Pha ổn định

Một phần của tài liệu Tìm hiểu một số giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây (Trang 61 - 64)

Hoạt động của pha ổn định được chia ra thành các frame. Mỗi node sẽ gửi dữ liệu của nó tới Cluster-Head một lần trên một frame trong khe định vị của nó, mỗi node sẽ có một khe thời gian cố định, cứ đến khe thời gian đó thì nút truyền dữ liệu tới Cluster-Head. Số khe thời gian cho một khung dữ liệu phụ thuộc vào số lượng node ở trong cụm, tức là có bao nhiêu node trong cụm (trừ node chủ) thì sẽ có bấy nhiêu khe thời gian. Trong khi giải thuật phân tán để xác định node chủ, với số cụm trong mỗi vòng là k, nhưng nó lại không có cơ chế đảm bảo rằng sẽ có k cụm trong mỗi vòng. Thêm vào đó giao thức trong pha thiết lập không đảm bảo các node sẽ phân bố đều cho mỗi node chủ. Do đó, số node trong một cụm là khác nhau và tổng dữ liệu mà mỗi node gửi đến node chủ phụ thuộc vào số node trong cụm.

Để giảm sự tiêu thụ năng lượng, mỗi node không phải là node chủ sẽ điều khiển công suất phát dựa trên cường độ của bản tin quảng bá nhận được từ node chủ, và kênh phát sóng của node sẽ ở trạng thái ngủ cho đến khe thời gian phát sóng của nó. Các node chủ sẽ phải giữ lại các dữ liệu mà các node trong cụm gửi đến nó,

khi đã nhận được hết dữ liệu từ tất cả các node, nó tiến hành xử lý dữ liệu cục bộ như nén, tổng hợp dữ liệu, …. Dữ liệu đã được tổng hợp sau đó được gửi tới BS, khoảng cách từ node chủ tới BS có thể xa và kích cỡ bản tin dữ liệu thường là lớn, do đó mà năng lượng tiêu thụ do quá trình truyền này thường là cao. Nhìn vào hình 3.5 ta sẽ hiểu rõ hơn về hoạt động của pha ổn định

Hình 3.5.Mô hình LEACH sau khi đã ổn định trạng thái

Tính toán số liệu và gửi kết quả đến nút gốc

Truyền số liệu với nút chủ nhóm Thu số liệu từ các nút thành viên (tschedule giây) Nghĩ trong Tschedule giây T<Tround ? đúng Nút i là nút chủ nhóm ? Nghi trong tslot_for_node_i giây Sai Đúng Bước thiết lập nhóm T<Tround ? Sai Sai đúng

Hình 3.6.Hoạt động của pha ổn định trong LEACH

Hình 3.7 chỉ ra time-line trong một vòng của LEACH, từ khi các cụm được hình thành trong pha thiết lập, quá hoạt động của pha ổn định khi dữ liệu được truyền từ các node tới Cluster-Head rồi truyền đến BS.

Hình 3.7.Time – line hoạt động của LEACH trong một vòng

Để mô tả về việc trao đổi thông tin trong phạm vi một cluster. Giao thức MAC và giao thức định tuyến được thiết kế để đảm bảo cho các nút tiêu thụ năng lượng thấp và không xảy ra xung đột trong cụm. Tuy nhiên, kênh phát sóng không dây vốn là truyền quảng bá. Nên sự phát sóng của một cụm cũng sẽ ảnh hưởng đến các cụm gần nó. Ví dụ như (hình 3.8), sự phát sóng của node A đến node B, nó cũng ảnh hưởng đến node C.

Hình 3.8.Sự ảnh hưởng của kênh phát sóng

Để giảm thiểu sự ảnh hưởng này, mỗi cluster trong LEACH sẽ trao đổi thông tin dùng cơ chế dãy trãi phổ trực tiếp DS-SS (directed-sequence spread spectrum) hay CDMA (Code Division Multiple Access). Mỗi một cụm sẽ dùng một mã trải phổ (spread code) duy nhất, tất cả các node trong cụm phát dữ liệu của chúng tới

node chủ sẽ dùng mã trải phổ này và node chủ sẽ lọc tất cả các node có mã trải phổ này. Chú ý rằng mỗi node chủ chỉ cần một mã trải phổ đơn để lọc cho tất cả các tín hiệu đến nó mà sử dụng mã trải phổ giống nhau. Điều này cũng hơi khác với cơ chế CDMA mà mỗi nút sẽ có một mã trải phổ duy nhất.

Dữ liệu từ các node chủ được gửi tới BS sẽ dùng một mã trải phổ cố định, và cũng dùng cơ chế CSMA để tránh xảy ra đụng độ với các node chủ khác. Tuy là kênh truyền vô tuyến, nhưng khi một node chủ có dữ liệu để gửi tới BS, nó sẽ phải lắng nghe xem có node chủ nào phát dữ liệu không. Nếu không có node nào phát thì nó sẽ phát dữ liệu tới BS, còn nếu có node đang phát dữ liệu thì nó sẽ đợi để phát dữ liệu

Một phần của tài liệu Tìm hiểu một số giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây (Trang 61 - 64)