Ở pha truyền tải dữ liệu, EMRP sử dụng phương thức truyền tải đa tuyến đường sử dụng phương thức chuyển đổi và thay thế nút chuyển tiếp thêm vào đó là một nút sẽ lưu trữ thông tin về nút chuyển tiếp và nút dự trữ của nó cho nhiều vòng truyền tải. Quá trình quảng bá bản tin RELAY_REQUEST sẽ hầu hết được loại bỏ và chỉ được sử dụng khi cần thiết phải tìm lại hai nút chuyển tiếp và dự trữ mới. Khi nhóm trưởng đã xử lý dữ liệu cảm biến nhận được từ các thành viên trong nhóm và đóng gói vào bản tin DATA_TO_BS nó sẽ gửi ngay gói tin dữ liệu xuống nút chuyển tiếp mức dưới mà không cần phải quảng bá để tìm tuyến đường.
Việc quảng bá RELAY_REQUEST chỉ được kích hoạt khi mức năng lượng của hai nút chuyển tiếp và dự trữ xuống dưới mức ngưỡng thấp. Các nút chuyển tiếp mức bên dưới cũng thực hiện cơ chế tương tự cho tới khi gói dữ liệu đến được trạm
SVTH: Khương Văn Thắng Trang 33
gốc. Sau đây là mô tả chi tiết về pha truyền dữ liệu của giao thức EMRP bao gồm tìm tuyến đường và truyền tải dữ liệu.
Bước 1: Sau khi nhận dữ liệu cảm biến từ các thành viên trong nhóm, nhóm trưởng sẽ tiến hành tổng hợp, loại bỏ dữ liệu dư thừa và nén dữ liệu cảm biến thành một gói tin DATA_TO_BS.
Bước 2: Do đã tìm kiếm được nút chuyển tiếp và nút dự trữ trong pha thiết lập, nhóm trưởng sẽ bắt đầu quá trình gửi bản tin dữ liệu DATA_TO_BS đầu tiên tới nút chuyển tiếp RN1.
Hình 3.6: Mô hình mạng hai mức liên kết trong EMRP
Bước 3: Khi nút chuyển tiếp RN1 nhận được gói tin DATA_TO_BS lần đầu tiên, RN1 tính toán mức năng lượng nó sử dụng cho một lần nhận bản tin
DATA_TO_BS từ nhóm trưởng và chuyển tiếp bản tin đó xuống nút chuyển tiếp của chính nó RN2 bằng cách sử dụng công thức tính toán năng lượng truyền tải theo mô hình tín hiệu. RN1 sẽ lưu thông tin về mức năng lượng sử dụng này vào bản tin
ENREGY_RELAY và gửi lại cho nhóm trưởng. Nhóm trưởng bóc tách gói tin và lưu thông tin về mức năng lượng sử dụng mỗi lần truyền của RN1 vào biến số ERE – biến số năng lượng sử dụng để nhận một bản tin.
Bước 4: Sau khi đã có được 3 biến số ERN1, EBN1 và ERE nhóm trưởng có thể tiếp tục gửi các bản tin dữ liệu DATA_TO_BS tiếp theo xuống RN1 và trong quá trình đó có thể theo dõi sự thay đổi mức năng lượng còn lại của RN1 sau mỗi lần nó
SVTH: Khương Văn Thắng Trang 34
gửi tiếp dữ liệu DATA_TO_BS xuống RN2 bằng cách thiếp lập lại biến số ERN1 như sau:
Etotal = ERN1 – ERE (3.7)
Bước 5: Song song với bước thứ tư, trước mỗi lần gửi một bản tin
DATA_TO_BS xuống, nhóm trưởng sẽ tiến hành kiểm tra hai điều kiện:
- Nếu cả ERN1 và EBN1đều giảm xuống dưới mức ngưỡng thấp đã định trước (Ví dụ như 1% mức năng lượng ban đầu), nhóm trưởng sẽ kích hoạt lại quá trình quảng bá
RELAY_REQUEST để tìm nút chuyển tiếp và nút dự trữ mới.
- Nếu hiệu ERN1 – EBN1 nhỏ hơn ngưỡng chuyển định trước (Ví dụ như 0.5% mức năng lượng ban đầu, tương ứng với từ năm đến sáu lần truyền dữ liệu), nút chuyển tiếp sẽ chuyển thành nút dự trữ và ngược lại nút dự trữ sẽ lên làm nút chuyển tiếp. Trong lần chuyển đổi đầu tiên, nút chuyển tiếp mới sẽ thực hiện tìm kiếm hai nút chuyển tiếp và dự trữ cho chính nó bằng cách quảng bá bản tin RELAY_REQUEST. Sau đó, nút chuyển tiếp mới tính toán mức năng lượng tiêu thụ trong một lần truyền gói tin dữ liệu và gửi giá trị này tới nhóm trưởng thông qua bản tin
ENREGY_RELAY để nhóm trưởng có thể cập nhật lại biến số ERE.
Bước 6: Các nút tiếp theo trên tuyến đường truyền cũng thực hiện theo cơ chế tương tự như nhóm trưởng để tìm các nút chuyển tiếp và nút dự trữ mức dưới. Quá trình này lặp lại cho tới khi gói tin dữ liệu cảm biến được truyền tới trạm gốc. Lưu đồ trong hình thể hiện pha hoạt động của giao thức EMRP trong pha truyền tải dữ liệu.
SVTH: Khương Văn Thắng Trang 35
SVTH: Khương Văn Thắng Trang 36
CHƯƠNG 4: TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG Ở LỚP MAC 4.1.Tổng quan chung về tiết kiệm năng lượng của các giao thức lớp MAC
Giao thức điều khiển truy nhập đường truyền (MAC) đã được phát triển để giúp mỗi nút quyết định khi nào và làm sao để truy nhập kênh. Vấn đề này cũng được biết như sự định vị kênh hoặc đa truy nhập. Lớp MAC được xem xét bình thường như một lớp con của lớp liên kết dữ liệu trong giao thức mạng.
Các thành phần truyền thống trong khung xử lý thông tin kết hợp hoạt động chính ở các giao thức lớp MAC. Một giao thức MAC hoạt động hiệu quả thể hiện ở chỗ nó có thể hỗ trợ một nút cảm biến nhận biết lúc nào và khi nào nút đó truy nhập vào kênh truyền không dây để tránh nghẽn, overhearing và giảm các gói tin dư thừa trong mạng. Ngoài ra, nó còn phải kiểm soát được năng lượng tiêu thụ ở các cảm biến trong quá trình hoạt động.