Tác giả mô phỏng hoạt động của mạng trong các điều kiện chất lượng kênh truyền khác nhau để đánh giá hiệu quả hoạt động của mạng. Các thông số để đánh giá hiệu quả hoạt động của mạng bao gồm: Năng lượng tiêu thụ trung bình, tỷ lệ chuyển phát thành công bản tin dữ liệu thành công, số lần thay đổi nút cha trung bình (churn).
Năng lượng tiêu thụ trung bình: Đây là thông số quan trọng có ảnh hưởng đến thời gian hoạt động của các nút mạng. Để ước lượng được năng lượng tiêu thụ của một nút mạng cảm biến, tác giả sử dụng cơ chế ước lượng năng lượng dựa trên phần mềm sử dụng mô hình tiêu thụ năng lượng tuyến tính. Tổng năng lượng E được tính toán như sau [17]:
i ci ci r r t t l l a at It I t I t I t I U E ( ) (3.3) Trong đó:
- U: Là điện áp nguồn cung cấp (điện áp pin).
- Ia , ta: Là dòng tiêu thụ và thời gian mà bộ vi xử lý khi hoạt động ở chế độ tích cực (active mode).
- Il , tl: Là dòng tiêu thụ và thời gian mà bộ vi xử lý khi hoạt động ở chế độ công suất thấp (low power mode).
- It, tt: Là dòng tiêu thụ và thời gian bộ thu phát vô tuyến ở chế độ truyền
(transmit).
- Ir, tr: Là dòng tiêu thụ và thời gian bộ thu phát vô tuyến ở chế độ nhận
(receive).
- Ici, tci: Là dòng tiêu thụ và thời gian hoạt động của các bộ phận khác như cảm biến, LED...
Bảng 3.2: Mô hình năng lượng của Tmote Sky tại công suất phát là 0dBm. Thành phần Trạng thái Dòng tiêu thụ MSP430 F1611 Tích cực 1,95 mA Công suất thấp 0,0026 mA CC2420 Truyền (0 dBm) 17,4 mA Nhận 19,7 mA
Trong đề tài này, tác giả quan tâm đến năng lượng tiêu thụ của bộ thu phát vô tuyến và bộ vi điều khiển. Bảng 3.2 trình bày mô hình năng lượng của phần cứng Tmote Sky. Trong đó, các số liệu về dòng tiêu thụ được lấy từ các tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất linh kiện.
Tỷ lệ chuyển phát bản tin dữ liệu DDR (Data Delivery Ratio): Thông số này đánh giá hiệu quả truyền thông các bản tin dữ liệu trong mạng. Thông số này được xác định bằng tỷ số giữa số bản tin dữ liệu nhận được tại nút gốc và tổng số bản tin dữ liệu được gửi đi bởi tất cả các nút trong mạng.
(%) .100% data received N N DDR (3.4)
Trong đó: Nreceived là tổng số bản tin dữ liệu nhận được tại nút gốc; Ndata là tổng số bản tin dữ liệu được gửi bởi tất cả các nút trong mạng. Tỷ lệ chuyển phát bản tin dữ liệu DDR càng cao thì hiệu quả truyền thông trong mạng càng tốt.
Số lần thay đổi nút cha trung bình trong mạng (Churn): Thông số này đánh giá độ ổn định của mạng. Thông số này được xác định dựa trên sự thống kê số lần thay đổi nút cha đối với từng nút mạng. Các mạng cảm biến không dây hoạt động trên các liên kết vô tuyến có tổn hao. Các liên kết vô tuyến thường có chất lượng không ổn định và thay đổi thường xuyên theo thời gian. Vì vậy, cấu trúc liên kết mạng cũng cần phải có sự thay đổi để thích ứng với môi trường truyền thông vô tuyến. Để đánh giá sự thay đổi thích ứng này, tác giả dựa vào số liệu thống kê về số lần thay đổi nút cha trung bình trong toàn mạng.