Chương 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
2.2. Giao thức tiết kiệm năng lượng ở lớp MAC cho mạng cảm biến không
2.2.2. Các giao thức đồng bộ thời gian
Mặc dù các giao thức tiết kiệm năng lượng không đồng bộ như LPL rất hữu ích bởi sự đơn giản của chúng, nhưng hiệu năng của chúng có thể được cải thiện bằng cách thực hiện đồng bộ giữa chúng. Các giao thức đồng bộ được xây dựng trên sự đồng bộ rõ ràng về thời gian. Các giao thức tiết kiệm năng lượng không đồng bộ thực hiện đồng bộ các nút một cách ngầm định đối
với mọi sự truyền dẫn dữ liệu, nhưng các giao thức đồng bộ thực hiện đồng bộ các nút một cách rõ ràng trước khi gửi các gói dữ liệu thực sự.
Với việc đồng bộ thời gian, thì một giao thức đồng bộ có thể giảm thời gian mà giao thức này phải giữ bộ vô tuyến ở trạng thái bật và làm giảm năng lượng tiêu thụ tổng thể. Một ví dụ về giao thức đồng bộ thời gian là giao thức TSMP [6]. TSMP là cơ sở của hai chuẩn mạng cảm biến công nghiệp là WirelessHART và ISA100a. Ngoài việc cho phép kéo dài khoảng thời gian tồn tại của mạng bằng cách tắt bộ vô tuyến càng nhiều càng tốt thì TSMP cũng đạt được độ tin cậy cao bằng cách liên tục chuyển đổi tần số vô tuyến vật lý mà các gói tin được gửi đi. Toàn mạng được quản lý tập trung do vậy toàn bộ mạng được lập lịch bởi nhà quản lý mạng (một máy chủ nhỏ đặt gần mạng).
Hình 2.12: Với một giao thức đồng bộ thời gian chẳng hạn như TSMP thì các nút cần phải bật bộ vô tuyến với thời gian ít hơn, bởi vì chúng biết chính xác
khi nào phía gửi có thể truyền dữ liệu.
Trong giao thức TSMP, tất cả các nút được đồng bộ thời gian trong vòng 50μs. Thời gian được chia thành các khe có độ dài 10ms. Ở mỗi khe thời gian, một nút hoặc là lắng nghe (việc truyền dẫn hoàn toàn có thể nếu nút có dữ liệu để truyền), hoặc ngủ. Khi lắng nghe, nút lắng nghe trong một thời gian ngắn ở thời điểm bắt đầu của khe thời gian 10ms. Nếu một nút đang truyền dữ liệu trong khe thời gian này, thì việc truyền dữ liệu sẽ bắt đầu trong vòng
100μs. Vì vậy, phía thu không cần giữ bộ vô tuyến ở trạng thái bật dài hơn 100μs trong các khe thời gian 10ms mà nó có thể nhận được một gói tin.
Quá trình đồng bộ thời gian được chỉ ra trong hình 2.12. Phía gửi chỉ cần gửi một byte đồng bộ rất ngắn trước khi gửi gói tin của nó, bởi vì phía thu có thể nhanh chóng xác định dù là một gói tin được truyền hay không được truyền.