Một khái niệm quan trọng của định tuyến theo vị trí là quy ƣớc để chuyển các gói đến đích cuối cùng. Trong giao thức định tuyến dựa trên vị trí, mỗi nút quyết định bƣớc kế tiếp dựa vào vị trí của nó, vị trí các nút lân cận và nút đích. Chất lƣợng của quyết định này phụ thuộc vào sự hiểu biết của nút đó về cấu hình toàn mạng. Sự hiểu biết cục bộ về cấu hình mạng có thể dẫn tới các đƣờng truyền không tối ƣu. Hình 4.20 minh họa cho hai trƣờng hợp này. Nút hiện đang giữ gói tin đƣa ra quyết định chuyển tiếp chỉ dựa trên hiểu biết cục bộ. Tìm đƣợc tuyến truyền tối ƣu yêu cầu hiểu biết về toàn hệ thống. Tuy nhiên, hiểu biết cấu hình toàn hệ thống không thích hợp trong mạng cảm biến không dây, vì năng lƣợng hoạt động bị giới hạn. Để giải quyết vấn đề này, nhiều giải thuật đã đƣợc đề xuất.
Hình 4.20.Quyết định chuyển tiếp mang tính cục bộ và toàn hệ thống
Xem xét mô hình nhƣ minh họa trên hình 4.21, nút hiện tại đang có dữ liệu cần chuyển đi là MH. Quá trình chọn lựa nút trung gian tiếp theo trên nguyên tắc nút nằm gần đích đến hơn MH (nút nằm giữa MH và đích) sẽ đƣợc chọn.
162
Hình 4.21.Các chiến lƣợc chuyển tiếp gói tin
Chiến lƣợc MFR (Most – forward – within – R) sẽ chọn nút nằm xa nhất trong số các nút nằm trong vùng bao phủ R. Theo đó, bƣớc kế tiếp đƣợc chọn bởi MH để chuyển tiếp dữ liệu sẽ là nút MFR.
Chiến lƣợc NFP (Nearest – forward – Progress) lựa chọn nút gần nhất. Nút NFP đƣợc chọn để nhận dữ liệu từ nút MH, do đây là nút gần nhất tính từ MH.
Chiến lƣợc CMP (Compassing routing) chọn nút có góc nhỏ nhất tạo bởi đƣờng thẳng nối MH – đích và đƣờng thẳng nối MH – nút đƣợc chọn.
Chiến lƣợc LEF (Low – Energy – Forward) chọn nút yêu cầu tối thiểu năng lƣợng.
Hình 4.22.Định tuyến không hiệu quả
Mặc dù đơn giản, định tuyến theo vị trí của nút có thể không tìm đƣợc tuyến hay định tuyến không hiệu quả. Hình 4.22 minh họa trƣờng hợp này. Nút S1 cần chuyển gói dữ liệu cho D. Theo đó, nút S1 phải chọn nút lân cận gần nhất đến đích là bƣớc kế tiếp. Tuy nhiên, S2 và S3 đều nằm cách xa nút đích hơn nút S1.
163
Trong môi trƣờng mạng cảm biến không dây, các cảm biến thƣờng đƣợc nhúng vào các vùng khó hoặc không thể tiếp cận đƣợc, rất dễ xảy ra hiện tƣợng vùng trống (void area). Để phá vỡ vùng trống này, quy tắc tay phải (right – hand rule) đƣợc đề xuất. Khi một gói đến nút Ni từ nút Nj, bƣớc tiếp theo mà gói tin đi qua là nút kế tiếp ngƣợc chiều kim đồng hồ tính từ đƣờng thẳng nối (Ni,Nj).
Trong trƣờng hợp các đƣờng giao nhau (ví dụ các đồ thị không phẳng), quy tắc tay phải có thể không tối ƣu. Để loại bỏ các đƣờng giao nhau mà không phải chia nhỏ đồ thị, đồ thị đƣợc biến đổi thành một đồ thị con dạng phẳng, trong đó tất cả các đƣờng giao nhau đều đƣợc loại bỏ. Sau đó, sử dụng đƣờng nối biên, trong đó các gói tin đƣợc định tuyến dọc theo biên của vùng trống. Biện pháp này đƣợc gọi là face traversal. Nếu tuyến đƣợc chọn kế tiếp theo quy tắc tay phải giao với đƣờng thẳng nối NiNj thì tuyến đƣợc chọn thay thế sẽ là tuyến kế tiếp ngƣợc chiều kim đồng hồ của tuyến đƣợc chọn ban đầu (theo quy tắc tay phải).
Hình 4.23 minh họa cho quá trình cải thiện chất lƣợng định tuyến khi áp dụng quy tắc tay phải và face traversal. Giả sử nút S1 cần chuyển dữ liệu đến đích là nút S8. Tuyến đầu tiên (1) từ S1 đến S2. Kế tiếp theo quy tắc tay phải, chọn tuyến (2) đến S3. Tuy nhiên, tuyến này giao với đƣờng thẳng nối nguồn và đích. Nếu vẫn giữ nguyên thì sẽ làm giảm hiệu quả của việc định tuyến. Vì thế, tuyến này cần đƣợc thay thế bằng tuyến (4) là tuyến kế tiếp sau tuyến (2) ngƣợc chiều kim đồng hồ. Quá trình định tuyến tiếp tục cho đến khi tìm đƣợc đƣờng đến đích.
Hình 4.23.Cải thiện chất lƣợng định tuyến áp dụng quy tắc tay phải
Định tuyến theo vị trí phù hợp cho mạng cảm biến không dây vì yêu cầu ít thông tin cho điều khiển và tƣơng tác cục bộ giữa các nút. Tuy nhiên, các liên kết bất đối xứng và các đƣờng giao nhau làm tăng độ phức tạp của giao thức.
164