an optimal and lightweight routing for minimum energy consumption in.pdf

30
Page 1 Năng lượng hiệu quả thích ứng đa đường định tuyến cho Wireless Sensor Networks R Vidhyapriya, Tiến sĩ PT Vanathi Routing Abstract- trong các mạng cảm biến không dây là một yêu cầu nhiệm vụ. Nhu cầu này đã dẫn đến một số giao thức định tuyến mà hiệu quả sử dụng các hạn chế nguồn lực sẵn có tại các nút cảm biến. Tất cả các giao thức thường tìm con đường năng lượng tối thiểu. Trong này giấy chúng ta có một cái nhìn đó, luôn luôn sử dụng tối thiểu con đường năng lượng tổn thất cho năng lượng một cách nhanh chóng và các nút thời gian thực hiện để xác định một con đường thay thế tăng lên. Đề án định tuyến đa đường phân phối lưu lượng giữa các nhiều đường thay vì định tuyến tất cả các lưu lượng truy cập cùng một con đường duy nhất. Hai câu hỏi quan trọng phát sinh trong đa định tuyến là bao nhiêu con đường là cần thiết làm thế nào để lựa chọn các đường dẫn. Rõ ràng, số lượng và chất lượng của các đường dẫn đã chọn sai khiến hiệu suất của một đa chương trình định tuyến. Chúng tôi đề xuất một thích ứng năng lượng hiệu quả đa kỹ thuật định tuyến trong đó sử dụng nhiều đường giữa nguồn và tản, thích nghi bởi vì họ có overhead định tuyến thấp. Giao thức này được thiết kế để cung cấp một môi trường truyền dẫn tin cậy với thấp tiêu thụ năng lượng, bằng cách sử dụng hiệu quả năng lượng sẵn có và cường độ tín hiệu nhận được của các nút để xác định nhiều tuyến đường đến đích. Mô phỏng Kết quả cho thấy rằng năng lượng hiệu quả đa adaptive chương trình định tuyến đạt được hiệu suất cao hơn nhiều so với các giao thức định tuyến cổ điển, ngay cả trong sự hiện diện của mật độ cao và vượt qua nút đồng thời gói chuyển tiếp Từ khóa : năng lượng hiệu quả, đa đường định tuyến, định tuyến, mạng cảm biến, I. GIỚI THIỆU Một mạng cảm biến không dây bao gồm trọng lượng nhẹ, thấp điện, kích thước nhỏ các nút cảm biến. Các lĩnh vực ứng dụng các cảm biến khác nhau từ các mạng quân sự, dân sự, y tế, và môi trường cho thương mại. Ví dụ về các

Upload: vu-duc-hung

Post on 16-Nov-2015

229 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Định tuyến năng lượng nho nhất

TRANSCRIPT

Page 1

Nng lng hiu qu thch ng a ng nh tuyn cho Wireless Sensor Networks R Vidhyapriya, Tin s PT Vanathi Routing Abstract- trong cc mng cm bin khng dy l mt yu cu nhim v. Nhu cu ny dn n mt s giao thc nh tuyn m hiu qu s dng cc hn ch ngun lc sn c ti cc nt cm bin. Tt c cc giao thc thng tm con ng nng lng ti thiu. Trong ny giy chng ta c mt ci nhn , lun lun s dng ti thiu con ng nng lng tn tht cho nng lng mt cch nhanh chng v cc nt thi gian thc hin xc nh mt con ng thay th tng ln. n nh tuyn a ng phn phi lu lng gia cc nhiu ng thay v nh tuyn tt c cc lu lng truy cp cng mt con ng duy nht. Hai cu hi quan trng pht sinh trong a nh tuyn l bao nhiu con ng l cn thit v lm th no la chn cc ng dn. R rng, s lng v cht lng ca cc ng dn chn sai khin hiu sut ca mt a chng trnh nh tuyn. Chng ti xut mt thch ng nng lng hiu qu a k thut nh tuyn trong s dng nhiu ng gia ngun v tn, thch nghi bi v h c overhead nh tuyn thp. Giao thc ny c thit k cung cp mt mi trng truyn dn tin cy vi thp tiu th nng lng, bng cch s dng hiu qu nng lng sn c v cng tn hiu nhn c ca cc nt xc nh nhiu tuyn ng n ch. M phng Kt qu cho thy rng nng lng hiu qu a adaptive chng trnh nh tuyn t c hiu sut cao hn nhiu so vi cc giao thc nh tuyn c in, ngay c trong s hin din ca mt cao v vt qua nt ng thi gi chuyn tip T kha : nng lng hiu qu, a ng nh tuyn, nh tuyn, mng cm bin, I. GII THIU Mt mng cm bin khng dy bao gm trng lng nh, thp in, kch thc nh cc nt cm bin. Cc lnh vc ng dng cc cm bin khc nhau t cc mng qun s, dn s, y t, v mi trng cho thng mi. V d v cc ng dng bao gm pht hin chy rng, hng tn kho iu khin, nng lng qun l, gim st v trinh st, v nh vy [1] [2] [3]. Do chi ph thp cc nt ny, vic trin khai c th c theo th t ln ngn n triu nt. Cc nt c th c trin khai 1 hoc trong thi trang ngu nhin hay mt cch tin ch. Cc cc nt cm bin thc hin cc php o nh mong mun, qu trnh Bn tho nhn c ngy 29 thng 11 nm 2006. R. Vidhyapriya l vi PSG i hc Cng ngh, S Cng ngh thng tin, Coimbatore - 641 004, Tamilnadu, n (in thoi: 091-0422-2572177, e-mail: [email protected]) PT Vanathi l vi PSG i hc Cng ngh, S in t v K thut Truyn thng, Coimbatore - 641 004, Tamilnadu, n (in thoi: 091-0422-2572177, e-mail: [email protected]) o d liu v chuyn n ti mt trm gc, thng gi l cc nt chm, trn mt knh khng dy. Cc trm thu thp d liu t tt c cc nt, v phn tch d liu ny rt ra kt lun v cc hot ng trong khu vc ny quan tm [4]. Chu ra cng c th hnh ng nh l cc cng vo khc mng, mt b x l d liu hoc cc im truy cp mnh m cho Giao din ca con ngi. Chng thng c s dng ph bin kim sot thng tin hoc trch xut d liu t mng. Cc vn chnh nh hn ch nng lng nghim ngt v d b tn thng ca cc b cm bin ng mi trng iu kin, vn cn c gii quyt. H to ra mt nhu cu v nng lng hiu qu v thit k giao thc mnh m c xem xt c th cc tnh nng c o ca mng cm bin, chng hn nh trung tm d liu v t tn gii quyt cc quy c, mt cao v mng li in hn ch. Gn y, cc giao thc nh tuyn khc nhau c xut cho WSNs. Hu ht trong s h s dng mt con ng duy nht truyn d liu. Cc con ng ti u c la chn da trn cc s liu, chng hn nh chnh lch ca thng tin, khong cch n ch, hoc cc mc nng lng cn li nt. Mt s giao thc nh tuyn khc m s dng nhiu ng la chn tin cy mng l u tin thit k ca h. a ng nh tuyn c s dng trong vn hc m t lp hc ca cc c ch nh tuyn cho php nhiu ng c thit lp gia ngun v ch. C in a ng nh tuyn c kho st cho hai l do. u tin l Load Balancing: giao thng gia ngun v ch c chia trn nhiu (mt phn hoc y ) ng dn. Vic s dng th hai ca nh tuyn a ng l tng kh nng cung cp d liu ng tin cy. Trong nhng phng php tip cn nhiu bn sao ca d liu c gi cng con ng khc nhau cho php kh nng phc hi n tht bi ca mt s lng nht nh cc con ng. Nhiu con ng nh tuyn c nghin cu rng ri v c s dng trong tt c cc loi hin c mng truyn thng nh Internet, tc cao mng v cc mng ATM da trn QoS yu cu cn thit. Trong cc mng hng kt ni, t phng ti nguyn phi c thc hin trc khi d liu c th c gi cng mt tuyn ng. i vi cc kt ni ngn hoc bng pht, mt tuyn ng c la chn phi c cc ngun lc cn thit m bo truyn thng ph hp vi mong mun lin quan n cht lng dch v (QoS). V d, trong cc mng ATM, qu trnh thit lp tuyn ng ch xem xt lin kt vi ti nguyn v tr cc ngun ti nguyn trong khi n tin v pha ch. Cc mi quan tm tng t cho nh tuyn QoS xut hin trong cc mng gi nh Internet, khi cc ng dng vi cc yu cu QoS cn dnh ti nguyn theo tuyn ghim cht. Cc a ng cc thut ton thc hin t phng tng n ng thut ton t phng, hoc l lin tc hay khng, thi gian kt ni thnh lp t phng a ng l thp hn ng k. V vy, phng a ng IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Trang 2

tr thnh mt la chn hp dn cho cc tng tc cc ng dng nh World Wide Web duyt. Vi c in ngn nht chng trnh con ng nh tuyn mt vi nt nm trn rt nhiu cc ng i ngn nht ang cn kit ca h nng lng vi tc nhanh hn nhiu so vi cc nt khc. L mt Kt qu ca nhng vi nt cht, cc nt trong ca n khu ph c th tr nn khng th tip cn, m ln lt gy ra mt hiu ng gn sng v ton b mng li tr thnh phn vng v khng th hot ng. Trong nhiu con ng nh tuyn mi ngun pht hin ra v duy tr mt tp hp cc tuyn ng m c th s dng t c im n ca mnh; cc tuyn ng c th c th c pht hin bng cch p dng mt thut ton nh tuyn ngun. Chng ti khm ph vic s dng nhiu con ng nh tuyn cung cp cho ti cn bng nn thi gian ca mng cm bin c th c ko di bng cch truyn b thng qua mt s lng ln hn ca cc nt. Cn bng ti l c bit hu ch trong nng lng mng hn ch v cc mc nng lng tng i ca cc nt khng nh hng n tui th mng ca h hn mc nng lng tuyt i. Trong giao thc nh tuyn c xut ca chng ti chng ti chia lu lng qua cc nt nm trn con ng c th khc nhau gia ngun v tn, theo t l cn li ca h nng lng v cng tn hiu nhn c. L do ng sau giao thng lan rng l mt tng nng lng c tiu th trong mng, ti mi thi im, mi nt nn dnh cng mt lng nng lng. Cc Mc tiu l ch nh nhiu ti trng con ng c khai thc v t ti ng qua cam kt thng nht s dng ngun lc ca tt c cc ng dn c sn c th c m bo. a ng nh tuyn c chi ph hiu qu cho ti nng kch bn, trong khi mt con ng duy nht vi mt chng trnh nh tuyn thp phc tp nu khng c th nhiu hn mong mun . Chng ti so snh k hoch xut ca chng ti vi s khuch tn o [5] v kt qu m phng giao thc l lt cho thy nng lng hiu qu thch ng a ng nh tuyn tt hn nh tuyn truyn thng cch tip cn v mng i, cn bng ti v t l phn phi gi d. Cc Phn cn li ca bi bo c t chc nh sau. Phn II cung cp mt tng quan v cc cng vic lin quan. Phn III gii thch cc hot ng nng lng thch ng hiu qu a ng nh tuyn. Phn IV cung cp hiu nng nh gi cc chng trnh ca chng ti cng nh s so snh vi cc giao thc khc. Phn V cung cp cc kt lun ca lm vic v tho lun v nh hng tng lai . II. VIC LIN QUAN Mng cm bin gii thiu nhng thch thc mi m cn phi c x l nh mt kt qu ca cc c tnh c bit ca h. Ca h yu cu mi cn cc gii php ti u ha tt c cc lp ca ngn xp giao thc trong mt n lc ti u ha vic s dng ngun lc khan him ca h [6] [7]. c bit, vic nh tuyn vn , nhn c rt nhiu s quan tm t cc cng ng nghin cu vi mt s lng ln cc xut ang c thc hin. Cc giao thc c xut s dng nhiu ng dn [9] [10] [11] chn tin cy ca mng nh h u tin thit k. Cc tc gi trong [12] xut thut ton m s d liu thng qua cc tuyn ng mt con ng m cc nt c nng lng d ln nht. ng dn l thay i bt c khi no mt con ng tt hn c pht hin. Cc con ng chnh s c s dng cho n khi nng lng ca n gim xung di nng lng ca ng dn sao lu sau cc ng dn sao lu l s dng. S dng phng php ny, cc nt trong ng dn chnh s khng lm cn kit ngun ti nguyn nng lng ca h thng qua lin tc s dng ca cng mt tuyn ng, do t c cuc sng lu hn. Tuy nhin, con ng chi ph chuyn i l hn. Cc tc gi ca [9] ngh s dng mt tp hp cc ng dn ph ti u i khi tng tui th ca mng. Nhng con ng c la chn bng phng tin ca mt xc sut m ph thuc vo lng tiu th nng lng ca mi con ng l. Cc con ng vi nhng nng lng cn li ln nht khi c s dng d liu tuyn ng trong mng c th rt tn km v nng lng qu. V vy, c mt s cn bng gia vic gim thiu tng s in nng tiu th v nng lng cn li ca mng. Cc tc gi trong [13] xut mt thut ton trong cc nng lng cn li ca tuyn ng c ni lng mt cht chn mt con ng nng lng hiu qu hn. Trong [14], multipath nh tuyn c s dng nng cao tin cy ca WSNs. Cc n xut l hu ch cung cp cc d liu trong mi trng khng ng tin cy. N c bit n mng tin cy c th c tng ln bng cch cung cp mt s con ng t ngun n ch v bng cch gi cng gi tin trn mi con ng. Tuy nhin, s dng k thut ny, giao thng s tng ng k. Do , c mt s cn bng gia s lng lu lng v tin cy ca mng. S cn bng ny c nghin cu trong [15] s dng mt chc nng d tha m l ph thuc vo a mc v trn khng xc sut ca cc ng dn c sn. tng l phn chia cc gi d liu ban u vo ph cc gi d liu v sau gi cho mi sub-gi d liu qua mt trong nhng multipaths sn. N c tm thy rng ngay c khi mt s cc tiu gi d liu b mt, thng bo ban u c th vn c ti to. Theo thut ton ca h, n c cng c tm thy rng i vi mt li nt ti a cho xc sut, s dng mc a cao hn so vi mt s gi tr ti u ny s nng tng xc sut ca s tht bi. o khuch tn [5] l mt ng c vin tt cho mnh m a ng nh tuyn v giao hng. Da trn ch o m hnh khuch tn, mt chng trnh nh tuyn a ng m tm thy mt s con ng mt phn tch ri nhau c nghin cu trong [11] (thay th tuyn ng khng c node ri nhau, v d cc ng l mt phn chng cho). N c tm thy rng vic s dng ca a nh tuyn cung cp cc gii php thay th cho nng lng hiu qu phc hi t tht bi trong WSN. Cc ng lc ca vic s dng cc ng dn bn l gi cho chi ph ca vic duy tr multipaths thp. Cc chi ph ca ng thay th l so snh vi cc con ng chnh v h c xu hng gn gi hn vi con ng chnh. Trong [16] v [17], cc phn m rng a Dynamic Source Routing (DSR) v Ad hoc On-demand Distance Vector (AODV) c xut nng cao hiu qu nng lng cc mng qung co hoc bng cch gim tn s ca ng khm ph. Truyn o [18] l mt trong nhng k thut nh tuyn theo xc sut, trong c ngun gc t l lt. N s dng mt chc nng truyn li xc sut gim bt bn sao d phng d liu cng mt s kin. Cc hop khong cch n ch v s lng cc bc m cc gi d liu i c s dng nh cc tham s. Cc c ch kim sot pht li trnh c s thm s dng con ng ngn nht trong mt mc nht nh. Cc kh c nh tuyn nhn thc c xut trong [9]. N s dng cc b ngp cc thng ip yu cu tm tt c cc tuyn ng c th gia cc ngun v bn ra, cng nh cc chi ph nng lng lin quan n cc ng dn. Trong bng nh tuyn ca nt cm bin, mi xm c lin kt vi mt IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Trang 3

xc sut truyn ti, m c tnh ton da trn chi ph ca con ng i qua n. Cc chng trnh duy tr nhiu ng nhng ch mt trong s h s dng ti mt thi im, trong trnh nhn mnh mt con ng c bit v m rng i mng. Trong [12], cc a tuyn l xy dng l mt vn lp trnh tuyn tnh vi mt Mc tiu ti a ha thi gian cho n khi nt cm bin u tin chy ra khi nng lng. Cc ngun c gi nh l truyn gi d liu tc khng i. Trong [19], a ng nh tuyn c xy dng l mt hn ch ti u ha vn bng cch s dng mng xc nh tnh ton. Vic truyn d liu da ch yu vo ng ti u. Cc con ng thay th duy nht khi c s dng cc nt trn cc tuyn ng chnh tht bi. Mc d hin ti cch tip cn n ng l linh hot, n gin v kh nng m rng, nt c th lm cn kit ngun cung cp nng lng ca h vi tc nhanh hn. iu ny c th dn n phn vng mng sm. III. a ROUTING N Cc nt cm bin c phn phi ngu nhin trong cc cm bin lnh vc. Mt mng li gm mt nt chm v nhiu cc nt cm bin khng dy trong mt khu vc c coi l th v. Gi nh rng tt c cc nt trong mng c gn vi mt ID duy nht v tt c cc nt c tham gia trong mng v chuyn tip d liu nht nh. Cc nt cm bin l gi nh l c nh cho cuc i ca mnh, v nhn dng ca cc nt cm bin c xc nh trc. Ngoi ra, cc nt cm bin hn ch sc mnh x l, lu tr v nng lng, trong khi cc nt chm c mnh m ngun lc thc hin bt k cng vic hay giao tip vi cc cc nt cm bin. Mt khi cc nt c trin khai, h vn ti cc a im lm nhim v cm bin. Cc nt cm bin c th nhn tin nhn t cc nt khc. Cc nt chm l khi to vi mt gi tr hop "0", trong khi cc nt cm bin khc l "". Nng lng hiu qu thch ng a ng nh tuyn thut ton xut c s dng la chn cc lng ging nt, m cc thng ip d liu c c chuyn tip. Mt nt c chn chuyn tip d liu da trn sn c ca mnh mc nng lng v cng tn hiu. L tng nht, ln hn nng lng trong nt v xa hn vo nt t trc mt, l nhiu kh nng c chn l bc k tip. Cc cc nt m khng c chn trong qu trnh ny s chuyn n cc trng thi ng tit kim in. Cc thng tin lin lc c gi nh l hai chiu v i xng. Cc giao thc tr li vi nhiu tuyn ng t nt ngun bn ra nhanh chng, v chun b cc ng i c hiu qu cn bng nng lng ca cc nt. N cng cho php cc nt chn trong cc ng dn n tp hp tt c cc gi d liu nhn c trong mt khong thi gian ngn v ch truyn cc gi d liu tng hp cc nt pha thng lu. Mi nt duy tr mt bng nh tuyn cho hng xm giao thc hot ng. Bng xm cha mt mc nhp ca tt c cc nt ln cn la chn thng qua mt nt c th truyn ti d liu. A. Multipath Routing Cc a ng nh tuyn m hnh mng cm bin vo cp theo khong cch hop t nt chm mt nt ngun. Mt nt l mc L, nu n l L nhy ngoi t bn ra chn. Chic bn ra l mt nt mc 0. Tt c cc nt c th ni chuyn trc tip vi t nht mt nt cp N nhng khng th ni chuyn trc tip vi bt k cp N-1 nt c nh ngha l mc N + 1 nt. Nh vy, cc nt mc N c chiu di ng i ca N nhy tr li vo bn. Cc thut ton nh tuyn a ng l bao gm hai giai on: Giai on xy dng Multipath v giai on truyn d liu bng cch s dng hai thng ip c th l yu cu tuyn ng v tuyn ng nhn tin nhn tr li. Route Request tin nhn c truyn khi mt nt vo trong mng thc hin qu trnh khm ph hng xm trong qu trnh khi mng v cn thit lp mt l trnh ch v Route Reply tin nhn c khi xng khi nt ngun c a ra l t v to ra mt mc mi trong bng lng ging a phng. B. Giai on xy dng Multipath Cc nt tn bt u giai on xy dng con ng a to ra mt tp hp ca hng xm m l a ch ca tt c cc nt m c th truyn d liu t cc ngun. Trong thi gian ny thng ip yu cu tuyn ng qu trnh trao i gia cc nt. Mi nt cm bin pht sng yu cu ng gi mt ln v duy tr bng nh tuyn ca n. Khi no nt cm bin ph bin mt gi d liu, n ch cn bit nt lng ging ca mnh chuyn, khng cn phi duy tr cc thng tin ton b con ng. K t khi con ng c hnh thnh bt c khi no n c yu cu khng ging nh nh tuyn ch ng giao thc m n l cn thit lu tr cc nh tuyn thng tin, n lm gim chi ph ca cc nt cm bin. Mc d cc giao thc nh tuyn a ng c tnh ton mt s thng tin ghi li trong bng nh tuyn ca cm bin nt, chi ph nng lng thp hn v pht tn hiu nhn c. Hn na, n h tr d liu a chuyn tip, khng s dng cc con ng c nh. V vy, nng lng tiu th s c phn phi v tui th ca mng l ko di. nh dng ca tuyn ng thng ip yu cu c th hin trong hnh. 1. ID Source cha cc nt ID ca tin nhn ni n; trng SeqNumber l mt th t gi. Cc Lnh vc HopCount l s hop t nt chm c s dng xc nh cc nt mc khc nhau, cc nt c th nhn c tn hiu radio ca bn ra c nh ngha l one-hop / cp 1 nt, E lnh vc ngng nergy cung cp mc nng lng ti thiu cn thit cho mt nt c chn truyn ti d liu, ngng Signal Strength ch ra khong cch ti thiu cc node c c nm trong trt t nhn c tt c cc d liu ca truyn ti m nt v chm ID cho bit ID ca bn ra m chng trnh pht sng cc gi yu cu ng. Ngun ID SeqNumber HopCount Nng lng Threshold Chm ID SignalStrength Threshold Hnh 1: ng Yu cu nh dng khung tin nhn Cc hot ng ch yu trong giai on ny c nh tuyn ng hnh thnh cho mi nt v tha nhn to bng. Cc nt tn pht sng cc gi yu cu ng khm ph cc nt mt hop / cp 1 nt, cc nt l nhn h u tin. Yu cu thng Route c s dng xc nh cc nt mc khc nhau. Sau khi yu cu ng tin nhn c gi bng nt chm, cc h s m hop bao nhiu bc nhy i t bn ra chn. S m hop trng l mt tng mi ln khi mt nt nhn c thng bo yu cu ng. Khi nhn c mt tuyn ng yu cu, mt nt t coi mnh cp N nu s lng hop IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Trang 4

l N. Nu mt s nh hn hop (ni, N-1) c nhn sau t mt yu cu l tuyn ng c s th t ging nhau, nh dng nh, cc nt cp nht mc ca n theo hop count mi. Nt hop count nh thng xuyn s dng t nng lng hn so vi nhng ngi khc. Bt u Node nhn c Route Request Gi Increment Dng HopCount Lnh vc HopCount < gi tr hop nt ca Hy gi Gi Process Hch nng lng < ngng nng lng Hy gi Nt RSS 700 s Topology Kch 1000m x 1000m S cm bin 100 S chm 1 Loi hnh giao thng Tc bit khng i Tc gi 5 gi / s Kch thc gi 512 byte Phm vi pht thanh 350m Lp MAC IEEE 802.11 Bng thng 2Mb / s Truyn ti in nng 660mW Nhn in 395mW in nng nhn ri 35mW Node Placement ng dng Nng lng ban u trong cc loi pin 10 Joules Signal Strength Threshold -80 DBm Ngng nng lng 0.001mJ nh gi cc giao thc sau ba cc s liu c la chn. Mi s liu c nh gi l mt hm ca kch thc topo, s nt trin khai, v vic ti d liu ca mng. B. Hiu sut Metrics Tiu th nng lng Node ( mt E ): Cc nt nng lng tiu th nng lng trung bnh cc bin php tiu tan bint truyn mt gi d liu t ngun n bn ra chn. Cc s liu tng t c s dng trong [5] xc nh mc hiu qu nng lng ca WSNs. N l tnh nh sau: ( ) 1 1 , , M ti S j i init i res mt M j e e E dataN = = = - ni M l s nt, e i, init v e i, res l tng ng cc mc nng lng ban u v cn li ca nt i , S l s lng cc nt chm v dataN j l s cc gi d liu nhn c bi sink j .T l giao hng d liu (R): S liu ny cho t lgia s lng cc gi d liu c gi bi cc ngun v s lng cc gi d liu c nhn bn ra. Chuyn thnh cng d liu T l giao hng d liu = ---------------------------------- D liu cn thit S liu ny cho thy c hai t l tn tht ca nh tuyn giao thc v n lc cn thit nhn d liu. Trong kch bn l tng t l phi bng 1. Nu t l ny gim ng k di mc t l l tng, sau n c th l mt du hiu cho thy mt s li trong thit k giao thc. Tuy nhin, nu t l ny l cao hn so vi t l l tng, sau n l mt du hiu cho thy b tn nhn c mt gi d liu hn hn mt ln. N khng phi l mong mun v nhn cc gi d liu trng lp tiu th ca mng c gi tr ngun lc. S tng i ca cc bn sao nhn c bn ra cng rt quan trng bi v da trn con s IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Trang 7

bn ra, c th c th c mt hnh ng thch hp gim d phng S chm tr trung bnh: N c nh ngha l thi gian trung bnh gialc ny mt gi d liu c gi bi mt ngun d liu v cc lc ny tn nhn cc gi d liu. S liu ny xc nh s ti mt ca cc gi d liu. C. Kt qu m phng Di ch nng lng, n l rt quan trng cho cc nt cm bin gim thiu tiu th nng lng trong thng tin v tuyn. T kt qu th hin trong hnh 5, ta quan st thy rng c l mt tiu th nng lng thp ca nt thch nghi ca chng ti a ng nh tuyn trn cc chng trnh khc. L lt l cc giao thc tn km nht v s lng hoa bia c xu hng tng khi mt nt tng. Cc khuch tn o c c ci thin hn na. Hnh 5 cho thy mt s gia tng nng lng tuyn tnh nh mng tr nn dy c hn, nh cc nt cm bin nhiu hn tham gia vi cho c hai khuch tn o v thut ton a. 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 50 100 150 200 250 300 S Nodes L lt Diffusion o Multipath Routing Hnh 5: Node trung bnh tiu th nng lng L do m mc tiu th nng lng ca o din thut ton khuch tn tng nhanh hn so vi a thut ton nh tuyn l v s lng cm bin tham gia khm ph tuyn l t. Cc ci thin a ng nh tuyn khc nhau, t 10% n 30% khi so vi khuch tn o. Nh vy Kt qu thc nghim chng minh rng nng lng hiu qu ca a tuyn l n nh v c t tc ng ca vic tng kch thc mng, trong khi thc hin cc n khc gim vi ln hn kch thc mng. Hnh 5 cho thy t l giao hng ca tt c ba tuyngiao thc. loi b cc gi tin b mt, chng ti s dng mt t l 5 cc gi tin / giy. N c tm thy rng t l giao hng ca tt c cc cc giao thc tng khi tng mt node. Khi mt nt l cao, c cc nt hn c sn chuyn tip d liu, v iu ny lm tng t l giao hng. L lt cung cp t gi giao gi, theo sau l lt l o khuch tn; n khng thch ng cng hnh vi ca n vo mng quy m tng. Nng lng giao thc nh tuyn a hiu qu c duy tr T l sinh lin tc trong sut kch bn m phng v ng c la chn da trn nng lng sn c. 0 0.2 0,4 0.6 0.8 1 50 100 150 200 250 300 S Nodes De l ti v e r y Ra t ti o L lt Diffusion o Multipath Routing Hnh 6: T l giao hng y l mt kt qu ca s tc ng ca qu trnh s dng n to ra mt con ng nh tuyn. Di ch nng lng, n l rt quan trng cho cc nt cm bin gim thiu tiu th nng lng trong thng tin lin lc v tuyn ko di tui th ca cc cm bin mng. T kt qu th hin trong hnh 6, chng ta suy ra rng nng lng a hiu qu nh tuyn c xu hng gim s lng hoa bia trong cc tuyn ng, do lm gim nng lng tiu th truyn. Hnh 7 th hin s cn bng ti kh nngba chng trnh nh tuyn. D liu chuyn trung bnh l o l s trung bnh ca cc s kin chuyn tip d liu bi mt giao d liu cho tt c cc s kin ring bit gi n bn 0 1 2 3 4 50 100 150 200 250 300 S Nodes Mt v g . N o . o f fo r w mt r d e d d mt ta / N o d e L lt Diffusion o Multipath Routing Hnh 7: Load Balancing Capability S liu ny phn nh hiu qu nng lng di hn v tim nng kh nng chu li mng. Nh th hin trong hnh 7, kh nng cn bng ti ca a tuyn tng hai ln so vi cc giao thc nh tuyn khc trong hu ht cc mt kch bn. Chng ti cng nghin cu cc end-to-end chm tr thc hin ccgiao thc nh tuyn. C hai tuyn ng sn c s chm tr v tuyn truyn chm tr ca cc gi d liu ng gp vo cc d liu tr. S chm tr gi tin trung bnh di ba n c v trn hnh 8. chm tr khc l khng c nhiu hn khong 1,3 giy cho 250m phm vi truyn dn. S chm tr thm ny pht trin chm vi s gia tng dn s nt. Nhn chung, cc Kt qu cho thy nng lng hiu qu a giao thc nh tuyn ca kh nng duy tr hiu sut ng dng ngay c i ln mt node. Nhiu n lc khc tit kim nng lng cho thy hiu sut phn phi gi d thng gim l kt qu tit kim nng lng tng. Ca chng ti Kt qu cho thy rng thut ton nng lng hiu qu c th lm gim IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Trang 8

cc chi ph nng lng ca truyn thng vi mc ti thiu cn bng cht lng dch v. i vi tt c cc iu kin giao thng a ng nh tuyn trin lm t hn hai phn ba cc d liu tr ca l lt, iu ny l do thc t rng cc tuyn ng la chn c nhiu ti u ha bng cch chn ngn nht multipaths chng li nhng con ng di hn. 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 50 100 150 200 250 300 S Nodes D el mt y ( se c) L lt Diffusion o Multipath Routing Hnh 8: Trung bnh gi tin d liu giao hng chm tr V. KT LUN Hn ch ti nguyn nng lng l mi quan tm u tin trong mng cm bin. Phn phi ti cho nt tc ng ng k tui th ca h thng. Cc adaptive giao thc nh tuyn a ng c kh nng tm kim nhiu con ng v mc tiu phn b t l lu lng truy cp n tng con ng ti u. Kt qu m phng cho thy rng chng ti xut n c hiu qu nng lng cao hn nt, hn khuch tn o, v l lt. Cc gii hn trong ca chng ti Chng trnh ny l cc gi tr RSSI c s dng, khng phi l khng i trong sut thi gian m phng, hn na fading v nhiu gy ra bi mi trng khng dy khng c a vo xem xt iu ny t ra mt gii hn v xc nh hiu sut mng trong th gii thc kch bn. C mt s cng trnh trong tng lai chng ti mun tp trung vo. u tin, lm th no m bo vic cung cp cc gi tin di tnh hung m cc phm vi truyn dn khng ng nht tn ti. Th hai ci thin cc thut ton bao gm cc tch hp cc tp hp d liu v cui cng s h tr ca nt vi tnh di ng hn ch. Mt gii php ti u ny Vn c bit cho cc mng cm bin in thoi di ng vn cn mt l cu hi m. THAM KHO [1] A. Mainwaring, D. Culler, J. Polastre, R. Szewczyk, v J. Anderson, "mng cm bin khng dy cho gim st mi trng sng ", trong Proc. ca ACM First Hi tho quc t v cm bin khng dy Mng v cc ng dng (WSNA-02) , 2002[2] Y. Gsottberger, X. Shi, G. Stromberg, TF Sturm, v W. Weber, "Nhng chi ph thp khng dy Sensors vo cm ph thng v mi trng chi ". Trong proc. Ca EWSN , 2004[3] KA Delin. Web Sensor Nam Cc. "Pht trin mt thng minh, nn tng c lp nh v sinh hc khi sc trong mi trng ng lnh ". Trong 34 m lch and Planetary Science Conf. (LPSC 03) .2003 [4] FL LEWIS, "Wireless Sensor Networks", DJ Cook v SK Das, bin tp vin, mi trng thng minh: Cng ngh, Ngh nh th, v cc ng dng , JohnWiley, New York, 2004. [5] C. Intanagonwiwat, R. Govindan, v D. Estrin, "Khuch tn o: Mt kh nng m rng v mnh m m hnh truyn thng cho cc mng cm bin, "trong Proc. ACM MobiCom'00 , Boston, MA, USA,Thng 8 nm 2000, pp. 56-67 [6] Akyildiz, I., Su, W., Sankarasubramaniam, Y. e Cayirci, E. "Cuc iu tra v Sensor Networks", IEEE Tp ch Truyn thng, pp. 102-114, 2002 [7] S. Tilak, NB Abu-Ghazaleh v W. Heinzelman, "A Phn loi Wireless Micro-Sensor mng M hnh ", my tnh di ng v truyn thng Xem xt , Vol. 6, s 2, tr. 28-36, 2002.[8] Y. Xu, J. Heidemann, v D. Estrin, "Geography- bo tn nng lng thng bo cho ad-hoc tuyn ", trong Proc. ACM / IEEE MobiCom'01 , Rome, Italy, thng by. 2001, trang 70-84. [9] R. Shah v J. Rabaey, "Nng lng nh tuyn nhn thc cho thp ad hoc cc mng cm bin nng lng ", trong Proc. ca IEEE WCNC'02 , Orlando, FL, thng 3 nm 2002, pp. 350-355.[10] K. Wu v J. Harms, "theo yu cu nh tuyn a ng cho cc mng ad hoc ", trong Proc. ca chu u c nhn v Mobile CommunicationsConference (EPMCC) ,Vienna, o, thng 2 nm 2001. [11] D. Ganesan, R. Govindan, S. Shenker, v D. Estrin, "Highly-n hi, tit kim nng lng a ng nh tuyn trong cc mng cm bin khng dy ", trong Proc. ca ACM MobiHoc'01 , Long Beach, CA, USA, thng 10 nm 2001.[12] J. Chang v L. Tassiulas, "Bo tn Nng lng nh tuyn trong mng adhoc khng dy ", trong Proc. ca IEEE INFOCOM'00 , Tel-Aviv, Israel, thng 3 nm 2000,pp. 22-31. [13] Q. Li v J. Aslam v D. Rus, "Hierarchical Power- thc nh tuyn trong Sensor Networks ", Trong K yu Hi tho DIMACS trn Pervasive Mng, May, 2001. [14] S. Dulman, T. Nieberg, J. Wu, P. Havinga, "thng mi- off gia traffi trn cao v ng tin cy trong a ng nh tuyn cho Wireless Sensor Networks ", WCNC Hi tho, New Orleans, Louisiana, USA, Thng 3 nm 2003. [15] Jian Wu, Stefan Dulman, v Paul Havinga " ng tin cy Tch Multipath Routing v Sensor Wireless Networks "Proceedings of Building Mng cm bin thng minh (BISON 04), Trung Quc 2004 [16] A. Nasipuri v S. Das, "nhu cu On-a nh tuyn cho cc mng ad hoc di ng ", trong Proc. ca Quc t Hi ngh trn My tnh Truyn thng v Mng (IC3N) , Boston, MA,M, thng 10 nm 1999. [17] M. Marina v S. Das, "nhu cu On-a vector khong cch nh tuyn trong cc mng ad hoc ", trong Proc. Hi ngh quc t ln th IX cho mng Giao thc (ICNP) , Riverside, CA, USA, Thng 11 nm 2001.[18] C. Barrett, S. Eidenbenz, L. Kroc, M. Marathe, v J. Smith, "mng li cm bin xc sut Parametric nh tuyn, "trong Proc. ACM WSNA'03 , San Diego, CA,Thng 9 nm 2003, pp. 122-131. IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Trang 9

[19] S. Mao, S. Panwar, v Y. Hou, "V giao thng ti u phn vng cho giao thng vn ti a ", trong Proc. ca IEEE INFOCOM'05 , Miami, FL, March 2005, pp.2325-2336. [20] C. Ying, Q. Lu, Y. Liu v M. Shi ", Routing Tng quan cc giao thc v cc vn thit k cho T T chc mng ", trong Proc. Ca quc t Hi ngh v Cng ngh thng tin (WCC - ICCT), Tp 2, tr. 1298-1303, 2000[21] Bahl, P., Padmanabhan, VN "RADAR: An In- Xy dng RF-Based ti V tr v theo di H thng "., Trong Proc. ca IEEE Infocom 2000, Tel-Aviv, Israel, pp 775-784, thng 3 nm 2000 [22] Y. Lu, "a ng nh tuyn khng dy cho thut ton mng cm bin, "Lun vn Thc s, i hc British Columbia, Vancouver, Canada, Thng 12 nm 2005. [23] M. Takai, L. Bajaj, R, Ahuja, R. Bagrodia v M. Gerla. "GloMoSim: Mt Scalable Network Simulation Mi trng ", bo co k thut 990.027 , UCLA,V Khoa hc my tnh, nm 1999. IAENG quc t Tp ch Khoa hc my tnh, 34: 1, IJCS_34_1_8 ______________________________________________________________________________________ (Advance n phm trc tuyn: ngy 15 thng 8 nm 2007)

Vn bn Ting Anh gc:multipath routing and delivery.ng gp bn dch hay hn