Đang tải... (xem toàn văn)
Định tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụmĐịnh tuyến QoS hiệu quả năng lượng cho mạng cảm biến không dây theo dạng phân cụm
1 M ă U Trong nh ng n m g n đây, s ti n b c a khoa h c k thu t, vi c s n xu t thi t b c m bi n nh chi phí th p tr nên kh thi v m t k thu t m t kinh t Vi c thi t k th c hi n có hi u qu m ng c m bi n không dây tr thành l nh v c thu hút đ c nhi u s quan tâm ti m n ng ng d ng c a m ng c m bi n l nh v c đ i s ng hàng ngày nh y t , công nghi p, quân s … Tuy v y, vi c thi t k th c hi n có hi u qu m ng c m bi n không dây ph i đ i m t v i r t nhi u thách th c, m t nh ng thách th c l n nh t m ng c m bi n ngu n n ng l ng b gi i h n không th n p l i, th hi n r t nhi u nghiên c u t p trung vào vi c c i thi n kh n ng s d ng hi u qu n ng l ng c a toàn m ng Xu t phát t nh ng yêu c u th c t đó, đ tài “ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m” đ c th c hi n nh m gi i thi u m t cách t ng quan v m ng c m bi n không dây, giao th c đ nh n ph bi n hi n nh : LEACH, LEACHC, MTE, STAT- CLUSTER …, gi i thi u v giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m, đ ng th i s d ng m t ph n m m MATLAB đ mô ph ng gi i pháp m i đ c đ xu t án g m có ch ng: Ch ng 1: T ng quan v m ng c m bi n không dây (WSN): đ a đ nh ngh a, c u trúc m ng WSN, y u t nh h ng đ n c u trúc m ng WSN, thách th c mà m ng WSN ph i đ i m t Ch ng 2: nh n m ng c m bi n không dây: đ a v n đ ph i đ i m t đ nh n, đ a giao th c đ nh n đ c dùng m ng c m bi n trình bày cách phân lo i cách ti p c n v i v n đ Ba lo i đ nh n đ c đ a ch ng giao th c trung tâm d li u, giao th c phân c p giao th c d a vào v trí l Ch ng 3: Gi i thi u v giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng ng cho m ng WSN theo d ng phân c m 2 Ch ng 4: Mô ph ng v giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m: Khái quát v thông tin đ c s d ng đ thi t l p mô ph ng, mô hình n ng l ng k t qu mô ph ng cho giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m Phân tích nghiên c u v n đ v n ng l ng, th i gian s ng, d li u truy n th i gian tr tr m g c 3 Ch ng 1: T NG QUAN V M NG C M BI N KHÔNG DÂY 1.1 Gi i thi u M ng c m bi n không dây (WSN - Wireless Sensor Network) m ng có hai ch c n ng: m ng c m nh n thông tin t môi tr ng M ng WSN có đ c m nút liên k t v i b ng k t n i sóng vô n nút m ng th ng thi t b đ n gi n, nh g n, giá thành th p M ng lo i có th có s l ng l n, đ c phân b m t cách h th ng m t di n, s d ng ngu n n ng l ng h n ch , có th i gian ho t đ ng lâu dài kho ng vài tháng đ n vài n m, có th ho t đ ng môi tr ng kh c nghi t nh : ch t đ c, ô nhi m, nhi t đ Các nút m ng th ng có ch c n ng c m nh n, quan sát môi tr ng xung quanh nh nhi t đ , đ m, ánh sáng theo dõi hay đ nh v m c tiêu c đ nh ho c di đ ng Các nút giao ti p v i truy n d li u v trung tâm (base station) m t cách gián ti p b ng k thu t đa ch ng (multi-hop) 1.2 C u trúc m ng c m bi n không dây 1.2.1 C u trúc ph ng 1.2.2 C u trúc phân c p 1.3 Các đ c tr ng c a m ng c m bi n không dây 1.3.1 N ng l ng tiêu th 1.3.2 Chi phí 1.3.3 Lo i hình m ng 1.3.4 Tính b o m t 1.3.5 tr 1.3.6 Tính di đ ng 1.4 Nh ng khó kh n vi c phát tri n m ng không dây 1.4.1 Gi i h n n ng l ng 1.4.2 Gi i h n v gi i thông 1.4.3 Gi i h n v ph n c ng 1.4.4 nh h ng c a nhi u bên Ch ng 2: NH TUY N TRONG M NG C M BI N KHÔNG DÂY 2.1 Các v n đ c n l u ý đ i v i giao th c đ nh n 2.1.1 c tính thay đ i th i gian tr t t s p x p c a m ng 2.1.2 Ràng bu c v tài nguyên 2.1.3 Mô hình d li u m ng c m bi n 2.1.4 Cách truy n d li u 2.2 Các giao th c đ nh n tiêu bi u m ng c m bi n không dây Có nhi u cách phân lo i giao th c đ nh n WSN nh : phân lo i theo c u trúc, phân lo i theo ho t đ ng (phân lo i theo cách th c mà ngu n tìm t i đích) 2.2.1 Các giao th c xét theo c u trúc m ng 2.2.1.1 Giao th c đ nh n ngang hàng Giao th c SPIN Giao th c truy n tin tr c ti p (Directed Diffusion) Giao th c GBR 2.2.1.2 Các giao th c phân c p 2.2.1.2.1 Giao th c LEACH 2.2.1.2.2 Giao th c PEGASIS 2.2.1.2.3 Giao th c hi u qu n ng l ng c m nh n m c ng ng 2.2.1.3 Giao th c đ nh n d a theo v trí 2.2.1.3.1 Giao th c GAF 2.2.1.3.2 Giao th c GEAR 2.2.2 Các giao th c đ nh n xét theo ho t đ ng Ph n s trình bày phân lo i giao th c theo ho t đ ng c a giao th c 2.2.2.1 Các giao th c đ nh n đa đ ng 2.2.2.2 Giao th c đ nh n th i gian s ng c c đ i 2.2.2.3 Multipath Directed Diffusion 2.2.2.4 Các giao th c d a truy v n 2.2.2.5 Giao th c Directed Diffusion 2.2.2.6 Giao th c đ nh n Rumor 2.2.2.7 Giao th c d a th ng l 2.2.2.8 Giao th c d a ch t l ng ng d ch v 2.2.2.9 Giao th c x lí k t h p không k t h p Ch ng 3: GIAO TH C NH TUY N QOS HI U QU N NG L NG CHO M NG WSN THEO D NG PHÂN C M 3.1 Gi i thi u t ng quan Trong ch ng s t p trung vào vi c gi i thi u giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m đ m b o ch t l ng d ch v cho lo i đ ng truy n khác nhau, đ u tiên c a d li u truy n d a lo i gói tin n i dung tin, c ng nh t i u hóa v hi u qu s d ng n ng l ng v n đ v đ tr truy n nh n gi a nút đ u cu i, giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m s d ng tr m ngu n đ ng (mobile sink) tr m ngu n t nh (static sink) đ thu th p d li u Giao th c đ nh h ng QoS h ng đ n vi c c i thi n thông s hi u n ng đ u vào đ đ a quy t đ nh ch n đ ng t i u cho gói tin, c i thi n thông s hi u n ng m ng Ph n mô ph ng Ch ng s th hi n ph n đánh giá hi u qu c a thu t toán đ c s d ng giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m Hi u qu c a thu t toán s đ c so sánh v i gi i thu t ch s d ng tr m ngu n t nh ho c ch s d ng tr m ngu n đ ng, hi u qu c a thu t toán s đ c th hi n vi c t ng th i gian s ng c a m ng, c i ti n tham s đ nh n QoS nh đ tr , t l m t gói tin, t l d li u nh n đ c 3.2 Mô t giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m 3.2.1 Mô t v n đ ng cho m ng Giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m h ng đ n gi i quy t ba (03) v n đ sau: Th nh t là, ki n trúc c s c a m ng WSN, tr m g c t nh nút c m bi n s d ng ph ng th c truy n thông đa m đ g i gói tin đ n tr m g c V n đ v m nóng (hot-spot) v n đ th ng xuyên x y m ng WSN v i tr m g c t nh làm gi m đáng k th i gian s ng c a toàn m ng B n ch t t nh c a tr m g c nguyên nhân gây hi n t ng m nóng mà m t th i m có nhi u nút g n tr m g c đ ng th i g i d li u đ n tr m g c H n ch c a tr m g c t nh s làm t ng đ tr g i nh n gi a nút đ u cu i th i m nút đ ng th i g i d li u đ n tr m g c V i gi i pháp s d ng tr m g c đ ng, d li u đ c g i đ n tr m g c đ ng b ng cách di chuy n tr m g c đ ng theo chu k m ng WSN, nút s g i d li u đ n tr m g c tr m g c di chuy n t i vùng lân c n c a nút c n g i d li u b ng ph ng pháp truy n thông đa m (multi-hop) Gi i pháp tr m g c đ ng m c dù có u m ti t ki m n ng l ng nh ng có nh c m nút c m bi n ph i ch tr m đ ng di chuy n đ n vùng lân c n c a nút c n g i d li u m i truy n d li u đ c, k t qu t ng đ tr toàn n (end-to-end) Vi c t ng đ tr toàn n không th ch p nh n đ c đ i v i ng d ng nh y c m v i đ tr K t lu n, m c dù có nh ng h n ch v vi c làm t ng đ tr toàn n, nhiên gi i pháp tr m g c di đ ng v n có nh ng u m rõ ràng v gi m thi u v n đ hotspot c i thi n đáng k hi u qu n ng l ng gi i quy t v n đ hi u su t n ng l ng (v n đ hotspot) gi i pháp tr m g c t nh đ tr toàn n cao gi i pháp tr m g c đ ng, gi i thu t đ c s d ng giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m s k t h p gi a gi i pháp tr m g c t nh đ ng đ truy n d li u B n tin nh y tr đ c g i đ n tr m g c t nh b n tin có đ tr ch p nh n đ c s đ c g i đ n tr m g c đ ng đ n vùng lân c n c a nút H n n a, đ gi m thi u đ tr c a d li u đ n tr m g c đ ng, vi c tính toán chu k di chuy n c a tr m g c đ ng s đ c k t h p v i vi c s d ng gói tin đánh giá m c u tiên c a nút B ng cách này, gi i thu t s đ c áp d ng giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m có th gi m đ c đ tr toàn n c a gi i pháp tr m g c đ ng làm t ng hi u su t s d ng n ng l ng c a gi i pháp tr m g c t nh Th hai, v i vi c gia t ng ng d ng WSN đa ph ng ti n, g n vi c đánh giá QoS thu th p d li u tr thành m t v n đ quan tr ng Nút c m bi n t o nhi u lo i l u l ng khác có đ tr b ng thông s d ng riêng i u c n m t c ch u tiên gói đ đ m b o b n tin đ c x lý m t cách phù h p d a yêu c u QoS riêng Nh ng giao th c chuy n ti p gói, t t c gói tin l i có m c đ u tiên K t qu vi c chuy n ti p cho phép b n tin có đ u tiên th p đ c truy n v i đ tr th p l u l ng th i gian th c l i ph i ch Vì th b n tin đ u tiên th p nguyên nhân gây tr nút c m bi n gi i quy t v n đ này, l u l ng đ n đ c chia thành nhi u lo i khác nhau, d a đ tr khác b ng thông yêu c u c a t ng l p l u l ng Các l p riêng v i đ u tiên khác nhau, l u l ng th i gian th c s có đ u tiên cao nh t d li u v n b n d ng “best effort” có đ u tiên th p nh t Quy t đ nh chuy n ti p gói tin đ c d a vào đ u tiên đ c phân lo i cho gói Vi c x lý chuy n ti p gói tin phù h p cho t ng lo i d li u có đ u tiên khác s làm gia t ng th i gian ch hàng đ i c a gói tin có đ u tiên th p, gói tin có đ u tiên th p có th s ph i ch vô th i h n Th ba, b n tin khác đ c t o b i nút c m bi n có m c đ quan tr ng khác Vi c liên t c g i t t c b n tin đ c t o b i nút c m bi n đ n tr m g c s làm nh h ng đ n hi u qu s d ng n ng l ng c a nút c m bi n Quá trình s làm c n ki t tài nguyên n ng l ng c a h th ng WSN ph i tu n t truy n b n tin có đ u tiên th p đi, b n tin quan tr ng h n l i ph i ch đ n l t đ truy n gi i quy t v n đ này, d li u đ n ph i đ c phân lo i đ u tiên theo nhi u lo i b n tin khác d a đ quan tr ng c a n i dung gói tin K t qu s có u tiên vi c chuy n ti p gói tin có đ u tiên cao d a trình so sánh b n tin quan tr ng b n tin thông th ng Do hi u qu s d ng n ng l ng c a nút c m bi n u tiên chuy n ti p d li u quan tr ng s nâng cao Ba v n đ m ng WSN đ c đ c p đ c g i v n đ “hot-spot”, vi c gi i quy t v n đ “hot-spot” nh m t i thi u hóa đ tr đ m b o QoS Trong ch ng s gi i thi u chi ti t v giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m 10 3.2.2 Mô hình m ng gi ăđ nh WSN ch a m t s l ng l n nút c m bi n đ c tri n khai m t cách ng u nhiên m t khu v c xác đ nh (vùng c m bi n) Sau tri n khai, t t c nút c m bi n m ng WSN s đ c nhóm l i v i đ c g i c m (Cluster), m i c m b u m t ch c m (Cluster Head - CH) d a d ng thông tin phân b v v trí c a nút c m M i CH thu th p d li u c m bi n t nút c m truy n t t c d li u nh n đ c cho “super node” ti p theo m ng, “super node” s ti p t c g i d li u đ n tr m g c đ ng ho c tr m g c t nh thông qua giao th c truy n nh n đa m (multi-hop) (xem hình bên d i) vi c tiêu th n ng l ng cân b ng gi a nút, trách nhi m ch c m s đ c xoay vòng gi a nút c m Trong giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m s s d ng gi đ nh nh sau: · M ng WSN bao g m hai lo i nút: nút thông th ng m t vài nút đ c trang b n ng l ng t ng c ng đ c g i “super node” Các “super node” có s l ng h n nút thông th ng · Có m t tr m g c t nh đ t trung tâm c a m ng Ngoài tr m g c t nh s có m t tr m g c đ ng (có tính n ng GPS) có th di chuy n toàn m ng WSN Tr m g c t nh/đ ng đ c cung c p đ n ng l ng trình ho t đ ng Các nút c m bi n (g m c “super node” nút thông th ng) t nh kh n ng di đ ng Ch có tr m g c đ ng m i có th di chuy n đ c 11 Hình 3.1: Mô hình m ng 3.2.3 Mô t giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l c m bi n không dây theo d ng phân c m ng cho m ng Giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m t p trung vào v n đ c t lõi QoS hi u qu s d ng n ng l ng vi c thu th p d li u m ng WSN Ho t đ ng c a giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m đ c chia thành pha pha ph Có hai pha (Pha thi t l p pha n đ nh) chín pha ph (xem hình bên d i) Pha đ u tiên pha thi t l p có ba pha ph (kh i t o, l a ch n CH phân c m, c p nh t đ nh n) Pha th hai pha n đ nh; đ c chia thành sáu pha ph có tên nh sau: phân lo i đ u tiên c a d li u, chuy n ti p d li u đ n CH/Super node, chuy n ti p d li u đ n tr m g c t nh, chuy n tr ng l ng hàng đ i đ n tr m g c đ ng, l p l ch di chuy n tr m g c đ ng, thu th p thông tin t tr m g c đ ng 12 Hình 3.2: Ho t đ ng c a giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m 3.2.3.1 Pha thi t l p Pha thi t l p đ c chia ti p thành ba pha ph có tên: kh i t o, phân c m c p nh t đ nh n · Kh i t o: pha này, sau trình tri n khai ng u nhiên, m i nút đ c xác đ nh n ng l ng l i v trí c a đ ng Các giá tr n ng l ng l i kho ng cách đ n tr m g c đ c s d ng đ pha phân c m đ nh n đ ng truy n đ n ch c m c ng nh l p l ch di chuy n c a tr m g c · Phân c m: pha này, trình phân c m s đ c th c hi n T t c nút m t c m s ch n m t nút đ ng đ u c m g i CH Các nút c m bi n ph i liên k t đ n CH tr thành m t nhóm n i b (c m) Vi c truy n nh n thông tin s đ c g i t nút c m đ n CH c a c m CH s g i thông tin t ng h p đ n tr m g c đ ng ho c tr m g c t nh m ng, ho c thông qua “super node” trung gian đ i di n cho m i vùng m ng đ truy n d li u đ n tr m g c · C p nh t đ nh n: m i vùng m ng s có m t nút c m bi n đ c trang b n ng l ng t ng c ng (super node) ho t đ ng nh m t tr m g c c c b (local sink) c a m t vùng m ng thu th p d li u t CH c a c m vùng m ng Trong pha c p nh t đ nh n, nút CH s đ nh n (t o ra) nh ng đ ng đa m đ n super node Sau đó, t t c super node s đ nh n theo đ ng đa m đ truy n d li u đ n tr m g c t nh (static sink) Chi ti t làm th đ đ nh n t super node đ n tr m g c t nh s đ c mô t ph n d i 3.2.3.2 Pha n đ nh 13 Pha th hai pha n đ nh; đ c chia thành sáu pha ph có tên nh sau: Phân lo i đ u tiên c a d li u, chuy n ti p d li u đ n CH/Super node, chuy n ti p d li u đ n tr m g c t nh, chuy n ti p tr ng s h ng đ i đ n tr m g c đ ng, l p l ch di chuy n tr m g c đ ng, thu th p thông tin t tr m g c đ ng Trong pha n đ nh, giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m s th c hi n nhi m v thu th p d li u Pha n đ nh đ c chia làm pha ph sau: 3.2.3.2.1 Phân lo i đ ă u tiên c a d li u Trong pha này, t i m i nút c m bi n, d li u đ n s đ c phân lo i đ u tiên d a vào lo i gói tin n i dung gói tin u tiên đ c gán cho gói tin s đ c s d ng trình đ nh n chuy n ti p gói tin m t cách phù h p nh m giúp trì ch t l ng d ch v c a m ng 3.2.3.2.1.1 Phân lo i u tiên d a lo i gói tin 3.2.3.2.1.2 Phân lo i d a n i dung gói tin 3.2.3.2.2 Chuy n d li u đ n nút CH/super node Khi m t nút c m bi n nh n đ c m t d li u, d li u c n ph i đ c truy n đ n tr m g c (sink) Nút c m bi n s phân lo i đ u tiên d a vào tính ch t quan tr ng theo lo i gói tin n i dung gói tin (nh mô t ph n trên) qu n lý gói tin v i m c đ u tiên khác nhau, m t hàng đ i s đ c trì t i m i nút c m bi n/CH/super node Trong pha này, m i nút c m bi n s g i d li u mà nh n đ c đ n nút đ c l a ch n CH d a vào đ u tiên c a gói tin Nút c m bi n s ki m tra hàng đ i ch a đ u tiên c a đ ch n gói có đ u tiên cao nh t chuy n ti p gói tin đ n CH T ng t , CH s l a ch n hàng đ i ch a đ u tiên c a m i CH g i gói tin có đ u tiên cao nh t đ n super node Khi d li u đ c t p h p t i super node t CH, super node s tính toán tr ng l ng c a hàng đ i c a (Queue Weight – QW) – t ng đ u tiên c a t t c gói hàng đ i QW s đ c s d ng pha sau đ quy t đ nh vi c di chuy n c a tr m g c đ ng (mobile sink) 14 3.2.3.2.3 Truy n d li u đ n tr m g c t nh 3.2.3.2.3.1 Tham s quy t đ nh Tham s quy t đ nh đ c s d ng đ xác đ nh vi c có g i d li u đ n tr m g c t nh hay không hay ch đ g i d li u đ n tr m g c đ ng, tham s quy t đ nh bao g m: Queue Weight (QW): QW tr ng l ng (đ l n) c a hàng đ i, đ c tính toán t t ng đ u tiên c a t t c gói hàng đ i Max Queue Weight (MQW): t c đ đ n đ u cu i c a gói tin ng u nhiên ph thu c vào l p l u l ng khác nhau, vi c quy t đ nh truy n gói tin s d a vào đ dài c a hàng đ i tác đ ng đ n ch t l ng d ch v c a gói tin đ m b o ch t l ng d ch v vi c quy t đ nh chuy n ti p gói tin, MQW s đ c s d ng MQW giá tr ng ng t i đa c a QW, th i gian ch b ng v i MQW, d li u s đ c g i đ n tr m g c t nh đ đ m b o trì đ tr đáp ng yêu c u g i d li u 3.2.3.2.3.2 Quy t đ nh chuy n ti p gói tin Quy t đ nh g i gói tin đ n tr m g c t nh hay ch tr m g c đ ng đ n s đ c th c hi n th a u ki n sau: Tr ng l ng hàng đ i c a super node l n h n tr ng l ng hàng đ i t i đa (MQW); ngh a QW l n h n MQW d li u s đ c g i đ n tr m g c t nh đ gi m thi u đ tr Sau quy t đ nh truy n d li u đ c th c hi n, d li u s đ c g i đ n tr m g c t nh thông qua đ ng truy n đa m c a super node đ c thi t l p pha c p nh t đ nh n 3.2.3.2.4 Chuy n ti p tr ng l ng hàng đ i đ n tr m g c đ ng Vào cu i chu k đ u tiên c ng nh t t c chu k di chuy n c a tr m g c đ ng qua t t c nút c m bi n m ng c m bi n không dây, tr m g c đ ng g i yêu c u nh n thông tin v tr ng l ng hàng đ i c a nút c m bi n Super node đ u cu i c n nh n thông tin này, m i super node s tính toán giá tr QW c a g i thông tin đ c yêu c u 15 đ n tr m g c đ ng Sau đó, tr m g c đ ng s u ch nh chu k di chuy n c a d a thông tin v QW nh n đ c t super node 3.2.3.2.5 L p l ch di chuy n c a tr m g c đ ng Thông tin v QW c a t t c super node đ c g i đ n tr m g c đ ng pha tr c s đ c s d ng t i pha đ l p l ch di chuy n c a tr m g c đ ng m ng WSN đ thu th p d li u t super node Chu k di chuy n đ u tiên c a tr m g c đ ng s d a vào đ ng đ nh n đ u tiên đ m b o ch t l ng d ch v đ cân b ng s d ng n ng l ng, tr m g c đ ng di chuy n chu k th chu k k ti p d a vào n ng l ng l i thông s QW c a super node m ng 3.2.3.2.5.1 i u ch nh l ch di chuy n 3.2.3.2.5.2 Qu ng bá thông tin v l ch di chuy n c a tr m g c đ ng 3.2.3.2.6 Thu th p thông tin t tr m g c đ ng Trong pha này, tr m g c đ ng s qua t t c nút m ng đ thu th p d li u c m bi n t super node D a vào l ch di chuy n đ c thi t l p pha tr c, tr m g c đ ng s ‘ghé th m’ t t c super node T i m i chu k di chuy n, tr m g c ghé th m super node, qu ng bá thông tin v l ch di chuy n, xác l p chu k g i nh n phân chia theo th i gian d a ph ng th c a truy c p phân chia theo th i gian (TDMA) cho super node thu th p d li u t super node Các b c th c hi n chi ti t s đ c mô t bên d i 3.2.3.2.6.1 Qu ng bá thông tin c a tr m g c đ ng đ ng ký thông tin c a super node m i 3.2.3.2.6.2 L p l ch đa truy c p phân chia theo th i gian (TDMA) 3.2.3.2.6.3 Chuy n ti p d li u đ n tr m g c đ ng 16 Hình 3.3: S ăđ t ng tác gi a nút c m bi n, ch c m tr m g c 3.2.3.2.6.4 Di chuy n ti p theo c a tr m g c đ ng 17 Ch ng 4: MÔ PH NG VÀ CÁC K T QU D a mô hình h th ng đ c thi t k trên, ph n mô ph ng s đ c xây d ng đ đánh giá hi u qu c a giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m (EEQR) Hi u qu c a giao th c đ nh n s đ c so sánh gi a tr ng h p s d ng đ ng th i tr m g c đ ng t nh v i tr ng h p s d ng tr m g c t nh ho c tr m g c đ ng Các tham s đ nh n nh n ng l ng truy n c a m t gói, đ tr trung bình m i gói tin, t l m t gói tin trung bình, l u l ng đ ng truy n, th i gian s ng c a m ng s đ c s d ng đ đánh giá hi u qu c a giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m Ph n ti p theo mô t chi ti t n i dung thi t l p mô ph ng, mô hình n ng l ng th o lu n v k t qu mô ph ng 1.1 Thi t l p mô ph ng Ch ng trình mô ph ng đ c th c hi n m t ph m vi c m bi n r ng 200x200m2 s l ng nút c m bi n thay đ i t 20 đ n 240 nút c m bi n cho thí nghi m khác Các nút c m bi n đ c đ t ng u nhiên v i m t v trí t a đ (x,y) không thay đ i t đ u đ n cu i mô ph ng M t tr m g c t nh đ c đ t c đ nh t i trung tâm c a m ng m t tr m g c đ ng có kh n ng di chuy n xunh quanh m ng Mô ph ng s đ c th c hi n v i m t chu i/dãy giao ti p b ng hai l n dãy c m bi n c a nút c m bi n Các tham s mô ph ng đ c trình bày B ng 4.1 d i B ng 4.1: Các tham s mô ph ng Tham s mô ph ng Ký hi u M ng Di n tích khu v c m ng S V trí Tr m g c t nh (x,y) S l ng nút c m bi n N Bán kính ph sóng c a m i nút Rsense Ph m vi truy n nh n Rcomm Giá tr 200 x 200m2 (100,100) 20-240 nút 15 m 30 m 18 Tham s mô ph ng Ký hi u Stime Nt Giá tr Các nút đ c tri n khai ng u nhiên 900 s 20 EI ED 1J [...]... Mô t giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l c m bi n không dây theo d ng phân c m ng cho m ng Giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m t p trung vào v n đ c t lõi là QoS và hi u qu s d ng n ng l ng trong vi c thu th p d li u m ng WSN Ho t đ ng c a giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m đ c chia thành... ng Trong pha n đ nh, giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m s th c hi n nhi m v thu th p d li u Pha n đ nh đ c chia làm các pha ph sau: 3.2.3.2.1 Phân lo i đ ă u tiên c a d li u Trong pha này, t i m i nút c m bi n, d li u đ n s đ c phân lo i đ u tiên d a vào lo i gói tin và n i dung gói tin u tiên đ c gán cho các gói tin s đ c s d ng trong quá trình... hình 4.3 là k t qu mô ph ng so sánh gi a ba giao th c (s d ng tr m g c đ ng/t nh và giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m) 22 Hình 4.3: L u l ng m ng so sánh gi a ba giao th c K t qu cho th y r ng giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m có k t qu t t h n hai giao th c còn l i v l u l ng m ng Trong giao th c ch s d ng tr m g c t nh,... 240 nút K t qu đánh giá đ c th hi n t i hình 4.4 d i đây cho th y, đ tr trung bình c a giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng 23 WSN theo d ng phân c m là th p nh t, giao th c ch s d ng tr m g c đ ng có đ tr cao nh t, giao th c ch s d ng tr m g c t nh có đ tr cao h n giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m nh ng th p h n giao th c ch s d ng tr m g c đ ng... hi u qu c a giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m Ph n ti p theo mô t chi ti t n i dung thi t l p mô ph ng, mô hình n ng l ng và th o lu n v các k t qu mô ph ng 1.1 Thi t l p mô ph ng Ch ng trình mô ph ng đ c th c hi n trên m t ph m vi c m bi n r ng 200x200m2 và s l ng nút c m bi n thay đ i t 20 đ n 240 nút c m bi n cho các thí nghi m khác nhau Các... m bi n không dây theo d ng phân c m là giao th c đ nh tuy n s d ng đ ng th i tr m g c đ ng và tr m g c t nh K t qu mô ph ng cho th y giao th c đ nh tuy n này giúp ti t ki m đ c ngu n n ng l ng đáng k và t ng th i gian s ng c a m ng S d ng k t h p tr m g c đ ng và t nh c ng nh cách xây d ng các c ch u tiên d a trên n i dung và phân lo i gói tin trong giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng... v l ch di chuy n, xác l p chu k g i nh n phân chia theo th i gian d a trên ph ng th c a truy c p phân chia theo th i gian (TDMA) cho các super node và thu th p d li u t các super node Các b c th c hi n chi ti t s đ c mô t bên d i 3.2.3.2.6.1 Qu ng bá thông tin c a tr m g c đ ng và đ ng ký thông tin c a super node m i 3.2.3.2.6.2 L p l ch đa truy c p phân chia theo th i gian (TDMA) 3.2.3.2.6.3 Chuy n... 4.4 cho th y khi s l ng nút c m bi n càng cao, k t qu so sánh v đ tr trung bình trên t ng gói tin gi a ba giao th c càng th y đ c rõ r t, đ tr trung bình trên t ng gói tin c a giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng WSN theo d ng phân c m luôn luôn th p h n so v i giao th c ch s d ng tr m g c đ ng ho c tr m g c t nh 24 K T LU N VÀ KI N NGH Giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho. .. t ng tác gi a các nút c m bi n, ch c m và các tr m g c 3.2.3.2.6.4 Di chuy n ti p theo c a tr m g c đ ng 17 Ch ng 4: MÔ PH NG VÀ CÁC K T QU D a trên mô hình h th ng đã đ c thi t k trên, ph n mô ph ng s đ c xây d ng đ đánh giá hi u qu c a giao th c đ nh tuy n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m (EEQR) Hi u qu c a giao th c đ nh tuy n này s đ c so sánh gi a tr ng h p... ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m 3.2.3.1 Pha thi t l p Pha thi t l p đ c chia ti p thành ba pha ph có tên: kh i t o, phân c m và c p nh t đ nh tuy n · Kh i t o: pha này, sau quá trình tri n khai ng u nhiên, m i nút đ c xác đ nh n ng l ng còn l i và v trí c a nó đang đ ng Các giá tr n ng l ng còn l i và kho ng cách đ n tr m g c đ c s d ng đ trong pha phân c m và đ nh tuy n đ ng ... nh n QoS hi u qu n ng l c m bi n không dây theo d ng phân c m ng cho m ng Giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l ng cho m ng c m bi n không dây theo d ng phân c m t p trung vào v n đ c t lõi QoS. .. bi n không dây Có nhi u cách phân lo i giao th c đ nh n WSN nh : phân lo i theo c u trúc, phân lo i theo ho t đ ng (phân lo i theo cách th c mà ngu n tìm t i đích) 2.2.1 Các giao th c xét theo. .. n QoS nh đ tr , t l m t gói tin, t l d li u nh n đ c 3.2 Mô t giao th c đ nh n QoS hi u qu n ng l c m bi n không dây (WSN) theo d ng phân c m 3.2.1 Mô t v n đ ng cho m ng Giao th c đ nh n QoS