2.2. Định tuyến trong mạng cảm biến không dây
2.2.5.2. Định tuyến phân cụm tập trung
Trong kỹ thuật định tuyến phân cụm tập trung, việc chọn nút ứng viên làm CH và
phân chia cụm được thực hiện bởi một nút trung tâm, nút này có khả năng tính tốn lớn và có nguồn năng lượng khơng bị hạn chế (sink hoặc BS), do đó mạng sẽ không tiêu tốn nhiều năng lượng cho việc xây dựng cụm như LEACH-C (LEACH- Centralized) [44, 75]. LEACH-C, là một cải tiến của LEACH ở giai đoạn thiết lập; các nút phải gửi tồn bộ thơng tin về năng lượng cịn lại, số định danh, vị trí địa lý của nó trong mạng tới BS ở khoảng cách xa. Dựa vào thơng tin này, BS sẽ tính tốn mức năng lượng trung bình và lựa chọn số nút làm cụm trưởng sao cho phân bố tải
tiêu thụ năng lượng đều cho các nút trên toàn mạng. Đây là một bài tốn khó và trở thành một thách thức lớn cho các nhà nghiên cứu để tìm ra số cụm tối ưu cho toàn bộ mạng, cân bằng số nút cho các cụm và khoảng cách phân bố đều cho các nút
thành viên tham gia nhóm, cịn phương pháp chọn CH là giống với LEACH. Sau đó thơng tin cụ thể về các cụm được gửi quảng bá đến các nút trong mạng. Các nút
trong mạng nhận được thông điệp quảng bá sẽ biết được rằng nó ở cụm nào và CH
ở đâu để gửi dữ liệu. Với kỹ thuật này, ưu điểm là sử dụng nút sink, nút không bị
giàng buộc về năng lượng, bộ nhớ và khả năng tính tốn để tính tốn, phân chia
nhóm.
Bảng 2.1: So sánh các thuật toán phân cụm
Thuật tốn phân cụm Phân tán Tập trung Đặc tính truyền thông Chọn CH dựa trên Hiệu quả năng lượng Độ phức tạp tính tốn Độ phức tạp thơng báo Dựa trên LEACH [6,
40, 49, 77, 86] ∨
Đơn
chặng
Xác
suất Cao O(n) O(1) LEACH-C [75] ∨ Đơn
chặng
Xác
suất Cao O(n) O(1)
EECS [114] ∨ Đơn
chặng
Xác
suất Cao O(n) O(n)
HEED [115] ∨ Đa
chặng Lặp Cao O(1) O(n)
CEEC [13] ∨ Đơn
chặng
Xác
suất Cao O(n) O(1)
SDWSN [109] ∨ Đơn chặng Khoảng cách và năng lượng
Tuy nhiên, nếu BS ở xa, các nút sẽ tiêu tốn năng lượng cho giai đoạn đầu của mỗi vịng cho việc truyền thơng tin với BS. Giao thức điển hình cho việc phân cụm tập trung là LEACH-C [75, 110] được đề xuất bởi Siva D. Muruganathan và các cộng sự, nhóm tác giả cũng tính tốn và đưa ra được số cụm thiết lập cho mỗi vòng tối ưu là 5% số nút cho mỗi mạng.
Bảng 2.1 tóm tắt những điểm khác nhau chính giữa các thuật tốn phân cụm, truyền thơng đơn chặng được khảo sát. Các tiêu chuẩn đánh giá gồm độ phức tạp tính tốn,
độ phức tạp thơng báo, nó được ước lượng bằng tổng số gói tin điều khiển và gói dữ
liệu được gửi ở một nút mạng, ở đây, chúng tơi giả thiết rằng kích thước các gói tin là như nhau. Trong thực tế, độ phức tạp thông báo thông thường được đánh giá
bằng tổng kích thước của các gói tin (tính bằng số "bít") được sử dụng trong giai
đoạn thiết lập cụm vì chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến mức tiêu thụ năng lượng
của các nút.