6. Đóng góp của luận án
2.2.1. Mục tiêu và những thách thức trong việc đề xuất giao thức EACTP
Trong giao thức CTP hiện tại, các nút cảm biến thuộc tuyến đƣờng có chất lƣợng liên kết tốt sẽ đƣợc chọn làm nút cha trong phần lớn thời gian và các nút đó tham gia nhiều vào quá trình truyền thông trong mạng. Điều này dẫn đến việc các nút thuộc những tuyến đƣờng có chất lƣợng liên kết tốt sẽ bị hết năng lƣợng nhanh hơn các nút khác và làm giảm thời gian sống của toàn mạng.
Để giải quyết vấn đề này, tác giả đề xuất một giao thức định tuyến cây thu thập dữ liệu có sự nhận thức về năng lƣợng (giao thức EACTP) nhằm đảm bảo sự cân bằng năng lƣợng giữa các nút mạng thuộc các tuyến đƣờng có chất lƣợng liên kết tốt và nâng cao thời gian sống của các nút mạng. Giao thức EACTP sử dụng kết hợp thƣớc đo chất lƣợng liên kết ETX và trạng thái năng lƣợng còn lại trên mỗi nút cảm biến để xác định tuyến đƣờng tối ƣu. Thông tin về trạng thái năng lƣợng còn lại trên mỗi nút cảm biến đƣợc bổ sung trong bảng định tuyến và đƣợc trao đổi qua lại giữa các nút lân cận nhau thông qua các bản tin điều khiển. Tuyến đƣờng trong giao thức EACTP là tuyến đƣờng dự trữ. Tuyến đƣờng dự trữ này đƣợc lựa chọn dựa trên thông tin về chất lƣợng liên kết của tuyến đƣờng và thông tin về trạng thái năng lƣợng còn lại của nút chuyển tiếp.
Tuy nhiên, điều này có thể dẫn đến việc lựa chọn tuyến đƣờng không phải là tối ƣu nhất theo thƣớc đo ETX và có thể làm tăng tỷ lệ mất gói tin và năng lƣợng tiêu thụ trên mỗi bƣớc nhảy. Để giải quyết vấn đề này, trƣớc tiên giao thức EACTP quan tâm đến việc lựa chọn tuyến đƣờng tối ƣu theo thƣớc đo chất lƣợng liên kết ETX và khi trạng thái năng lƣợng còn lại trên nút cha hiện tại thấp hơn một ngƣỡng nhất định thì thuật toán sẽ lựa chọn một tuyến đƣờng dự trữ để đảm bảo rằng nút cha mới có mức năng lƣợng còn lại lớn hơn một ngƣỡng cho trƣớc.
Một số thách thức đặt ra khi xây dựng giao thức EACTP đó là:
Thứ nhất, cần phải xác định đƣợc năng lƣợng còn lại trên mỗi nút cảm biến. Cách xác định năng lƣợng còn lại trên mỗi nút cảm biến cần thực hiện đƣợc
trên nhiều kiến trúc phần cứng khác nhau và không làm phát sinh thêm bất kỳ một chi phí về phần cứng nào.
Thứ hai, cần phải đƣa ra một thƣớc đo định tuyến phù hợp dựa trên thông tin về năng lƣợng còn lại trên mỗi nút cảm biến. Thƣớc đo định tuyến mới đề xuất cần phản ánh đƣợc các trạng thái năng lƣợng còn lại trên mỗi nút cảm biến. Thƣớc đo định tuyến này đƣợc phát quảng bá cho các nút lân cận thông qua các bản tin điều khiển và đƣợc cập nhật thƣờng xuyên trong bảng định tuyến của các nút lân cận. Điều này sẽ làm phát sinh thêm chi phí mới về năng lƣợng trong việc gửi các bản tin điều khiển.
Thứ ba, tuyến đƣờng tối ƣu đƣợc lựa chọn trong giao thức EACTP phải thỏa mãn các tiêu chí của việc định tuyến trong mạng cảm biến không dây đó là tuyến đƣờng lựa chọn phải có tỷ lệ chuyển phát bản tin dữ liệu thành công đến nút gốc ở mức cao và đây cũng là tuyến đƣờng hiệu quả về mặt năng lƣợng.