Những đóng góp chính của luận án bao gồm:
1. Đề xuất cải tiến giao thức định tuyến phân cụm phân tán dựa trên tiêu chuẩn chọn nút cụm trưởng và các nút thành viên gia nhập cụm, thuật tốn có thể làm viêc tốt trên các mạng cảm biến đồng nhất. Theo thuật toán, mỗi nút ứng viên trước khi được chọn làm nút cụm trưởng ở vòng thứ i phải có năng
lượng cịn lại lớn hơn mức năng lượng trung bình của tất cả các nút còn sống và xem xét đến khoảng cách từ nó đến nút BS. Các nút khác sẽ chọn nút CH
để gia nhập cụm dựa vào khoảng cách từ nó đến CH và từ CH đến BS, theo
biểu thức (3.4). Các kết quả mô phỏng cho thấy thuật tốn được đề xuất có thể kéo dài thời gian sống của mạng thêm khoảng 20%.
2. Đề xuất cải tiến thuật toán xây dựng chuỗi kết hợp với tổng hợp, nén dữ liệu cho hiệu quả năng lượng tốt, được gọi là DFCB (Data Fusion and Chain-
based Routing Protocol). Các nút trong mạng được kết nối với nhau thành
một chuỗi dài để giảm khoảng cách truyền thơng giữa các nút, tiếp theo đó, dữ liệu trước khi truyền được các nút tổng hợp, nén không mất dọc theo
chuỗi dựa vào mã nguồn phân tán để giảm chi phí truyền thơng. Các kết quả mô phỏng của chúng tôi cho thấy DFCB có thể kéo dài thời gian sống của mạng thêm khoảng 40% và 10% khi so sánh với LEACH và PEGASIS. 3. Đề xuất cải tiến một lược đồ xây dựng cung chuỗi có tên SCBC (Sector-
Chain Based Clustering Routing Protocol) cho mạng cảm biến không dây. Theo lược đồ này, toàn bộ vùng mạng (vùng cảm biến mạng bao phủ) sẽ được phân chia thành các cung (cụm) lơ-gíc với số nút được phân bố tương đối đều nhau dựa vào góc tạo bởi nút và BS cùng với hệ trục tọa độ OXY.
Sau khi chia cụm, các cụm sẽ chọn nút CH hoặc nút cụm trưởng thứ hai (SCH), nút ở gần BS, chịu trách nhiệm chuyển tiếp dữ liệu đến BS. Do đó,
SCBC có thể sử dụng hiệu quả nguồn năng lượng quý hiếm ở các nút cảm biến không dây và kéo dài thời gian hoạt động mạng. Các kết quả mô phỏng của chúng tơi cho thấy SCBC có thể kéo dài thời gian sống của mạng thêm khoảng 20% và 15% khi so sánh với PEGASIS và IEEPB.
4. Đề xuất cải tiến thuật toán định tuyến hiệu quả năng lượng dựa trên xây dựng cây khung nhỏ nhất kết hợp với tổng hợp, nén dữ liệu, có tên là DFTBC (Data Fusion and Tree-Based Clustering Routing Protocol). Tư tưởng của thuật tốn là chia tồn bộ vùng cảm biến mạng thành các cụm, (giả thiết số cụm là 5%), sau đó trong mỗi vịng, coi các nút còn sống của mỗi cụm như một đồ thị vơ hướng G(V, E), xây dựng cây khung có khoảng cách của các nút còn sống trong cụm là nhỏ nhất kết hợp với tổng hợp, nén dữ liệu trên cây. Các kết quả mô phỏng cho thấy DFTBC cho hiệu quả sử dụng năng lượng tốt hơn các giao thức LEACH-C, PEGASIS và STDC đã có tương ứng khoảng 60%, 20% và 8%.
5. Đề xuất cải tiến thuật toán định tuyến hiệu quả năng lượng dựa trên xây dựng cây khung nhỏ nhất kết hợp với lập lịch ngủ có tên SSTBC (Sleep Scheduled and Tree-Based Clustering Routing Protocol) cho mạng cảm biến không dây. Tư tưởng của thuật tốn là chia tồn bộ vùng cảm biến mạng thành các cụm, mỗi cụm lại được chia thành các ô lưới ảo, mỗi ô lưới ảo có nhiều nút, kích thước của lưới do người dùng định nghĩa. Mỗi ơ chỉ có một nút có mức năng lượng cao, ở chế độ thức (làm việc), các nút khác sẽ đi vào chế độ ngủ để tiết kiệm năng lượng, sau mỗi vòng lại đổi vai trò cho nhau. Các kết quả mô
phỏng cho thấy SSTBC giúp kéo dài thời gian sống của mạng khoảng 65% so với LEACH-C, khoảng 20% so với PEGASIS và khoảng 12% so với STDC.
Chương 2: ĐỊNH TUYẾN VÀ ĐỊNH TUYẾN TIẾT KIỆM NĂNG LƯỢNG TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
Chương này trình bày tổng quan về tiết kiệm năng lượng và định tuyến tiết kiệm
năng lượng dựa trên phân cụm trong mạng cảm biến khơng dây, tóm tắt nội dung và
đánh giá các giao thức đã có nhằm làm cơ sở cho các đề xuất được trình bày ở các
chương tiếp theo. Những nội dung chính sau được trình bày trong chương này: - Các giải pháp tiết kiệm năng lượng
- Định tuyến trong mạng cảm biến không dây - Định tuyến tiết kiệm năng lượng
- Nhận xét về các giao thức đã có