1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Cung Trọng Cường NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU NĂNG GIAO THỨC
ĐỊNH TUYẾN CHO MẠNG MANET

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
Mã số: 62480104

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ
HỆ THỐNG THÔNG TIN

Hà Nội - 2015

2 Công trình được hoàn thành tại:

thông đa phương tiện trên mạng Internet, mạng truyền thông nói chung;
đặc biệt với nguồn thông tin khổng lồ như hiện nay đòi hỏi cơ sở hạ tầng
và công nghệ truyền thông phải đáp ứng để đảm bảo chất lượng dịch vụ
[1][9][10][29].Việc nghiên cứu các giải pháp nâng cao chất lượng mạng
không dây, đặc biệt là mạng MANET là hướng nghiên cứu rất lớn hiện
nay nhằm góp phần đảm bảo chất lượng dịch vụ mạng phục vụ trong hầu
hết các lĩnh vực theo [9][42][68].
1. Tình hình nghiên cứu trong nước, ngoài nước và đặt vấn đề
nghiên cứu
Để tăng hiệu năng mạng, việc cải tiến các giao thức định tuyến là giải
pháp quan trọng với những nhân tố khác nhau [29][30][55][63][85].
Trong các công trình nghiên cứu [50][63] thực hiện tối ưu các tham số về
đo mức năng lượng của mỗi nút, sự phán đoán đường đi và tình trạng tắc
nghẽn của từng nút theo hàm tình trạng nút, một số nghiên cứu cải tiến về
thống kê tình trạng liên kết [30]. Công trình nghiên cứu [85] tập trung vào
khả năng di động. Công trình [30] đã đề xuất giải pháp sử dụng tác tử di
động để điều khiển tắc nghẽn trong mạng MANET dựa trên giao thức định
tuyến AODV. Công trình [55] đưa ra thuật toán có khả năng kết nối giữa
các nút cao, giảm bớt công việc khám phá lộ trình khi yêu cầu truyền dữ
liệu mới.
Như vậy, các nghiên cứu trên thế giới đã đề xuất các giải pháp cải tiến
giao thức định tuyến của mạng MANET tập trung giải quyết các vấn đề
cơ bản sau: thứ nhất là chọn đường đi tối ưu để tăng hiệu quả định tuyến
[50][51]; thứ hai là tăng khả năng kết nối, duy trì tình trạng liên kết
[55][59][60]; thứ ba là khả năng sử dụng hiệu quả năng lượng [63][64].
Những vấn đề này tiếp tục được nghiên cứu và là hướng nghiên cứu còn
mở, có ý nghĩa thực tiễn và được tập trung sự quan tâm nghiên cứu hiện
nay và đây cũng là nội dung nghiên cứu của luận án.
Luận án tập trung nghiên cứu đề xuất cải tiến giao thức định tuyến
điều khiển theo yêu cầu DSR và AODV trong đó đưa ra mô hình, cải tiến

công nghệ tác tử áp dụng trong điều khiển định tuyến mạng MANET.
Chương 2 trình bày giao thức định tuyến mạng MANET, tập trung vào
giao thức DSR, AODV, tổng hợp tình hình nghiên cứu liên quan và đưa
ra nhận xét, đánh giá và đề xuất nội dung nghiên cứu cải tiến. Chương 3
trình bày nội dung chính của đề tài nghiên cứu bao gồm trình bày ý tưởng
của giải pháp, đề xuất mô hình tác tử, đề xuất cải tiến giao thức DSR, cải
tiến giao thức AODV và mô phỏng thực nghiệm các kết quả đề xuất. Phần
Kết luận nêu những đóng góp chính của luận án và hướng phát triển tiếp
theo của luận án.
3

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG MANET VÀ GIẢI PHÁP
NÂNG CAO HIỆU NĂNG
1.1 Tổng quan về mạng không dây
Mạng LAN không dây (WLAN) đã trở thành chuẩn và là sự lựa
chọn thay thế linh hoạt cho hệ thống mạng LAN trong một số trường hợp
và hiện nay được sử dụng rất phổ biến.
Mạng WLAN có cơ sở hạ tầng
Mạng WLAN có cơ sở hạ tầng là mạng mà các nút mạng truyền
thông qua điểm truy cập chung AP (Access Point) sử dụng hạ tầng mạng
có cơ sở hạ tầng [22][91].
Mạng WLAN không có cơ sở hạ tầng
Một mạng Ad hoc là một tập hợp các nút không dây di động (có
chức năng như bộ định tuyến) cấu thành nên một mạng tạm thời mà không
cần sử dụng cơ sở hạ tầng có sẵn hoặc quản trị tập trung. Trong vấn đề
nghiên cứu tác giả chọn công nghệ mạng Ad hoc và tập trung vào mạng
MANET [81].
1.2 Tổng quan về mạng MANET và ứng dụng
Mạng di động tùy biến MANET (Mobile Ad hoc Network) [28]
[81] không cần hệ thống điều khiển trung tâm. Với sự phát triển của các

giao thức định tuyến cho tối ưu.
1.3.3 Các yếu tố cơ bản đánh giá hiệu năng mạng
Hiệu năng chủ yếu được xác định bởi sự kết hợp của các nhân tố:
tính sẵn sàng để dùng (availability), thông lượng (throughput), thời gian
đáp ứng (response time); và các nhân tố khác như thời gian trễ (delay), độ
tin cậy (reliability), tỉ suất lỗi (error rate), hiệu năng của ứng dụng v.v.
Tuỳ theo mục đích nghiên cứu cụ thể, hiệu năng có thể chỉ bao gồm một
nhân tố nào đó hoặc là sự kết hợp một số trong các nhân tố nêu trên.
1.3.4 Các phương pháp đánh giá hiệu năng mạng
Có nhiều phương pháp đánh giá hiệu năng mạng máy tính, có thể
chia chúng làm ba loại: mô hình Giải tích (Analytic Models), mô hình Mô
phỏng (Simulation Models) và mô hình Thực nghiệm (Measurement).
Trong khuôn khổ nghiên cứu của luận án, tác giả tập trung đánh giá hiệu
năng mạng của mạng MANET thông qua các giao thức định tuyến.
Phương pháp đánh giá được sử dụng trong luận án là sử dụng các mô hình
mô phỏng, cụ thể là mô phỏng trên nền OMNeT++.
1.3.5 So sánh các phương pháp đánh giá hiệu năng mạng và áp
dụng cho mạng MANET
Theo nội dung so sánh và đánh giá các phương pháp, trong khuôn
khổ nghiên cứu luận án, tác giả sử dụng phương pháp mô phỏng để đánh
giá kết quả nghiên cứu. Cụ thể sử dụng phần mềm mô phỏng OMNeT++
để thực hiện mô phỏng.
5

1.4 Công nghệ tác tử và ứng dụng cho mạng MANET
1.4.1 Giới thiệu
Tác tử (agent) là một thực thể vật lý hoặc thực thể logic có khả năng
hoạt động trong một môi trường, có khả năng truyền thông trực tiếp với
các agent khác, xử lý tài nguyên của chính nó, có thể yêu cầu các dịch vụ,
nhân bản chính nó, có các hành vi hướng tới việc hoàn thành các mục tiêu

phần trong việc nâng cao hiệu năng mạng MANET đang phát triển hiện
nay.
CHƯƠNG 2. ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG MANET
2.1 Tổng quan về định tuyến trong mạng MANET
Mục đích của định tuyến là chọn đường đi chính xác và hiệu quả
giữa các nút mạng để đạt được mục tiêu truyền thông từ nguồn đến đích.
Thách thức trong việc thiết kế các giao thức định tuyến là khả năng cập
nhật được mức di động của nút mạng. Chính mức di động này là nguyên
nhân làm thay đổi toàn bộ cấu trúc tô pô của mạng. Một nút di động
thường bị giới hạn bởi khả năng xử lý của CPU, dung lượng lưu trữ, công
suất nguồn và băng thông. Đây cũng chính là vấn đề nghiên cứu để thực
hiện việc cải tiến giao thức định tuyến trong mạng MANET.
2.1.1 Các thuật toán định tuyến cơ bản
Thuật toán Véc tơ khoảng cách
Phương pháp này được thực hiện bằng cách truyền định kỳ các bản
sao của bảng định tuyến từ bộ định tuyến này sang bộ định tuyến khác.
Sử dụng các giao thức định tuyến theo véc tơ khoảng cách thường tốn ít
tài nguyên của hệ thống. Tuy nhiên, tốc độ đồng bộ giữa các bộ định tuyến
lại chậm và thông số được sử dụng để chọn đường đi có thể không phù
hợp với những hệ thống mạng lớn.
Thuật toán trạng thái liên kết
Giao thức định tuyến trạng thái liên kết được thực hiện dựa trên các
bản tin thông báo trạng thái liên kết (LSA), mỗi bộ định tuyến có một cơ
sở dữ liệu trạng thái riêng để biết các thông tin tô pô về mạng và thực hiện
truyền dẫn các gói tin từ nút nguồn đến nút đích trong mạng dễ dàng.
Định tuyến nguồn
Định tuyến nguồn có nghĩa là mỗi gói tin phải mang theo đường
dẫn đầy đủ mà gói tin nên đi trong mạng trong tiêu đề của nó, khi đó các
nút trung gian chỉ việc chuyển tiếp các gói tin theo đường dẫn đó.
2.1.2 Các kỹ thuật định tuyến cho mạng MANET

Bước 3: Kiểm tra địa chỉ đích cần tìm có trùng với địa chỉ của nó
hay không? Nếu trùng thì nó gửi lại cho nút nguồn gói RREP chứa thông
tin về đường đi đến đích và kết thúc tiến trình. Ngược lại thì nó sẽ phát
quảng bá gói tin RREQ đến các nút láng giềng của nó. Các nút láng giềng
sau khi nhận gói tin RREQ sẽ thực hiện việc kiểm tra thông tin (quay về
bước 1)
Như vậy, quá trình này cứ tiếp tục cho đến khi nút nguồn nhận được
thông tin về đường đi đến đích hoặc thông tin rằng không thể định tuyến
đến đích. Gói RREP được gửi đến nguồn bằng cơ chế phát Unicast với
Source Route là đảo ngược Source Route trong gói RREQ.
8

2.2.2 AODV
Giao thức định tuyến AODV là một trong những giao thức định
tuyến theo cơ chế phản ứng trong hệ thống mạng MANET. Tương tự như
giao thức DSR, AODV cũng phát gói tin quảng bá để yêu cầu tìm đường
khi có nhu cầu. Tuy nhiên điểm khác biệt cơ bản đối với giao thức DSR
là AODV sử dụng nhiều cơ chế khác để duy trì thông tin bảng định tuyến,
ví dụ như nó sử dụng bảng định tuyến để lưu trữ thông tin định tuyến với
mỗi entry cho một địa chỉ đích. Quá trình định tuyến của AODV cũng bao
gồm 2 cơ chế chính: cơ chế tạo thông tin định tuyến và cơ chế duy trì
thông tin định tuyến.
Mỗi nút trong hệ thống mạng luôn duy trì 2 bộ đếm: Bộ đếm
Sequence Number và Bộ đếm REQ_ID. Quy trình khám phá lộ trình của
thuật toán AODV được thực hiện theo các bước như sau:
Bước 1: Xem các gói RREQ đã được xử lý chưa? Nếu đã được xử
lý thì nó sẽ loại bỏ gói tin đó và không xử lý thêm. Ngược lại chuyển qua
bước 2.
Bước 2: Nếu trong bảng định tuyến của nó chứa đường đi đến đích,
thì sẽ kiểm tra giá trị Destination sequence number trong entry chứa thông

gói tin RREQ (với số Sequence number bằng số Sequence number cộng
thêm 1) đến các nút láng giềng để tìm đến địa chỉ đích.
2.3 Nghiên cứu cải tiến định tuyến của mạng MANET
2.3.1 Một số nghiên cứu về định tuyến cho mạng MANET
Định tuyến ảnh hưởng đến đường truyền rất cao, dó đó việc cải tiến
các giao thức định tuyến là giải pháp khi cải tiến một giao thức và phụ
thuộc vào các tham số sau: hiệu quả định tuyến [29]; tính chịu lỗi [85];
cân bằng tải [13][26]; sự tiêu tốn năng lượng [63], xử lý trên mạng [28];
tránh tắc nghẽn [22][29], sự suy đoán [28][58]. Đối với hệ thống mạng
không dây, việc định tuyến tìm đường đi, tối ưu hóa các thuật toán định
tuyến tương đối phức tạp, do đó nhiều nghiên cứu để cải tiến về hệ thống
này rất phát triển và đã đạt được các kết quả. Với các vấn đề trên, nhiều
nghiên cứu để cải tiến định tuyến trên mạng MANET được các nhóm
nghiên cứu quan tâm và đã đạt một số kết quả để cải tiến các thuật toán
định tuyến như DSR, AODV, TORA, OLSR.
2.3.2 Nghiên cứu cải tiến giao thức định tuyến DSR và AODV
Một số nghiên cứu trên thế giới đã đề xuất các giải pháp cải tiến
trong đó giải pháp cải tiến giao thức DSR [7][63] theo các tham số về đo
mức năng lượng của mỗi nút (mức tín hiệu) và metric của mỗi nút, hoặc
cải tiến giao thức AODV bằng thuật toán cải tiến khả năng di động [37].
Đề xuất giải pháp tích hợp tác tử di động trong việc xác định tình trạng
của mỗi nút (NSV) [50]. Kết quả thuật toán cải tiến đã cải thiện tỷ lệ thành
công gói tin. Công trình [30][17] đã đề xuất giải pháp sử dụng tác tử di
động để điều khiển tắc nghẽn trong mạng MANET dựa trên giao thức định
tuyến AODV, các nghiên cứu khác [55][60][71] cũng thực hiện đánh giá,
đưa ra các giải pháp cải tiến liên quan DSR, AODV.
10

2.3.3 Một số nhận xét và đánh giá
Qua đánh giá, phân tích ở phần trên, tác giả rút ra các nhận xét như

tắc nghẽn và đây là nhược điểm của thuật toán cơ bản của các thuật toán
này cần phải cải tiến [81].
11

3.1.2 AODV
Quá trình tìm đường trong giao thức AODV có kiểm tra về độ mới
của thông tin đường đi về đích. Do vậy, đường đi tìm được luôn đảm bảo
còn hiệu lực. Trong quá trình thiết lập đường dẫn ngược về nguồn (phản
hồi gói RREP), AODV có kiểm tra và lựa chọn giá trị tổng số bước truyền
(Hop-count) nhỏ nhất trong trường hợp có nhiều đường đến đích. Tuy
nhiên, việc chọn lộ trình ngắn nhất chỉ hiệu quả trong trường hợp lưu
lượng phát sinh trong mạng ở mức vừa phải. Trong trường hợp lưu lượng
cao, việc truyền dữ liệu theo đường đi ngắn nhất sẽ gây ra tình trạng tắc
nghẽn tại các nút trung gian, do lưu lượng không được phân phối đồng
điều giữa các nút [26].
3.1.3 So sánh nguyên lý hoạt động của hai giao thức DSR và AODV
Phần này trình bày một số đặc điểm giống nhau và khác nhau để từ
đó thực hiện các đề xuất cải tiến, trong đó tập trung vào các đặc điểm về
nguyên tắc điều khiển định tuyến để nghiên cứu cải tiến phù hợp. Phần
trình bày chi tiết ở Bảng 3.1.
3.1.4 Đánh giá kết quả mô phỏng của giao thức DSR và AODV
Phần này trình bày kịch bản mô phỏng (mục 3.1.4.1), các mô phỏng
cơ bản của hai giao thức gốc DSR và AODV. Qua kết quả mô phỏng Hình
3.5, Hình 3.6, tác giả đánh giá DSR có thể áp dụng trong trường hợp mạng
di chuyển thấp, AODV áp dụng trong trường hợp mạng di chuyển tốc độ
cao. Hai giao thức này có thể cải tiến để hiệu quả hơn trong các trường
hợp mật độ trung bình và cao.
3.2 Đề xuất giải pháp cải tiến giao thức định tuyến theo yêu cầu
3.2.1 Ý tưởng của giải pháp đề xuất
Nghiên cứu tích hợp tác tử di động vào hai thuật toán định tuyến cơ

thuộc vào giá trị CP, vì CP trong khoảng [0,1], do đó để W
CP
tăng đột biến
khi CP tiến đến 1 thì W
CP
được thiết lập theo hàm mũ như sau:




  


(3.4)
Với Hàm 3.4 thì giá trị W
CP
thay đổi theo CP và n như Hình 3.7.

Ta thấy rằng, với việc ngưỡng CP
d
=0,75 thì bậc của n được chọn bằng
3 là phù hợp để Wsd tăng đột biến khi CP
d
lớn hơn 0,75. Do đó ta được
hàm W
sd
như sau:


 

3.3 Đề xuất các thuật toán cải tiến giao thức định tuyến DSR,
AODV
3.3.1 Thuật toán MAR-DSR
Ý tưởng của thuật toán
Thuật toán cải tiến MAR-DSR, trong đó tác tử di động thực hiện
hai chức năng cơ bản sau đây: Xác định trạng thái của mỗi nút mạng để
cập nhật thông tin cho giai đoạn khám phá lộ trình trong thuật toán DSR;
quyết định lựa chọn lộ trình trong Route cache hay thực hiện khám phá
lại lộ trình. Những thay đổi này đều thực hiện dựa trên nguyên tắc giữ các
thành phần ưu điểm của DSR và điều chỉnh theo hướng cải tiến tăng khả
năng chọn lựa, phán đoán để đảm bảo được các đường đi phù hợp; cân
bằng băng thông của toàn mạng.
Mô tả thuật toán
Ý tưởng chính trong mô hình này là sử dụng tác tử FA và tác tử
BA, trong đó nhiệm vụ của hai tác tử này sẽ đi theo hai gói tin RREQ và
RREP để lấy thông về tình trạng của nút để xử lý. Nguyên lý của mô hình
tác tử di động trong điều khiển định tuyến trong thuật toán MAR-DSR
được minh họa như ở Hình 3.8. Trong đó CP trong tác tử BA được xác
định bằng tỷ số giữa tổng số gói nghẽn và tổng số gói đi qua nút đó.
Khi nút nguồn muốn gửi dữ liệu đến đích, kiểm tra trong bộ nhớ đệm
đã có lộ trình cần tìm hay chưa. Nếu chưa, nó bắt đầu hoạt động khám phá
14

lộ trình, ngược lại nhưng mức độ tắc nghẽn tại các nút trung gian vượt quá
ngưỡng cho phép thì cũng phải thực hiện khám phá lại lộ trình. Giai đoạn
đầu tiên của khám phá định tuyến được bắt đầu bằng cách gửi một số gói
tin đến các nút liền kề, công việc này thực hiện bằng việc phát quảng bá
các tác tử, các tác tử này là FA.
Cơ chế lựa chọn lộ trình: Để lựa chọn lộ trình phù hợp, tác giả sử
dụng hàm (3.6). Trong đó L

(Congestion Probability) là xác suất nghẽn tại nút d. Thuật toán
MAR-DSR sẽ lựa chọn lộ trình tối ưu sao cho trọng số nhỏ nhất. Ta thấy
rằng, với hàm trọng số được thiết lập như hàm (3.7) khi mức độ tắc nghẽn
của nút lớn thì trọng số của kết nối tăng, do vậy xác suất lựa chọn lộ trình
đi qua nút đó giảm, sẽ lựa chọn lộ trình phù hợp hơn với mức độ tắc nghẽn
nhỏ hơn.
Chúng tôi đã đề xuất hàm (3.6) với mục tiêu thay đổi trọng số w
sd
từ
nút s đến mút d theo khoảng cách L
sd
và mức độ tắc nghẽn CP
d
của nút d.
Trong đó, CP
d
được tính toán bởi tác tử di động. Từ kết quả ta thấy rằng,
khi mức độ tắc nghẽn của nút (CP
d
) nhỏ hơn 75% thì trọng số giữa các
nút phụ thuộc chủ yếu vào khoảng cách giữa các nút đó. Ngưỡng CP
d

được thiết lập là 0,75, phù hợp với việc chọn ngưỡng của CP
d
ở mục 3.2.1.
Mô phỏng và đánh giá kết quả
Tác giả đánh giá hiệu quả thực thi của thuật toán MAR-DSR bằng
tham số tỷ lệ gói tin truyền thành công như Hình 3.15. Ta thấy rằng, khi
lưu lượng trung bình trên mạng từ khoảng 35% đến 75% thì thuật toán

96
97
98
99
100
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Mật độ lưu lượng (%)
Tỷ lệ gói tin truyền thành công (%)
DSR
MAR-DSR
16

quả trung bình đều tốt hơn thuật toán gốc và có hiệu quả khi mật độ mạng
trung bình và cao (dưới 75%).
3.3.2 Thuật toán MAR-AODV
Ý tưởng của thuật toán
Chúng tôi tích hợp tác tử di động vào các nút mạng để cập nhật
thông tin về mật độ lưu lượng tại nút đó. Mật độ lưu lượng của một nút
được xác định theo một hàm nhiều biến, trong đó các biến được đưa vào
là những tham số liên quan đến trạng thái của nút mạng, như số nút láng
giềng, tổng số lộ trình đi qua nút đó. Ý tưởng của giải pháp cải tiến thuật
toán AODV sử dụng tác tử là đưa các tham số này vào quá trình khám
phá lộ trình. Các tham số này được cập nhật bởi tác tử FA và BA. Thuật
toán cải tiến sẽ lựa chọn lộ trình sao cho tỷ lệ này là nhỏ nhất nhằm hạn
chế nghẽn lưu lượng tại các nút trung gian.
Với ý tưởng trên, chúng tôi đã đề xuất thuật toán cải tiến có tên là
MAR-AODV, thuật toán này được trình bày chi tiết trong các phần tiếp
theo dưới đây.
Mô tả thuật toán
Thuật toán MAR-AODV được thực hiện trên cơ sở thuật toán

của nút

Hình 3.23. Xác suất gói nghẽn của
AODV và MAR-AODV theo mật độ
lưu lượng
Kết quả mô phỏng trên Hình 3.23 là xác suất gói tin rơi của AODV
và MAR-AODV theo mật độ lưu lượng trung bình trong mạng. Ta thấy
rằng, thuật toán MAR-AODV thực thi hiệu quả hơn thuật toán AODV
truyền thống về mặt xác suất nghẽn mạng trong trường hợp lưu lượng
trung bình trên mạng trong khoảng từ 40% đến 80%. Vì vậy, trong trường
hợp này, tỷ lệ gói tin truyền thành công của MAR-AODV cao hơn AODV,
đây là một kết quả có ý nghĩa trong việc áp dụng tác tử di động vào điều
khiển các giao thức định tuyến trong mạng MANET nhằm nâng cao hiệu
quả sử dụng tài nguyên mạng.
Qua những kết quả mô phỏng được trình bày ở trên ta thấy rằng, việc
tích hợp tác tử vào điều khiển định tuyến trong thuật toán MAR-DSR làm
giảm xác suất nghẽn mạng, nâng cao tỷ lệ gói tin truyền thành công, đồng
thời cũng không làm ảnh hưởng nhiều đến độ trễ gói tin trung bình trong
mạng.
3.3.3 Thuật toán MAR2-AODV
Mô tả thuật toán
Để nâng cao hiệu quả của thuật toán cải tiến so với MAR-AODV,
tác giả nghiên cứu tích hợp thêm tham số về số nút láng giềng của nút
đang xét vào hàm tính CP
d
như sau:





0.13
0.14
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Mật độ lưu lượng (%)
Xác suất gói tin rơi
AODV
MAR_AODV
18

Trong đó, R
d
là tổng số lộ trình đi qua nút d; R
A
là tổng số lộ trình
trong mạng; N
d
là tổng số nút láng giềng của nút d; N
A
là tổng số nút mạng.
Kết quả mô phỏng và đánh giá
Về mặt thông lượng trung bình trên toàn mạng, thuật toán MAR2-
AODV cho ta thông lượng trung bình cao hơn thuật toán AODV khi lưu
lượng trung bình trên mạng từ 40% trở lên như cho thấy trên Hình 3.30,
điều này cho thấy, thuật toán MAR2-AODV mạng lại hiệu quả về mặt
thông lượng trong trường hợp lưu lượng trong mạng lớn.
Trên Hình 3.31, trường hợp tốc độ di chuyển trung bình của các nút
khác nhau, khi tốc độ di chuyển nhỏ hơn 21 m/s và lớn hơn 10 m/s thì
thuật toán MAR2-AODV thực thi hiệu quả hơn thuật toán AODV. Trường
hợp khác thì tương tự nhau.


lượng từ 25% trở đi, thuật toán MAR2-AODV có thông lượng cao hơn
thuật toán MAR-AODV. Nguyên nhân là do thuật toán MAR2-AODV có
xác suất nghẽn nhỏ hơn thuật toán MAR2-AODV trong trường hợp này
như Hình 3.38.
20 Hình 3.37. So sánh xác suất nghẽn
của thuật toán MAR-AODV và
MAR2-AODV

Hình 3.38. So sánh thông lượng của
thuật toán MAR-AODV và MAR2-
AODV
Để phân tích mức độ thay đổi của kết quả mô phỏng, Hình 3.39
thực hiện mô phỏng 10 lần với mật độ lưu lượng 50%, Hình 3.40 với mật
độ lưu lượng 70%. Kết quả cho thấy tính ổn định và tin cậy của các thuật
toán cải tiến.

Hình 3.39. Phổ của kết quả mô
phỏng về xác suất tắc nghẽn khi mật
độ lưu lượng 50%

Hình 3.40. Phổ của kết quả mô
phỏng về xác suất tắc nghẽn khi mật
độ lưu lượng 70%
3.4.2 MAR-DSR và MAR-AODV
Kết quả mô phỏng trên Hình 3.42 cho ta thấy xác suất nghẽn mạng
theo sự thay đổi của mật độ lưu lượng trung bình trong mạng của các thuật
toán MAR-DSR, MAR-AODV, DSR và AODV. Khi lưu lượng trung bình

1.12E+07
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Mật độ lưu lượng (%)
Thông lượng trung bình của mỗi kênh (bits/s)
MAR-AODV
MAR2-AODV
21

gốc, đặc biệt là thuật toán MAR-DSR thực thi hiệu quả hơn thuật toán
MAR-AODV.

Hình 3.41. Xác suất gói tin rơi mạng
theo mật độ lưu lượng trung bình
trong mạng

Hình 3.42. Trễ truyền tải trung bình
của các thuật toán
3.4.3 Đánh giá MAR-DSR, MAR-AODV và MAR2-AODV

Hình 3.46. Tỷ lệ phát gói tin thành công
của các thuật toán DSR, AODV, MAR-
DSR, MAR-AODV và MAR2-AODV
khi mật độ lưu lượng 50%

Hình 3.47. Tỷ lệ phát gói tin thành công
của các thuật toán DSR, AODV, MAR-
DSR, MAR-AODV và MAR2-AODV khi
mật độ lưu lượng 70%
Qua những kết quả mô phỏng ở trên, tác giả nhận thấy, hai thuật toán
cải tiến MAR-DSR và MAR-AODV thực thi hiệu quả trong trường hợp

AODV
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
10 20 30 40 50 60 70 80 90
Mật độ lưu lượng (%)
Trể trung bình (giây)
DSR
MAR-DSR
AODV
MAR-AODV
22

dụng và cần phải cải tiến để tăng hiệu quả của các hệ thống mạng không
dây nói chung cũng như hệ thống mạng MANET.
3.6 Kết luận Chương 3
Trong chương này, chúng tôi đã đề xuất các thuật toán định tuyến
MAR-DSR, MAR-AODV và MAR2-AODV. Kết quả mô phỏng cho thấy
rằng việc tích hợp tác tử di động vào thuật toán DSR, AODV đã mang lại
hiệu quả về mặt xác xuất nghẽn mạng trong trường hợp lưu lượng trung
bình trên toàn mạng ở mức trung bình đến cao. Tác giả cũng thực hiện so
sánh các kết quả của các thuật toán cải tiến MAR-DSR, MAR-AODV và

3.2.2 Chương 3. Việc đưa ra mô hình tác tử và kết hợp với việc đề xuất
hàm trọng số W
sd
(mục 3.2) để tính toán giá trị trọng số chọn đường đi là
một đề xuất có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong việc cải tiến các giao
thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu DSR và AODV.
2) Đề xuất thuật toán cải tiến cho giao thức định tuyến DSR
Với ý tưởng chính của đề xuất cải tiến giao thức định tuyến DSR là cải
tiến quá trình khám phá lộ trình thông qua hàm trọng số W
sd
(3.6) với tiêu
chí chọn đường đi dựa trên cả tham số tắc nghẽn và khoảng cách giữa các
nút của thuật toán định tuyến DSR. Tác giả đã đề xuất giao thức cải tiến
là MAR-DSR, thuật toán cải tiến này hiệu quả so với DSR trong trường
hợp mạng có mật độ lưu lượng trung bình và cao trong khoảng từ 35%
đến 75% theo kết quả đã được trình bày trong mục 3.3.1 Chương 3 và đã
được công bố tại công trình số (2).
3) Đề xuất thuật toán cải tiến cho giao thức định tuyến AODV
Đây là kết quả chính và quan trọng của luận án, từ việc đưa ra mô hình
tác tử FA, BA tương tự như trường hợp của DSR và đưa ra đề xuất cải
tiến cho giao thức định tuyến AODV. Tác giả đã đề xuất các thuật toán
cải tiến MAR-AODV và MAR2-AODV trên cơ sở cải tiến thuật toán định
tuyến AODV. Tương tự như cải tiến cho giao thức DSR, tác giả sử dụng
tác tử trong việc thu nhận thông tin và tính toán giá trị trọng số tình trạng
nút theo tham số tình trạng tắc nghẽn, trong đó đề xuất hàm tính toán trọng
số W
sd
(3.6) dựa vào tham số tắc nghẽn CP, trong đó sử dụng hàm (3.8)
để tính CP cho thuật toán cải tiến MAR-AODV. Đối với thuật toán cải
tiến MAR-AODV, kết quả của thuật toán cải tiến tốt hơn AODV trong