Giao thức MCPF

Một phần của tài liệu Đánh giá hiệu suất của giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây (Trang 54)

Giao thức MCPF (Minimum Cost Path Forward- Chuyển tiếp theo con đường có chi phí nhỏ nhất) kết hợp 3 yếu tố độ trễ, thông lượng và mức độ tiêu thụ năng lượng tạo thành một hàm chi phí dùng để thiết lập tuyến đường giữa các nút mạng. Dựa theo hàm chi phí này, thuật toán chuyển tiếp theo con đường có chi phí nhỏ nhất quy định một trường chi phí tại mỗi nút mạng. Kết quả là, các gói tin thông qua trường chi phí này sẽ được chuyển tiếp tới nút mạng tiếp theo có chi phí thấp nhất.

Thuật toán đường đi có chi phí nhỏ nhất gồm 2 giai đoạn: thiết lập trường chi phí và chuyển tiếp dữ liệu. Giai đoạn thiết lập trường chi phí nhằm mục đích xác định chi phí nhỏ nhất giữa một nút bất kỳ và Sink. Sink quảng bá một thông báo ADV với chi phí ban đầu là 0. Mỗi nút j, nhận được thông báo ADV từ nút i sẽ tính toán chi phí của chính nó

Li + Cj,i (5)

Trong đó Li là chi phí của nút i (=0 nếu là Sink) và Cj,i là chi phí từ nút j tới nút i. Sau đó mỗi nút sẽ thiết lập bộ đếm thời gian Backoff tỷ lệ thuận với với chi phí của nút đó tới nút i, tức Cj,i đồng thời quảng bá gói tin ADV của mình. Thời gian BackOff giúp một nút cập nhật chi phí của nó tới Sink thông qua nút có chi phí truyền tới Sink là nhỏ nhất.

Hình 2.20 bên dưới là một ví dụ minh họa cho giai đoạn thiết lập trường chi phí. Giả sử nút A có chi phí nhỏ nhất LA=0.5 để tới được Sink và chi phí cho các liên kết giữa các nút A, B, C là: LB, A=1.5, LC,A=4 và LC,B=1 như hình 2.20 (a). Nút A quảng bá gói tin ADV của nó như hình 2.20 (b). Nhận được gói tin ADV này nút B, C cập nhật chi phí của chính chúng LB=LA+LB,A=2, LC=LA+LC,A=4.5 và thiết lập bộ đếm thời gian Backoff tương ứng. Khi bộ đếm thời gian của nút B kết thúc lần đầu tiên, nút B sẽ quảng bá ADV của nó với chi phí nhỏ nhất là LB=2 như hình 2.20 (c). Nhận gói tin ADV từ B, nút C xác định rằng chi phí của nó để tới Sink sẽ nhỏ hơn nếu qua B (LC=LB+LC,B=3) và do đó nó sẽ cập nhật chi phí nhỏ nhất là 3, đồng thời bật bộ đếm thời gian Backoff. Sau khi bộ đếm thời gian của C ngừng lại, C gửi quảng bá ADV của nó. Kết quả của pha thiết lập trường chi phí dựa trên bộ đếm giờ Backoff là mỗi nút xác định được chi phí nhỏ nhất của nó để tới Sink, các nút này sẽ gửi thông tin về chi phí có được tới Sink bằng cách quảng bá gói tin ADV duy nhất.

Trong pha truyền dữ liệu, nút nguồn gửi quảng bá bản tin dữ liệu của chúng tới các nút lân cận. Bản tin này được định tuyến thông qua trường chi phí của mỗi nút. Khi nút nguồn quảng bá một bản tin thì nó cũng kèm theo dự thảo chi phí gửi bản tin đó. Dự thảo chi phí này bằng với chi phí nhỏ nhất của nút nguồn để tới Sink. Xét ví dụ ở hình 2.20 (c), giả sử nút C có gói tin cần gửi tới Sink. Nó quảng bá bản tin của mình với dự thảo chi phí là 3. Khi nút A nhận được bản tin này, nó so sánh chi phí tối thiểu của nó(LA=0.5) cộng với chi phí liên kết tới nút C (LC,A=4) với dự thảo chi phí của bản tin và xác định rằng chi phí này vượt quá chi phí dự thảo. Do đó, nó sẽ không chuyển

tiếp gói tin này. Mặt khác, nút B chuyển tiếp gói tin vì nó là tuyến đường tối ưu từ nút C gửi tới Sink.

Hình 2.20: Thủ tục thiết lập trường chi phí của MSPF

Dựa trên ý tưởng về trường chi phí, các bản tin có thể được định tuyến mà không có thông tin cụ thể về tuyến đường, thông tin về vùng lân cận hay ID của các nút. Mỗi gói tin được quảng bá mà không có nút kế tiếp cụ thể, nút này được xác định thông qua kết quả của phép so sánh giữa dự thảo chi phí với tổng (chi phí nhỏ nhất + chi phí liên kết). Nếu chi phí này không đủ để tới được Sink, gói tin sẽ bị hủy bỏ. Trái lại, nó sẽ được chuyển tiếp cho tới khi tới Sink. Kết quả là, kỹ thuật chuyển tiếp theo con đường có chi phí nhỏ nhất chuyển giao các gói tin dựa trên chi phí tối thiểu tại mỗi nút.

Một phần của tài liệu Đánh giá hiệu suất của giao thức định tuyến trong mạng cảm biến không dây (Trang 54)