Các giao thức chuyển tiếp theo địa lý (Geographical Forwarding)

Một phần của tài liệu Đánh giá hiệu suất của giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây (Trang 46)

Kênh truyền không dây thường gây ra lỗi hay thậm chí là mất kết nối nên các đồ thị mạng được thiết lập bởi MECN và Small MECN phải liên tục cập nhật thông tin giữa các nút mạng để kết nối lại. Công việc này đòi hỏi một chi phí khá lớn và không phải lúc nào cũng thực hiện được. Mặt khác, trong nhiều ứng dụng thì năng lượng không phải là tiêu chuẩn quan trọng nhất để thiết lập các tuyến đường. Do đó, việc chuyển tiếp dữ liệu theo các quy tắc cục bộ đôi khi lại hiệu quả hơn khi không phải mất chi phí trên.

Các thuật toán định tuyến nhằm mục đích lựa chọn 1 trong số các nút trong vùng khả thi để chuyển tiếp dữ liệu hướng tới đích. Vùng khả thi được hiểu là vùng chứa các nút mạng mà gần đích đến hơn so với nguồn gửi. Ngược lại, vùng chứa các nút mạng ở xa đích hơn thì được gọi là vùng không khả thi. Một minh họa cho vùng khả thi và vùng không khả thi được thể hiện trong hình 2.17 khi nút A muốn gửi dữ liệu tới đích là Sink.

Có nhiều cách để chọn 1 nút trong vùng khả thi làm nút chuyển tiếp dữ liệu. Các cách này tương ứng với các thuật toán chuyển tiếp. Có 4 thuật toán cơ bản: tham lam,

danh sách đen dựa trên khoảng cách, danh sách đen dựa trên sự tiếp nhậnkhoảng

cách X PRR tốt nhất.

“Tham lam” là thuật toán chuyển tiếp đơn giản nhất. Mỗi chiến lược chuyển tiếp

trong thuật toán tham lam đều có những ưu điểm nhất định cho việc thiết lập các tuyến đường chung. Giả sử rằng, phạm vi truyền của một nút là một vòng tròn bao quanh nút đó và các nút trong vòng tròn này được chia làm 2 loại: khả thi và không khả thi. Để thực hiện chuyển tiếp, ngoài vị trí là các nút trong vùng khả thi ra thì chất lượng đường truyền cũng là yếu tố quan trọng cần xem xét khi lựa chọn 1 nút để truyền dữ liệu đặc biệt là trong định tuyến không dây multi-hop.

Hình 2.18: Các thuật toán chuyển tiếp theo địa lý

Ví dụ về thuật toán chuyển tiếp tham lam được minh họa trong hình 2.18 (a) ở trên. Nút A cần gửi dữ liệu tới Sink, vì vậy A phải chọn một nút trong vùng khả thi để chuyển tiếp dữ liệu. Có 4 khả năng có thể xảy ra: thứ nhất, nút M được lựa chọn dựa theo tiêu chí là nút xa nhất trong phạm vi truyền được của nút A. Ngược lại có khả năng thứ hai là nút N sẽ được lựa chọn dựa theo tiêu chí là nút gần nhất. Thứ 3, nút C được lựa chọn do góc nhọn tạo thành giữa đường thằng nối nguồn tới đích và đường thẳng nối nguồn với nút được lựa chọn là nhỏ nhất. Cuối cùng, nút G được lựa chọn do nó là nút gần ở đích nhất.

Danh sách đen dựa trên khoảng cách” là một trong các thuật toán để chuyển tiếp dữ liệu. Thuật toán này nhằm giảm bớt các ảnh hưởng về khoảng cách giữa các nút mạng. Theo đó, một số nút nằm ở gần ranh giới phạm vi truyền của một nút cụ thể sẽ bị liệt vào danh sách đen nếu nó vượt qua ngưỡng cảnh báo. Ví dụ như hình 2.18 (b) mô tả, nếu bán kính truyền của nút A là 100m và ngưỡng cảnh báo để một nút bị liệt vào danh sách đen là 20% thì để dữ liệu tới được đích, A phải lựa chọn một nút trung chuyển mà có khoảng cách nhỏ hơn 80m.

Khoảng cách giữa 2 nút không luôn luôn liên quan trực tiếp tới chất lượng của kênh truyền. Do đó, thuật toán “danh sách đen dựa trên khoảng cách” không tránh được tình trạng nút được lựa chọn có chất lượng kênh truyền thấp. Thay vì đó, “danh

sách đen dựa trên sự tiếp nhận” tuyệt đối tránh được tình trạng này bằng cách liệt các

nút lân cận mà có tốc độ tiếp nhận gói tin nhỏ hơn ngưỡng vào danh sách đen. Để thực hiện được, mỗi nút sẽ theo dõi tốc độ tiếp nhận gói tin của chính mình với các nút lân cận và trao đổi thông tin này với nhau. Kết quả là, khi một nút có gói tin cần gửi đi, nó sẽ lựa chọn nút lân cận trong vùng khả thi mà có tốc độ tiếp nhận (PRR) cao hơn so với ngưỡng. Trong hình 2.18 (c) A đã chọn nút lân cận có sự tiếp nhận tốt nhất làm nút trung chuyển dữ liệu tới Sink.

“Khoảng cách x PRR tốt nhất” là thuật toán dựa trên sự cân bằng giữa 2 yếu tố

khoảng cách và sự tiếp nhận gói tin. Trong khi, nếu dựa trên khoảng cách thì nút được chọn thường có xu hướng gần với nút nguồn nhất còn nếu dựa trên sự tiếp nhận gói tin thì độ trễ thường lớn nhất. “Khoảng cách x PRR tốt nhất” là thuật toán được đánh giá là có tốc độ chuyển giao nhanh nhất trong số các thuật toán chuyển tiếp theo địa lý. Hình 2.18 (d) mô tả cho thuật toán này khi nút B được chọn trong số các nút khả thi dựa trên sự cân bằng giữa khoảng cách và sự tiếp nhận gói tin của B.

Một phần của tài liệu Đánh giá hiệu suất của giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây (Trang 46)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(85 trang)