3. Các định tuyến chính hay đƣợc dùng trong mạng WSN[5],[11]
3.3. Định tuyến phân cấp
3.3.1. Giao thức LEACH
LEACH (Low Engergy Adaptive Clustering Hierachy) là giao thức phân cấp theo cụm thích ứng năng lƣợng thấp.
Mục đích của LEACH là:
- Mở rộng thời gian sống của mạng
- Sử dụng tập trung dữ liệu để giảm bản tin truyền dẫn trong mạng.
LEACH lựa chọn ngẫu nhiên các nút cảm biến làm các nút chủ, do đó việc tiêu hao năng lƣợng khi liên lạc với nút gốc đƣợc trải đều cho tất cảcác nút cảm biến trong mạng. Quá trình hoạt động của LEACH đƣợc chia thành hai bƣớc là bƣớc thiết lập và bƣớc ổn định.Thời gian của bƣớc ổn định kéo dài hơn so với thời gian của bƣớc thiết lập để giảm thiểu phần điều khiển.Trong bƣớc thiết lập, một nút cảm biến lựa chọn một số ngẫu nhiên giữa 0 và 1. Nếu số này nhỏ hơn ngƣỡng T(n) thì nút cảm biến là nút chủ. T(n) đƣợc tính nhƣ sau:
nếu n thuộc G
Trong đó:
p: tỉ lệ phần trăm nút chủ r: chu kì hiện tại
G: tập hợp các nút không đƣợc lựa chọn làm nút chủ trong 1/p chu kì cuối.
Khi dùng LEACH thì giảm đƣợc sự hao phí năng lƣợng so với truyền trực tiếp và so với các giải thuật định tuyến truyền năng lƣợng tối thiểu. Các nút có thể ngừng hoạt động ngẫu nhiên và các cụm động sẽ làm tăng thời gian sống của mạng. Giao thức LEACH còn có thêm 2 loại mở rộng của LEACH thông thƣờng:
- LEACH – C (LEACH Centralized)
LEACH – C cũng giống nhƣ LEACH thông thƣờng, nó chỉ khác ở pha thiết lập (Set - up Phase) cụm và nút chủ cụm, còn pha ổn định (Steady – state Phase) thì giống hệt với LEACH. Trong LEACH thì mỗi nút sẽ có 1 xác suất để nó có thể đƣợc chọn làm nút chủ cụm.
- LEACH – F: Fixed Cluster, Rotating Cluster Head
Trong LEACH – F thì các cụm là cố định còn nút chủ cụm sẽ quay vòng. Dùng LEACH – F thì sẽ không yêu cầu pha thiết lập cho các vòng khác nhau, mà các nút biết đƣợc khi nào nó là nút chủ khi nào nó không là nút chủ. Cũng giống nhƣ LEACH – C, pha ổn định của LEACH – F giống hệt LEACH.
LEACH – F không thích hợp với những hệ thống có tính động. Nó không cho phép thêm 1 nút mới vào hệ thống và cũng không xử lý đƣợc những nút di động.
3.3.2. Giao thức PEGASIS
Power-efficient Gathering in Sensor Information Systems (PEGASIS) là giao thức cải tiến lên từ LEACH, giao thức định tuyến và tập trung thông tin trong mạng cảm biến.
Thay vì việc hình thành các cụm, PEGASIS tạo thành chuỗi từ các nút cảm biến để mỗi nút truyền và nhận từ nút lân cận và chỉ có một nút đƣợc chọn từ chuỗi đó để truyền đến trạm gốc. Dữ liệu tập hợp đƣợc truyền từ nút này sang nút kia, tập trung lại và dần dần truyền đến trạm gốc.
Nút C0 truyền dữ liệu của nó đến nút C1. Nút C1 tập hợp dữ liệu của nút C0 và dữ liệu của nó, sau đó truyền đến nút chính. Sau khi nút C2 chuyển thẻ bài cho nút C4, nút C4 truyền dữ liệu của nó cho nút C3. Nút C3 tập hợp dữ liệu của C4 với dữ liệu của chính nó và sau đó truyền đến nút chính. Nút C2 đợi để nhận dữ liệu từ cả hai nút lân cận và sau đó tập hợp dữ liệu của nó với dữ liệu của các nút lân cận. Cuối cùng, C2 truyền một bản tin đến trạm gốc.