實驗模擬與分析

本實驗將分別針對於 IEEE 802.11p 使用訊號強度之換手決策與本論文所提之 PDHO 換手決策進行換手效能分析，環境模擬如圖 12 所示，將於 1500m*1500m 的範圍中模擬市區街道並沿道路設置 RSU，而為了突顯實驗結果，因此本實驗將設 置 30 個 RSU 分佈於此模擬環境中。

此外，透過 NS-2 中的 Mobilenode.cc 可獲得 GPS 所提供的相關資料，例如，

車輛位罝 X、Y、Z，車輛速度，方向。

圖 12 市區街道交叉路口示意圖

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於上述模擬環境中，將針對不同行經路線進行換手效能測詴，如圖 13 所示，

其中將模擬行經路線分為 Path A、Path B、Path C 三種，說明如下：

(1)Path A-Start、Path A-End：為全程直走路線之起點與終點，全長約 1500m。

(2)Path B-Start、Path B-End：依序為先右轉、左轉、左轉、右轉路線 之起點與終點，全長約 2000m。

(4) Path C-Start、Path C-End：依序為先左轉、右轉、右轉、左轉路線

，全長約 2000m。

Path A-Start

Path B-Start Path C-Start

Path A-End Path C-End

Path B-End

14.173228 pt

500m

500m 500m

圖 13 實驗路線示意圖

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透過上述三種行經路線量測 IEEE 802.11p 使用訊號強度之換手決策與本論文 之 PDHO 換手機制，將針對 TCP 與 UDP 兩種封包之換手次數、換手延遲時間及其 Throughput 效能進行分析與比較。在此將 IEEE 802.11p 使用訊號強度之換手決策 簡稱為 RSSI 以利說明。其中 TCP 與 UDP 封包皆於模擬時間第 10 秒開始傳送封包，

並於模擬時間第 140 秒停止傳送，封包大小分別為 1500 Bytes 與 500Bytes，而 TCP 為傳送 FTP 類型，UDP 為 CBR 類型，傳送間隔(Interval)為 0.01 秒。

首先，圖 14、圖 15、圖 16 分別為在三種行經路線的 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策對封包序號圖，橫軸為模擬時間，縱軸為封包序號。

圖 14 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之封包序號圖(Path A)

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圖 15 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之封包序號圖(Path B)

圖 16 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之封包序號圖(Path C)

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立連線，故會導致如此嚴重的換手延遲與繁複的換手，而本論文之 PDHO 因為可選 擇適當的 RSU 並加上 MIH 的預先換手機制，可看出本論文 PDHO 換手機制的換手 次數較原 RSSI 換手機制少且換手時間亦較小。其中於 RSSI 與 PDHO 中換手延遲 較低約如 RSSI 的 Path A 第三次換手、Path B 第一、三、八次換與 Path C 第一、

三、七次換手，PDHO 的 Path A、Path B 與 Path C 第二次換手，Path B 的第五次 換手，以上為車輛於非路口時的換手情況下所造成的換手時間。

而圖 17、圖 18、圖 19 則分別為三種行經路線下的 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策下 Throughput 效能的表現，橫軸為模擬時間，縱軸為 Throughput，單位 為 Mbps。由圖可看 RSSI 換手機制因頻繁的換手影響 Throughput 效能，而本論文 PDHO 換手機制因能有效選擇目標 RSU，避免多餘的換手程序，再加上結合 MIH 預先換手觸發機制，因此在整體 Throughput 上較為穩定，可維持一定的 Throughput 效能。

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圖 17 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能(Path A)

圖 18 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能(Path B)

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圖 19 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能(Path C)

而為了明確看出 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之整體總傳輸效能，因 此計算 Throughput 總合以看出受換手次數將導致其總 Throughput 表現，如表 4。

表 4 TCP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能

RSSI PDHO

Path A Path B Path C Path A Path B Path C TCP

Summary Throughput (Mega bits)

279.71 586.97 1119.84 495.07 716.01 1102.30

從表 4 中可明顯看出本論文 PDHO 換手機制的整體傳輸效能較原 RSSI 換手機 制佳。由於 FTP 封包主要為一般非即時應用服務所使用，因此 FTP 著重於

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Throughput 效能表現，而由前面分析結果可看出本論文 PDHO 換手機制可於 VANET 交叉路口中提供 TCP 封包較好的 Throughput 效能表現，提升整體傳輸效能。

接著，量測 IEEE 802.11p 使用訊號強度之換手決策與本論文之 PDHO 換手機 制於各行經路線中傳送 UDP 封包之換手次數、換手延遲時間及其 Throughput 效 能。圖 20、圖 21、圖 22 分別為在三種行經路線下 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策對封包序號圖，橫軸為模擬時間，縱軸為封包序號。

由圖所示，當車輛行經各路線時，相較於原 RSSI 換手機制執行了多次換手程 序，本論文之 PDHO 換手機制因能選擇較適合之目標 RSU，因此可避免過多的換 手次數，大量節省網路掃瞄時間，以降低換手延遲時間。

圖 20 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之封包序號圖(Path A)

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圖 21 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之封包序號圖(Path B)

圖 22 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之封包序號圖(Path C)

42 換手決策下 Throughput 效能的表現，橫軸為模擬時間，縱軸為 Throughput，單位 為 Mbps。如圖所示，相較原 RSSI 換手機制處於交叉路口中面臨多個 RSU 所造成

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的頻繁換手行為，將對整體傳輸效能造成影響，本論文 PDHO 換手機制因能有效選 擇目標 RSU，避免多餘的換手程序。

圖 23 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能(Path A)

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圖 24 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能(Path B)

圖 25 UDP 封包於 RSSI 與 PDHO 換手決策之 Throughput 效能(Path C)

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