การปรับเวลาให้ตรงกันที่มีความซับซ้อนต่ำและมีประสิทธิภาพการใช้พลังงานสำหรับโครงข่ายเซนเซอร์ไร้สายใต้น้ำแบบเคลื่อนที่ได้

Abstract

การปรับเวลาให้ตรงกันเป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการบริการหลายอย่างในโครงข่ายเซนเซอร์ไร้สาย โดยมีเป้าหมายให้นาฬิกาของโนดรอบข้างตรงกันกับโนดหัวหน้ากลุ่ม โพรโทคอลการปรับเวลาให้ตรงกันสำหรับโครงข่ายเซนเซอร์ภาคพื้นดินได้ถูกศึกษาค้นคว้าและวิจัยอย่างแพร่หลาย ในขณะที่โครงข่ายเซนเซอร์ไร้สายใต้น้ำมีการศึกษาและวิจัยค่อนข้างจำกัด อีกทั้งยังไม่สามารถนำเอาแนวคิดจากโครงข่ายภาคพื้นดินมาใช้งานได้โดยตรง เนื่องจากโครงข่ายเซนเซอร์ไร้สายใต้น้ำมีคุณลักษณะเฉพาะ เช่น เวลาประวิงการแพร่กระจายที่ยาวนาน การเคลื่อนที่ของโนดเซนเซอร์และไม่สามารถรับสัญญาณ GPS ได้ ด้วยเหตุนี้การปรับเวลาให้ตรงกันในโครงข่ายเซนเซอร์ไร้สายใต้น้ำจึงได้รับความสนใจและมีการวิจัยเพิ่มมากขึ้นโดยมุ่งเน้นไปที่การออกแบบขั้นตอนการปรับเวลาโดยเฉพาะ โพรโทคอล MU-Sync เป็นตัวอย่างหนึ่งของโพรโทคอลการปรับเวลาให้ตรงกันที่ถูกออกแบบมาสำหรับโครงข่ายเซนเซอร์ไร้สายใต้น้ำ คุณสมบัติที่สำคัญของ MU-Sync คือมีความซับซ้อนต่ำ สะดวกแก่การนำไปใช้งานและประยุกต์ใช้กับในสภาพแวดล้อมโครงข่ายได้หลากหลาย อย่างไรก็ตามในบางสถานการณ์ที่โนดหัวหน้ากลุ่มและโนดรอบข้างมีการเคลื่อนที่เข้าหากันหรือออกจากกันในระหว่างการแลกเปลี่ยนข่าวสาร เป็นเหตุให้การคำนวณเวลาประวิงการแพร่กระจายมีความผิดพลาด ส่งผลทำให้การประมาณค่า skew และ offset ผิดพลาด เพื่อลดข้อบกพร่องนี้ผู้วิจัยจึงเสนอวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของ MU-Sync โดยเรียกว่า EMU-Sync ซึ่งมีการคำนวณค่า skew และ offset จากทั้งสองมุมมองทั้งฝั่งโนดหัวหน้ากลุ่มและโนดรอบข้าง การทำเช่นนี้สามารถลดความผิดพลาดของการประมาณค่าเวลาประวิงการแพร่กระจายได้ ซึ่งผลการจำลองแสดงให้เห็นว่า EMU-Sync มีประสิทธิภาพที่ดีกว่า MU-Sync ทั้งในแง่ของความแม่นยำในการประมาณค่าและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน