Phân tích hiệu năng mạng cảm biến không dây đa sự kiện sử dụng cơ chế backoff ưu tiên ở lớp mạc

Abstract

Điều khiển truy nhập môi trường (MAC) là một trong những chức năng chính của lớp liên kết dữ liệu, được sử dụng để điều khiển tương tác giữa phần cứng với môi trường truyền tin. Trong mạng cảm biến không dây, việc truyền thông được thực hiện mà không cần dây dẫn, các nút cảm biến sẽ có thể truyền thông trực tiếp với nhau và chuyển dữ liệu tới nút thu trước khi có thể chuyển tiếp dữ liệu ra mạng ngoài như mạng Internet. Các thiết bị cảm biến thường lấy năng lượng từ nguồn pin nên rất cần tiết kiệm năng lượng để duy trì thời gian tồn tại được lâu, vì vậy xử lý linh hoạt và hợp lý ở phần MAC để đạt được điều này vừa là thách thức nhưng cũng mang lại nhiều hứa hẹn khiến rất nhiều nhà nghiên cứu quan tâm cải tiến. Các giao thức MAC có thể phân thành ba loại: Không xung đột, dựa trên xung đột và lai ghép. Với mạng cảm biến có lưu lượng nhỏ nhưng trong đó có một số thành phần lưu lượng cần yêu cầu trễ thấp thì MAC dựa trên xung đột phù hợp hơn. Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất giải thuật backoff để tránh xung đột giữa các nút, đồng thời sử dụng tiêu chí ưu tiên dữ liệu để điều chỉnh cửa sổ backoff tương ứng, từ đó có thể vừa giải quyết bài toán ưu tiên dữ liệu, vừa hiệu quả trong việc giảm xung đột từ đó có thể tiết kiệm năng lượng cho cảm biến. Giải pháp sử dụng thuật toán đề xuất được đánh giá thông qua mô phỏng. Kết quả đạt được cho thấy giải pháp sử dụng MAC ưu tiên giúp cải thiện đáng kể hiệu năng của mạng cảm biến , cụ thể là đảm bảo tính ưu tiên cũng như giảm tỷ lệ mất gói cho các dữ liệu ưu tiên so với giải pháp có xét ưu tiên gần đây là TMPQ-MAC.