mới chỉ có giải pháp cho hai mức ưu tiên và chưa xét tới 
khả năng chịu lỗi và đảm bảo độ tin cậy của việc truyền tin. 
2.3 GIẢI PHÁP DRPDS KẾT HỢP ĐỊNH TUYẾN ĐỘNG VỚI CƠ CHẾ TRUYỀN 
GÓI LINH HOẠT 
Dựa trên những yêu cầu đa dạng của WSN đa sự kiện và qua phân tích những 
ưu điểm là có khả năng đáp ứng độ tin cậy cao và trễ thấp của các giải pháp định 
tuyến đa đường đã phân tích ở mục 1.1.4.2 và 2.2, nghiên cứu sinh đề xuất xây 
dựng giao thức định tuyến động kết hợp giải thuật định tuyến đa đường linh hoạt 
với cơ chế phân tải linh hoạt có tên là DRPDS cho WSN đa sự kiện với ba loại sự 
kiện yêu cầu chất lượng khác nhau. 
54 
dmax
2
4
5
6
d Source-BS
3
7
8
Source
A
SINK
9
1 10
11
12
13
dmax
2
4
5
6
d Source-BS
3
7
8
Source 
B/C
SINK
1 10
11
9
12
13
2.3.1 Phân tích giải pháp chọn tuyến và cơ chế phân tải linh hoạt 
Giải pháp đề xuất được xây dựng dựa trên giao thức định tuyến đơn đường 
GPSR [73] cho WSN định tuyến định hướng sự kiện. Có hai sự thay đổi từ giao 
thức này. 
Thứ nhất: Nút nguồn chọn số lượng đường để truyền gói tin sự kiện khác nhau 
dựa trên kiểu loại sự kiện. Chọn đơn đường để định tuyến cho loại sự kiện bình 
thường (đặt tên là A, sự kiện này không yêu cầu cao về độ tin cậy cũng như độ trễ), 
đa đường cho hai loại sự kiện có yêu cầu chất lượng cao hơn (đặt tên là B với yêu 
cầu độ tin cậy cao và đặt tên là C với yêu cầu trễ nhỏ với mức độ nghiêm trọng cao 
của sự kiện). 
Thứ hai: Cơ chế truyền gói tin dữ liệu trên đa đường của sự kiện B và C khác 
nhau. Với sự kiện B, gói dữ liệu từ nguồn cần được sao chép và chuyển tiếp đồng 
thời trên hai đường trong khi với sự kiện C thì các gói dữ liệu sẽ được chuyển tiếp 
luân phiên trên hai đường. 
a) Định tuyến GPSR đơn đường b) Định tuyến DRPDS 
Hình 2.2: Mô tả cơ chế định tuyến kết hợp đơn đường, đa đường [J2] 
Hình 2.2 mô tả cơ chế định tuyến linh hoạt đề xuất cho WSN đa sự kiện. Nút 
nguồn cần tìm một hoặc hai nút lân cận trong số các nút lân cận có khoảng cách tới 
sink gần hơn để truyền gói dữ liệu mà nó cảm nhận được, các nút chuyển tiếp này 
55 
cũng cần tìm một lân cận tốt nhất trong số các lân cận của nó để chuyển tiếp gói dữ 
liệu tới đích là sink. Có 5 nút lân cận còn sống (1, 2, 3, 5, 9) và một nút đã chết 
(12) của nút nguồn, trong đó chỉ có 4 nút là gần sink hơn (1, 2, 3, 9). 
 Với định tuyến GPSR đơn đường: chỉ có một nút còn sống và gần sink 
nhất là nút 3. Vì thế, nút nguồn sẽ chọn nút 3 là lân cận tốt nhất trên 
đường định tuyến về sink (Hình 2.2a). Kiểu định tuyến này được áp dụng 
cho gói dữ liệu của sự kiện loại A, chỉ cần truyền dữ liệu trên một đường 
có khoảng cách ngắn nhất tới sink để tiết kiệm năng lượng truyền tải. Sự 
kiện này không yêu cầu cao về độ tin cậy cũng như độ trễ nên chỉ cần 
chọn đường đơn giản chứ không cần truyền đa đường để tăng độ tin cậy 
hay giảm trễ trong trường hợp nghẽn. 
 Với định tuyến đa đường: 4 nút lân cận còn sống có thể được sắp xếp theo 
thứ tự ưu tiên theo khoảng cách gần nhất về sink là 3, 2, 1 và 9 (Hình 
2.2b). Như vậy trong giải pháp lựa chọn thì nút 3 và nút 2 sẽ được nút 
nguồn có gói sự kiện loại B và C lựa chọn làm nút chuyển tiếp. 
 Cơ chế phân tải lưu lượng được thực hiện động tại nguồn, nếu phát hiện 
sự kiện loại B thì các gói của sự kiện sẽ được sao chép và chuyển lên cả 
hai đường, còn nếu phát hiện sự kiện loại C thì các gói dữ liệu của sự kiện 
sẽ được gửi luân phiên trên hai đường để giảm tải cho mỗi đường. 
2.3.2 Giải thuật định tuyến và cơ chế truyền gói linh hoạt DRPDS 
Hình 2.3 mô tả ngắn gọn hoạt động của giao thức DRPDS khi nút phát hiện sự 
kiện hoặc khi nó nhận được yêu cầu định tuyến từ nút lân cận, khi đó nút sẽ phải lựa 
chọn một hoặc hai lân cận để chuyển tiếp gói dữ liệu đi tới đích. Tùy vào loại sự 
kiện, nút nguồn sẽ gửi gói dữ liệu lên một hoặc hai đường, san tải hay nhân tải. 
Khi nút cảm biến phát hiện ra sự kiện, nó sẽ gửi trước yêu cầu định tuyến 
REQ tới các lân cận, sau đó các lân cận gần còn sống sẽ gửi yêu cầu định tuyến tới 
các lân cận của nó và cứ thế yêu cầu tìm đường chuyển tiếp lan đi trong mạng. 
Cũng trong thời gian chuyển tiếp REQ này, nguồn và các nút lân cận sẽ nhận được 
bản tin phản hồi REP từ những lân cận còn sống của nó và biết được những lân cận 
56 
nào còn hoạt động. Trên cơ sở đó, nút sẽ xác định lân cận nào được lựa chọn làm 
nút chuyển tiếp trên đường chuyển gói dữ liệu tới đích (Hình 2.4). 
 Nếu khoảng cách từ nút tới sink bằng hoặc nhỏ hơn maxd (cự ly truyền 
tối đa của cảm biến) thì nút sẽ gửi gói trực tiếp về sink. 
 Nếu nút chỉ có một lân cận duy nhất thì nút đó chính là nút chuyển tiếp 
duy nhất. 
 Trong cả hai trường hợp trên, dù nút phát hiện sự kiện là A, B hay là C 
thì gói tin mang sự kiện này sẽ được chuyển tiếp trên một đường duy 
nhất. 
57 
d2SINK≤dmax
Gửi trực 
tiếp dữ liệu 
về sink
Y
N
Trường hợp
C: Hai đường, 
san tải
Trường hợp B: Hai 
đường, sao chép
Trường 
hợp A: Một 
đường
Tính toán và gửi 
thông tin về các lân 
cận tới các nút trong 
mạng 
Phát 
hiện sự 
kiện
SINK (BS)
Nút cảm 
biến 0
Nút cảm 
biến N
Nút lân cận có
d2SINK≤dmax
Kiểm tra 
loại sự 
kiện 
B
B
B
A
A
C1
C1
C2
C2
Nút lân cận gần sink 
hơn thứ hai
Nút lân cận có
d2SINK≤dmax
Nút lân cận gần sink 
nhất
Thông tin tới từng nút gồm: ID các 
nút lân cận có khoảng cách tới sink 
gần hơn, khoảng cách từ lân cận 
tới sink
Xây dựng bảng định 
tuyến
Nút lân cận gần sink 
nhất
Nút lân cận gần sink 
nhất
Hình 2.3: Mô tả hoạt động định tuyến DRPDS [J2] 
58 
Hình 2.4: Chọn nút chuyển tiếp trong DRPDS 
 Nếu không (nút không gần sink và nút có từ 2 lân cận gần sink hơn trở 
lên) thì nút sẽ phải tìm tối đa hai lân cận tốt nhất có ID là minID1 và 
minID2 để chuyển tiếp gói dữ liệu về đích. Tiêu chí lựa chọn dựa trên 
khoảng cách từ lân cận về đích ngắn nhất. 
 Chỉ có nút nguồn là phải xác định số lượng đường để gửi gói dữ liệu 
theo kiểu loại sự kiện, còn các nút chuyển tiếp chỉ cần lựa chọn một nút 
lân cận tốt nhất (minID1). Tùy theo loại sự kiện mà nút nguồn sẽ quyết 
định chuyển tiếp gói tin như sau: 
o Nếu là sự kiện loại A: Chỉ chọn nút có ID là minID1 để gửi gói 
tin dữ liệu. 
o Nếu là sự kiện loại B: Chọn 2 nút có ID là minID1 và minID2 để 
gửi gói tin dữ liệu. 
Bắt đầu 
Kết thúc 
Nút phát hiện sự kiện 
hoặc nhận được REQ 
d2SINK>dmax 
1. Gửi bản tin REQ 
 2. Nhận các bản tin phản hồi định tuyến 
REP từ các nút lân cận gần sink hơn 
3. Chọn tối đa hai lân cận gần sink nhất. 
Y 
N 
N 
Y 
Sink là lân cận 
duy nhất 
được chọn 
59 
o Nếu là sự kiện loại C: Nút nguồn chọn luân phiên hai nút có ID 
là minID1 và minID2 để gửi gói tin dữ liệu. 
2.3.3 Phân tích hiệu năng WSN đa sự kiện khi truyền đa đường 
Phần này phân tích trễ gói và tính toán mức độ tin cậy cho định tuyến đơn và 
đa đường. Kết quả phân tích cho thấy là chia sẻ tải trên n

File đính kèm:

  • pdfluan_an_nghien_cuu_giai_phap_cai_thien_hieu_nang_mang_cam_bi.pdf
  • pdfLA_Nguyễn Thị Thu Hằng_TT.pdf
  • pdfNguyễn Thị Thu Hằng_E.pdf
  • pdfNguyễn Thị Thu Hằng_V.pdf