BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN TRUNG DŨNG
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐỊNH TUYẾN TIẾT KIỆM NĂNG
LƢỢNG CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Hà Nội -2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
NGUYỄN TRUNG DŨNG
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN ĐỊNH TUYẾN TIẾT KIỆM NĂNG
LƢỢNG CHO MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
PGS.TS Nguyễn Văn Đức
Hà Nội -2014
Lời cam đoan
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tác giả, không sao chép của bất kỳ
người nào. Các số liệu kết quả nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa từng được
công bố bởi bất kỳ ai.
Tác giả
Nguyễn Trung Dũng
Lời cảm ơn
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Văn Đức đã nhiệt tình hướng dẫn và giúp đỡ
tôi rất nhiều trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành Luận án.
Cũng xin chân thành cảm ơn Viện sau Đại học, Bộ môn Kỹ thuật thông tin - Viện Điện tử
Viễn thông - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành
nhiệm vụ nghiên cứu của mình.
Tôi cũng bày tỏ lòng biết ơn đến Gia đình tôi cùng Bố mẹ, các anh chị em và bạn bè những
người đã ủng hộ và động viên giúp đỡ tôi trong thời gian làm Luận án.
Nguyễn Trung Dũng
i
MỤCLỤC
Trang
MỞ ĐẦU
1
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY
10
1.1 Cấu trúc mạng cảm biến không dây
10
1.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc mạng cảm biến không dây
10
1.1.2 Đặc điểm của cấu trúc mạng cảm biến
13
1.1.3 Kiến trúc giao thức mạng
14
1.1.4 Hai cấu trúc đặc trưng của mạng cảm biến
16
1.1.4.1 Cấu trúc phẳng
16
1.1.4.2 Cấu trúc phân tầng
17
1.2 Ứng dụng mạng cảm biến không dây
19
1.2.1 Ứng dụng trong quân đội
20
1.2.2 Ứng dụng trong môi trường
21
1.2.3 Ứng dụng trong chăm sóc sức khỏe
22
1.2.4 Ứng dụng trong gia đình
22
1.3 Một số vấn đề thách thức kỹ thuật
22
1.3.1 Vấn đề lớp MAC
22
1.3.2 Vấn đề định tuyến
23
1.3.3 Vấn đề năng lượng
23
CHƢƠNG 2.TỐI ƢU ĐỊNH TUYẾN ĐA CHẶNG TIẾT KIỆM NĂNG
LƢỢNG
25
2.1 Các phương pháp định tuyến tiết kiệm năng lượng dựa trên kỹ thuật giảm
thiểu các gói tin dư thừa
25
2.1.1 Phương pháp định tuyến mở rộng vòng Expanding Ring Search –
ERS
26
2.1.2 Đề xuất phương pháp định tuyến mở rộng vòng giảm thiểu số nút
tham gia định tuyến – Efficient Expanding Ring Search (EERS)
30
2.1.2.1 Kỹ thuật xác định thông tin nút lân cận cách hai bước nhảy
mạng
30
2.1.2.2 Làm tràn bản tin tìm đường hiệu quả
32
2.1.2.3 Tiết kiệm năng lượng tìm kiếm mở rộng vòng
35
2.1.2.4 Lưu đồ thuật toán EERS
38
2.1.2.5 Mô phỏng và đánh giá
38
2.2 Các phương pháp định tuyến dựa vào năng lượng của nút cảm biến nhằm
nâng cao thời gian sống của mạng
43
2.2.1 Đề xuất phương pháp định tuyến dựa vào mức năng lượng các nút
cảm biến để loại bỏ tuyến đường có năng lượng thấp
43
2.2.2 Đề xuất phương pháp định tuyến dựa vào hai điều kiện để chọn
đường đi tốt nhất - Routing Dual Criterion (RDC)
49
2.2.3 Mô phỏng kết quả
51
2.3 Phương pháp định tuyến tiết kiệm năng lượng dựa trên điều khiển công
suất
56
2.3.1 Kỹ thuật điều khiển công suất
56
2.3.2 Đề xuất phương pháp định tuyến dựa trên điều khiển công suất
57
2.3.3 Mô phỏng và đánh giá kết quả
58
