ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN TẢI VIDEO TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG CẢM ỨNG KHÔNG DÂY

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SÀI GÒN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - NGUYỄN VÕ LAM GIANG ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN TẢI VIDEO TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG CẢM ỨNG KHÔNG DÂY KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hệ đào tạo: Chính quy Khóa học: 2007 – 2011 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS LÊ NGỌC KIM KHÁNH TP HỒ CHÍ MINH, 2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam kết luận văn hoàn thành dựa kết nghiên cứu kết nghiên cứu chưa dùng cho luận văn cấp khác TP Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 05 năm 2011 Tác giả luận văn Nguyễn Võ Lam Giang NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ……….o0o……… TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) ThS LÊ NGỌC KIM KHÁNH NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN ……….o0o……… TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) ThS CAO THÁI PHƯƠNG THANH NHẬN XÉT CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ……….o0o……… TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm … Người nhận xét (Ký ghi rõ họ tên) ThS PHAN TẤN QUỐC LỜI CẢM ƠN Sau năm tháng nghiên cứu, em hoàn thành luận văn “Đảm bảo chất lượng truyền tải tập tin video môi trường mạng cảm ứng không dây” Có kết này, nỗ lực thân, em nhận nhiều động viên, hỗ trợ từ phía nhà trường, thầy cô, gia đình bạn bè Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến khoa Công Nghệ Thông Tin nói riêng trường Đại Học Sài Gòn nói chung Nhà trường khoa cung cấp cho em môi trường học tập hiệu hỗ trợ lớn mặt suốt bốn năm học qua trình hoàn thành luận văn Em xin cảm ơn thầy cô khoa Công Nghệ Thông Tin Những kiến thức tảng kinh nghiệm quý báu mà thầy cô hết lòng truyền dạy suốt bốn năm qua hỗ trợ em nhiều trình nghiên cứu đề tài Và hành trang vô giá theo em suốt đời Đặc biệt, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến giảng viên hướng dẫn, cô Lê Ngọc Kim Khánh Cô người đưa em đến giới mạng cảm ứng không dây với kiến thức lạ nhiều ứng dụng hữu ích vào sống Cảm ơn cô quan tâm, tận tình hướng dẫn giúp đỡ em vấp phải vấn đề khó khăn trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn tất bạn lớp DCT1075 nói riêng bạn sinh viên khoa Công Nghệ Thông Tin khóa 07 nói chung Cảm ơn bạn động viên, hỗ trợ giúp đỡ suốt thời gian học tập trường hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cha mẹ gia đình, người sinh thành dưỡng dục nên người Con cảm ơn cha mẹ bên cạnh chăm sóc, quan tâm, giúp đỡ động viên để có thành ngày hôm Dù cố gắng nỗ lực để hoàn thành luận văn, chắn không tránh khỏi thiếu sót Do đó, em kính mong nhận góp ý tận tình bảo quý thầy cô bạn để luận văn hoàn thiện TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2011 Sinh viên thực Nguyễn Võ Lam Giang Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ACK AP ARC C1WSN C2WSN CMOS CODA DARPA DIFFSERV DoS GPSR IACK IETF INTSERV IP LAN MANET MF NACK NED OMNeT++ PDA RMST RSVP QoS TPGF SURAN STCP TCP UDP WLAN WMN WMSN WSN ZRP Acknowledgement Access Point Adaptive Rate Control Category Wireless Sensor Network Category Wireless Sensor Network Complementary metal–oxide–semiconductor Congestion Detection and Avoidance Defense Advanced Research Projects Agency Differentiated Services Denial-Of-Service Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks Implicit Acknowledgement Internet Engineering Task Force Intergrated Services Internet Protocol Local Area Network Mobile Ad Hoc Network Mobility Framework Negative Acknowledgement Network Description Objective Modular Network Testbed in C++ Personal Digital Assistant Reliable Multi-Segment Transport Resource Reservation Protocol Quality of Service Two – Phase Geographic Greedy Forwarding Survivable Adaptive Radio Networks Sensor Transmission Control Protocol Transmission Control Protocol User Datagram Protocol Wireless Local Area Network Wireless Mesh Network Wireless Multimedia Sensor Network Wireless Sensor Network Zone Routing Protocol GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang i Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 1.15 Hình 1.16 Hình 1.17 Hình 1.18 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Mạng không dây dựa hạ tầng mạng Mạng không dây không dựa hạ tầng mạng Hidden terminal Exposed terminal Mobile Ad Hoc Network MANET Single-hop MANET Multi-hop MANET phân cấp Cấu trúc mạng cảm biến không dây 13 WSN loại 14 WSN loại hai 15 Ứng dụng WSN phát động đất 17 Ứng dụng WSN theo dõi vị trí tội phạm 17 Ứng dụng WSN giám sát giao thông 18 Ứng dụng WSN gia đình 18 Ứng dụng WSN trình sản xuất 19 Ứng dụng WSN y học 19 Ứng dụng WSN quân 20 Phương pháp truyền liệu single-hop multi-hop 24 Phân loại giao thức định tuyến 26 Minh họa cân tải cho web 34 Mô hình sử dụng WSN kèm theo node WMSN 37 Phương pháp định tuyến theo vùng ZRP 38 Phương pháp chuyển tiếp gói tin Greedy Forwarding 39 Trường hợp không áp dụng Greedy Forwarding 39 Phương pháp chuyển tiếp gói tin Perimeter Forwarding 40 Minh họa trường hợp node bị khóa 41 Minh họa tối ưu hóa đường 41 Minh họa chọn node thuật toán định tuyến 42 Phương pháp phân chia mạng thành nhiều vùng 43 Phương pháp cân tải WSN 45 Lưu đồ trình định tuyến 46 Lưu đồ trình truyền liệu 47 Mô hình WSN ví dụ 53 Node nguồn gửi gói tin FIND_STATION 54 Node trung gian chuyển tiếp gói tin FIND_STATION 54 Node trạm gửi gói tin phản hồi STATION_REPLY 55 Thông tin trình gửi nhận gói tin OMNeT++ 55 Bảng định tuyến node trước tối ưu hóa 56 GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang i Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Hình 3.19 Hình 3.20 Bảng định tuyến node sau tối ưu hóa 56 Node bắt đầu gửi liệu 57 GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang ii Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây MỤC LỤC NỘI DUNG DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU WIRELESS AD HOC, MOBILE AD HOC NETWORK (MANET) VÀ WIRELESS SENSOR NETWORK (WSN) 1.1 Tìm hiểu mạng Wireless Ad Hoc MANET 1.1.1 Tìm hiểu Wireless Ad Hoc Network 1.1.1.1 Mạng Wireless Ad Hoc 1.1.1.2 Phân loại mạng Wireless Ad Hoc 1.1.1.3 Đặc điểm Wireless Ad Hoc 1.1.2 Tìm hiểu MANET 1.1.2.1 MANET 1.1.2.2 Phân loại MANET 1.1.2.3 Đặc điểm MANET 10 1.1.2.4 Ưu nhược điểm MANET 10 1.2 Tìm hiểu WSN Wireless Multimedia Sensor Network (WMSN) 12 1.2.1 Tìm hiểu WSN 12 1.2.1.1 Giới thiệu mạng cảm biến 12 1.2.1.2 WSN gì? 13 1.2.1.3 Phân loại WSN 14 1.2.1.4 Đặc điểm WSN 15 1.2.1.5 Ứng dụng WSN 16 1.2.2 Tìm hiểu WMSN 20 1.3 So sánh WSN MANET 21 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU GIAO THỨC ĐỊNH TUYẾN, TRUYỀN DỮ LIỆU VÀ ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ TRONG WSN 23 2.1 Định tuyến WSN 24 2.1.1 Định tuyến WSN 24 2.1.2 Các yêu cầu giao thức định tuyến WSN 24 2.1.3 Phân loại giao thức định tuyến WSN 26 2.2 Giao thức truyền liệu WSN 27 2.2.1 Giới thiệu giao thức truyền liệu WSN 27 2.2.2 Các yêu cầu giao thức truyền liệu WSN 28 2.2.3 Phân loại giao thức truyền liệu WSN 30 2.3 QoS WSN 30 GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang iii Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây 3.4.2 Mã giả thuật toán định tuyến Trong trình định tuyến, node gửi nhận loại gói tin sau:  FIND_STATION: gói tin tìm đường gửi từ nguồn từ node trung tâm vùng (gọi station) tới station  STATION_REPLY: gói tin phản hồi station nhận gói tin FIND_STATION từ station  DESTINATION_REPLY: gói tin phản hồi gửi từ node đích tới node station Mã giả thuật toán định tuyến Initialize: nodeLocation, destLocation, routingTable, numberOfPath, hopCount, maxHop If IsSourceNode()=true then SendFindStation() End If If GetMessage() = FIND_STATION then If LocationBetweenSourceAndDest()=true then If IsDestinationNode()=true then UpdateHopCountAndPath(findStation) tmpPath = CopyPathFromMessage(findStation) Delete(FindStation) SendDestinationReply(tmpPath) Else UpdateHopCountAndPath(findStation) If (hopCount = maxHop) then tmpPath = CopyPathFromMessage(findStation) Delete(findStation) SendStationReply(tmpPath) SendFindStation() Else ForwardFindStation(findStation); End If End If Else Delete (findStation) End If End If If GetMessage() = STATION_REPLY then If IsStation() = true tmpPath = CopyPathFromMessage(stationReply) GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 48 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây SavePath(tmpPath) OptimizePath() Else ForwardStationReply(stationReply) End If End If If GetMessage() = DESTINATION_REPLY then If IsStation() = true tmpPath = CopyPathFromMessage(destinationReply) SavePath(tmpPath) OptimizePath() Delete(stationReply) Else ForwardStationReply(stationReply) End If End If Mã giả thuật toán tối ưu đường đi: OptimizePath // Tìm đánh dấu đường chưa tối ưu bảng định tuyến flag = false; For I = to maxPath If myPath.available[i] = false then For j = to maxPath If myPath.available[j] = false then For k=1 to maxHop-1 If myPath.path[i][maxHop-1] = myPath.path[j][k] And myPath.path[j][k+1] != destinationAddress then flag = true; break; End If Next End If If flag = true then break End If Next Next If flag = true then myPath.optimize[i] = true End If GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 49 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây // Xóa đường chưa tối ưu For i = to maxPath If myPath.optimize[i] = true then myPath.available[i] = false End If Next // Sắp xếp đường theo độ ưu tiên từ cao tới thấp For i = to maxPath-1 For j=i+1 to maxPath If myPath.available[i] = true & myPath.available[j] = false then SwapPath(myPath.path[i], myPath.path[j]) End If If myPath.availabe[i] = false & myPath.available[j] = false & myPath.time[i]>myPath.time[j] then SwapPath(myPath.path[i], myPath.path[j]) SwapTime(myPath.time[i], myPath.time[j]) End If Next Next // Tính độ tin cậy cho đường For i = to numberOfPath myPath.priority[i] = myPath.time[i]/myPath.time[0] 3.4.3 Mã giả thuật toán truyền liệu Trong trình truyền liệu, node gửi gói tin sau:  DATA: gói tin chứa liệu gần gửi  DATA_ACK: gói tin phản hồi station nhận DATA gửi tới station gửi DATA Quá trình gửi liệu thể qua mã sau: If GetMessage() = DATA then If IsDestinationNode() then DecapsulateAndSendUp(data) Else If IsNextStation() = true tmpPath = CopyPathFromMessage(data) // Kiểm tra bộ đệm còn trống 20% If (bufferAvailable > 0.2) then SaveDataToBuffer(data, buffer); GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 50 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây SendDataACK() // Kiểm tra đường If hasPath=true then bestPath = selectPath() UpdatePathInBuffer(data, bestPath) SetTimeOut() SendData(bestPath) End If Else Delete(data) Else End If // là node trung gian ForwardData(data) End If End If If GetMessge () = DATA_ACK then If GetTimeReceive(dataACK) < time-out then If IsSender(data) = true then DeleteFromBuffer(data, buffer) Elsed ForwardDataACK(dataACK) End If End If End If If TimeOutIsExpired() = true then If IsSender(data) then If IsNotReceiveDataACK(data) = true then myPath.status[data.getPath()] = false choosePath = selectPath() SendData(data, choosePath) SetTimeOut() End If End If End If GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 51 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Mã giả thuật toán chọn đường tốt bảng định tuyến selectPath = For i = to myPath.numberOfPath newPriority = (myPath.numberOfPacketWasSent[i]+1)*myPath.priority[i] If newPriority < myPath.priority[0]*myPath.numberOfPacketWasSent[0] then selectPath = i return selectPath End if Next return selectPath GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 52 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây 3.5 KIỂM CHỨNG KẾT QUẢ BẰNG PHẦN MỀM GIẢ LẬP OMNeT++ Để giả lập WSN phát triển giao thức định tuyến, truyền liệu, em sử dụng phần mềm giả lập OMNeT++ MF (Mobility Framework) OMNeT++ (Objective Modular Network Testbed in C++) ứng dụng cung cấp cho người sử dụng môi trường để tiến hành mô hoạt động mạng OMNeT++ cung cấp sẵn thành phần tương ứng với mô hình thực tế tầng application, tầng network, card mạng, pin, …Các thành phần (còn gọi module) lập trình theo ngôn ngữ C++, sau tập hợp lại thành thành phần lớn ngôn ngữ mô tả kiến trúc mạng NED (Network Description) Còn MF framework xây dựng OMNeT++ nhằm hỗ trợ mô mạng không dây di động Dưới số hình ảnh minh họa sử dụng OMNeT++ MF để phát triển giao thức định tuyến truyền liệu Hình 3.13: mô hình WSN gồm 20 node, node nguồn, node 19 đích số lượng node để phân vùng GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 53 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Hình 3.14: node bắt đầu gửi gói tin FIND_STATION tới node hàng xóm nhằm tìm đường Hình 3.15: minh họa chuyển tiếp gói tin node Khi nhận gói tin FIND_STATION từ node 0, node (một node hàng xóm 0) tiếp tục chuyển tiếp gói tin đến tất node hàng xóm khác GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 54 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Hình 3.16: node 13 gửi gói tin phản hồi STATION_REPLY node Do số node để phân vùng 4, node 13 chọn làm node trạm đường từ -> -> -> 13 Trong hình 3.16, node 13 sau chọn làm trạm gửi gói tin STATION_REPLY phản hồi node Hình 3.17: thông tin trình gửi nhận gói tin xuất đồng thời với trình giả lập GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 55 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Hình 3.18: bảng định tuyến node trước tối ưu hóa Hình 3.19: bảng định tuyến node sau tối ưu hóa Sau trình tìm đường đi, node có bảng định tuyến bao gồm nhiều đường tới trạm Trong hình 3.18, bảng định tuyến node trước tối ưu hóa gồm 14 đường với time thời gian cần thiết để chuyển gói tin theo đường priority độ ưu tiên đường (trước trình tối ưu hóa, độ ưu tiên đường chưa tính nên mang giá trị mặc định 1000) Trong hình 3.19, bảng định tuyến node sau tối ưu hóa lại đường loại bỏ đường không hiệu đồng thời trình tối ưu hóa tính toán độ ưu tiên đường Đường thời gian độ ưu tiên nhỏ đường có độ ưu tiên nhỏ quan trọng đường có độ ưu tiên lớn GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 56 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Hình 3.20: node bắt đầu gửi liệu Sau trình định tuyến, node chọn đường để gửi liệu Đường chọn phải đảm bảo cân hai yếu tố: độ ưu tiên số lượng gói tin gửi thông qua đường Nghĩa đường có độ ưu tiên thấp chọn gửi nhiều gói tin đường có độ ưu tiên cao GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 57 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây KẾT LUẬN Kết đạt Qua đề tài này, em tìm hiểu kiến thức WSN, phương pháp định tuyến, truyền liệu tiêu biểu ưu nhược điểm phương pháp Từ kiến thức nghiên cứu được, em phát triển phương pháp định tuyến truyền liệu nhằm phục vụ mục đích truyền tải video (hoặc liệu có dung lượng lớn) WSN Hạn chế Do WSN không thiết kế với mục đích truyền tải liệu có dung lượng lớn băng thông cao nên phát triển đề tài truyền tải video WSN không tránh khỏi số hạn chế định  Giao thức định tuyến truyền liệu phát triển đề tài hoạt động hiệu mạng có node phân bố Đối với WSN có node phân bố dày đặc (trên 100 node), trình định tuyến gửi nhiều gói tin thời điểm làm cho số node bị tràn đệm Khi gói tin đến đệm bị xóa dẫn tới trình định tuyến không tìm đầy đủ đường  Khi truyền tải video WSN, yêu cầu truyền tải nhanh khoảng thời gian nhỏ đặt lên hàng đầu Do vấn đề quản lý tối ưu hóa lượng sử dụng định tuyến hay truyền liệu đề tài chưa quan tâm nhiều Hướng phát triển Từ hạn chế đề cập, số hướng phát triển dành cho đề tài tương lai bao gồm:  Hoàn thiện thuật toán định tuyến để đảm bảo hoạt động hiệu điều kiện node phân bố dày đặc  Kết hợp thuật toán quản lý tối ưu lượng vào hai thuật toán định tuyến truyền liệu nhằm tăng thời gian sử dụng lượng mạng Trong tương lai, ngành công nghiệp phần cứng cho đời node WSN có giá thành ngày thấp khả xử lý, nhớ lượng ngày cao Điều dẫn đến lực WSN tăng ứng dụng sử dụng WSN để truyền tải video ngày phổ biến GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 58 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Kazem Sohraby, Daniel Minoli, Taieb Znati (2007) Wireless Sensor Network Technology, Protocol and Application John Wiley & Sons, Inc [2] Edgar H Callaway (2003), book " Wireless Sensor Networks: Architectures and Protocols", Aurebach [3] Sudip Misr, Isaac Woungang (2009), “Guide to Wireless Sensor Networks”, Springer Publication, London [4] Sarjoun S Doumit, Dharma P Agrawal (2002), Self-Organizing and Energy-Efficient Network of Sensors, IEEE, tr 1-6 [5] Elaine Shi, Adrian Perrig (2004), “Designing Secure Sensor Networks”, IEEE Wireless Communications, tr 38-43 [6] Ed Callaway, Paul Gorday, Lance Hester, Jose A Gutierrez, Marco Naeve, Bob Heile, Venkat Bahl (2002), A Developing Standard for Low-Rate Wireless Personal Area Networks; IEEE Communications Magazine, tr 70-77 [7] José A Gutierrez, Marco Naeve, Ed Callaway, Monique Bourgeois, Vinay Mitter, Bob Heile (2001), A Developing Standard for Low-Power Low-Cost Wireless Personal Area Networks, IEEENetwork, tr 12-19 [8] Chien-Chung Shen, Chavalit Srisathapornphat, Chaiporn Jaikaeo (08/2001), Sensor Information Networking Architecture and Applications, IEEE Personal Communications, tr 52-59 [9] Wendi B Heinzelman, Amy L Murphy, Hervaldo S Carvalho, Mark A Perillo (2004), Middleware to Support Sensor Network Applications, IEEE Network, tr 6-14 [10] Ian F Akyildiz *, Tommaso Melodia, Kaushik R Chowdhury (2006), A survey on wireless multimedia sensor networks, Broadband and Wireless Networking Laboratory, School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology,Atlanta, United States [11] Javier Gomez, J Antonio Garcia-Macias (2006), MANET and WSN: Are they alike?, Electrical Engineering Department National University of Mexico, Mexico [12] Nitaigour P Mahalik (2007), Sensor Networks and Configuration, Springer Publication, London GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 59 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây [13] Rajashree.V.Biradar, V.C Patil, Dr S R Sawant, Dr R R Mudholkar, Classification And Comparison Of Routing Protocols In WSN, Department of Information Science and Engineering, Ballari Institute of Technology and Management, Bellary-583104, Karnataka, India , tr 705-706 [14] V S Bagad, I A Dhotre (2009), Computer Networks II, Technical Publications, tr.8-25 [15] Erdal Cayirci, Chunming Rong (2009), Security in wireless ad hoc and sensor networks, John Wiley & Sons, Inc [16] Anil Kapil, Sanjeev Rana, Identity-Based Key Management In MANETs Using Public Key Cryptography, International Journal of Sercurity [17] Y Yao and J Gehrke (2002), “The cougar approach to in-network query processing in sensor networks”, in SIGMOD Record [18] Jamal N Al-Karaki, Ahmed E.Kamal, Routing Techniques In WSN A Survey, Dept of Electrical and Computer Engineering Iowa State University, Ames, Iowa [19] Patrice A Lyons (10/2004), The End-End principle and the definition of internet [20] Chonggang Wang, Mahmoud Daneshmand, Bo Li, Kazem Sohraby, A Survey of Transport Protocols for Wireless Sensor Networks, Department of Electrical Engineering, University of Arkansas, Fayetteville, USA, tr.1-7 [21] B Hull, K Jamieson, and H Balakrishnan, “Mitigating congestion in wireless sensor networks, ” in Proceedings of ACM Sensys’ 04, Nov 3-5, 2004, Baltimore, Maryland, USA [22] C -Y Wan, S B Eisenman, and A T Campbell, “CODA: Congestion detection and avoidance in sensor networks,” in Proceedings of ACM Sensys’03, Nov 5-7, 2003, Los Angeles, California, USA [23] C -T Ee and R Bajcsy, “Congestion control and fairness for many-to-one routing in sensor networks,” in Proceedings of ACM Sensys’04, Nov 3-5, 2004, Baltimore, Maryland, USA [24] Y Sankarasubramaniam, O B Akan, and I F Akyildiz, “ESRT: Event -tosink reliable transport in wireless sensor networks,” in Proceedings of ACM Mobihoc ’03, Jun 1-3, 2003, Annapolis, Maryland, USA GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 60 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây [25] Y.G.Iyer,S.Gandham,andS.Venkatesan,“STCP:Agenerictransport layerprotocol forwirelesssensornetworks,” in Proceedings of IEEE ICCCN2005,Oct.17-19,SanDiego,California,USA [26] Hannan Xiao, Winston K.G Seah, Anthony Lo, Kee Chaing Chua, A Flexible Quality of Service Model for Mobile Ad Hoc Networks, Dept of Electrical Engineering National University of Singapore [27] Feng Xia (2008), QoS Challenges and Opportunities In Wireless Sensor/Actuator Networks, Sensor [28] Yuanli Wang, Xianghui Liu, Jianping Yin, Requirements Of Quality Of Service In Wireless Sensor Network, School of Computer Science, National University of Defense Technology, Changsha [29] Nicklas Beijar, Zone Routing Protocol, Networking Laboratory, Helsinki University of Technology, Findland [30] Brad Karp, H.T.Kung, GPSR: Greedy Perimeter Stateless Routing for Wireless Networks, Harvard University [31] Lei Shu, Yan Zhang, Laurence T Yang, Yu Wang, Manfred Hauswirth (2008), Geographic Routing in Wireless Multimedia Sensor Networks, Digital Enterprise Research Institute, National University of Ireland [32] A Woo, D Culler (2001), “A Transmission Control Scheme for Media Access in Sensor Networks”, in proceedings of ACM Mobicom [33] http://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_network [34] http://en.wikipedia.org/wiki/Wlan [35] http://en.wikipedia.org/wiki/Packet_radio [36] http://en.wikipedia.org/wiki/DARPA [37] http://en.wikipedia.org/wiki/ALOHAnet [38] http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_mesh_network [39] http://en.wikipedia.org/wiki/Sensor [40] http://en.wikipedia.org/wiki/Hidden_node_problem [41] http://en.wikipedia.org/wiki/Exposed_node_problem [42] http://en.wikipedia.org/wiki/Single_point_of_failure GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 61 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây [43] http://en.wikipedia.org/wiki/CMOS [44] http://www.laynetworks.com GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 62 [...]... Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây Chương 3 - Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây: dựa vào các giao thức định tuyến, truyền dữ liệu và đảm bảo chất lượng dịch vụ đã được giới thiệu ở chương 2, chương 3 đề xuất ý tưởng xây dựng phương pháp định tuyến và truyền dữ liệu mới dành riêng cho truyền tải video trong WSN... Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây 2.3.1 Giới thiệu QoS và hai mô hình QoS trên Internet 30 2.3.2 QoS trong WSN 31 2.3.3 Các yêu cầu và thách thức đối với QoS trong WSN 32 2.4 Kỹ thuật cân bằng tải trong WSN 34 CHƯƠNG 3: ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN TẢI VIDEO TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG CẢM ỨNG KHÔNG DÂY 35 3.1 Ý tưởng truyền tải video trong. .. tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây 1.1 TÌM HIỂU MẠNG WIRELESS AD HOC VÀ MOBILE AD HOC NETWORK (MANET) Với hàng loạt ưu điểm của công nghệ truyền thông không dây, các mạng không dây đã được phát triển rất mạnh trong thời gian gần đây Dựa theo tính phụ thuộc vào các thiết bị hạ tầng cố định, mạng không dây có thể chia thành hai loại: mạng hạ tầng và mạng không. .. truyền tải được dữ liệu có dung lượng lớn 2 Phạm vi và đối tượng nghiên cứu Phạm vi và đối tượng nghiên cứu trong đề tài này là WSN, các giao thức định tuyến, truyền dữ liệu và QoS nhằm đảm bảo chất lượng truyền tải video trong WSN GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang vi Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây 3 Phương pháp nghiên cứu Để... lúc) và đảm bảo dữ liệu truyền không bị mất (nếu dữ liệu bị mất phải có cơ chế phát hiện và gửi lại) Tuy nhiên, WSN vẫn chưa có giao thức định tuyến và truyền dữ liệu đáp ứng được yêu cầu đó Đề tài Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây được xuất phát từ hai yêu cầu thực tế đó với mong muốn giới thiệu mạng WSN ở Việt Nam và phát triển WSN để có thể truyền tải được... SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 4 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây không dây khiến năng lượng sóng bị giảm nhanh, làm cho khoảng cách truyền bị giới hạn gây ra vấn đề hidden terminal [40] và exposed terminal [41] Ngoài ra mạng Wireless Ad Hoc còn bị giới hạn về băng thông và tỉ lệ lỗi cao khi truyền tải dữ liệu so với mạng có dây Hình 1.3: minh họa hidden terminal... Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 3 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây  WMN: (mạng lưới không dây) là một mạng thông tin liên lạc tạo thành bởi các node không dây được tổ chức theo mô hình lưới WMN thường bao gồm các node (node có thể là máy tính xách tay, điện thoại di động và các thiết bị không dây khác), router và gateway Router dùng để chuyển... 1.2: hình minh họa mạng không dây không dựa trên hạ tầng mạng, các node kết nối trực tiếp với nhau nếu nằm trong vùng phủ sóng của nhau và kết nối gián tiếp thông qua các node trung gian nếu nằm ngoài vùng phủ sóng của nhau GVHD: ThS Lê Ngọc Kim Khánh SVTH: Nguyễn Võ Lam Giang 2 Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây Tùy theo ứng dụng mà mạng Wireless Ad Hoc... Nguyễn Võ Lam Giang v Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây 1 Giới thiệu về đề tài: Ngay từ năm 2003, tạp chí Technology Review của viện công nghệ Massachusetts (Massachusetts Institute of Technology) đã đánh giá mạng cảm ứng không dây (WSN: Wireless Sensor Network) là một trong mười công nghệ hàng đầu sẽ làm thay đổi thế giới Trong những năm gần đây, WSN... tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video trong môi trường mạng cảm ứng không dây  Bên cạnh MANET single-hop còn có MANET multi-hop, đây là mô hình phổ biến nhất trong mạng MANET Nó khác với mô hình singlehop là các node có thể kết nối với các node khác trong mạng mà không nhất thiết phải kết nối trực tiếp với nhau Các node có thể định tuyến với các node khác thông qua các node trung gian trong mạng ... lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây Chương - Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây: dựa vào giao thức định tuyến, truyền liệu đảm bảo chất lượng. .. cân tải WSN 34 CHƯƠNG 3: ĐẢM BẢO CHẤT LƯỢNG TRUYỀN TẢI VIDEO TRONG MÔI TRƯỜNG MẠNG CẢM ỨNG KHÔNG DÂY 35 3.1 Ý tưởng truyền tải video WSN 36 3.2 Những thách thức gặp phải truyền. .. Nguyễn Võ Lam Giang Đề tài: Đảm bảo chất lượng truyền tải video môi trường mạng cảm ứng không dây  WMN: (mạng lưới không dây) mạng thông tin liên lạc tạo thành node không dây tổ chức theo mô hình