第四章 實驗
4.3 實驗結果
我們設計了四個實驗, 分別探討 r 與資料流和廣播流量的關係、在移動環境 中找到最佳的 r 值、r 值和縮減功率的關係與NG0、NG0.5、NG1 和 VNG 的比 較。其實驗結果分別如下:
4.3.1 r 與資料流量和廣播流量的關係
在這個實驗我們要觀察的是在r 和兩種不同流量的關係。 圖 4-3 是觀察平 均每一個成功傳送的封包所耗損的單播能源和r 的關係。 從圖中可看出當 r 值 增加時所需的單播能源亦隨之增加, 這是由於當 r 值增加時, 其拓樸較難保留住 有效能源利用路徑, 所以單播所需的能源會上升。 不過從圖 4-3 中看到 r=0 的單 播能源反而是比r=0.1 和 0.2 時來的大, 原因可能是當 r=0 時的拓樸比較密實, 所 以干擾比較大, 能夠成功傳送的封包會相對比較少, 有可能因此而使得平均單播 所需的能源上升。 在圖 4-4 是觀察平均每個廣播訊息耗損的能源和 r 的關係。 理 論上r 值越大時, 平均節點分支度會越小, 所以平均廣播功率亦變小, 而從圖中 也看出當r 值增加時, 平均每一次廣播所需的能源會下降。
圖 4-3 r 值和單播流量的關係
平均每個單播訊息所耗損的能源(焦耳)
圖 4-4 r 值和廣播流量的關係
4.3.2 在移動環境中找到最佳的 r 值
接著, 我們要觀察的是移動性的環境對 r 值的影響。 在這個實驗我們要找出 在不同的移動性時, 耗損最少能源的 r 值以 r*代表, 理論上, 當移動性上升時, 拓 樸變動就越劇烈, 所以重新路由的情形會越頻繁, 而廣播次數亦跟著上升, 所以 r 值的選擇應該要隨之遞增。 我們總共作了六個不同層次的移動性, 在圖 4-5 可 看到在靜態環境中, 最佳的 r 為 0.3, 而隨著移動性增加, 最佳的 r 亦跟著增加。
當移動的速度大於10 公尺/秒, 最佳的 r 亦升到 0.7 以上。 由於 10 公尺/秒以上 的速度已經是慢速開車, 所以這樣的速度亦算快速移動, 而在這樣快速的移動性 環境裡使用0.7 以上的 r 值亦算合理。
平均每個廣播訊息所耗損的能源(焦耳)
圖 4-5 移動環境中的最佳 r 值
4.3.3 r 值和縮減功率的關係
由於移動性會讓拓樸產生變動, 為了維護鄰居資訊以實行拓樸控制, 所以使 用定期的問候訊息為最簡單的方法。 在這個實驗裡, 我們分別使用最大功率和 縮減功率來發送問候訊息, 在圖 4-6 中我們看到使用最大功率時, 平均每個問候 訊息所耗損的能源大約維持在12e-5 焦耳, 而當使用縮減功率時, 平均每個問候 訊息所耗損的能源會隨著r 值增加而遞減。 最多約可節省 33%的能源。
移動速度(公尺/秒)
圖4-6 r 值和縮減功率的關係
4.3.4 NG0、NG05、NG1 和 VNG 的比較
在真實無線隨意網路中, VNG 才是可實行的拓樸控制機制。 而最後的實驗 中, 我們要比較NGr和VNG 的能源消耗。 在實驗中, 我們同樣使用六個不同層 次的移動性來測試, 而NGr的r 使用 0、0.5 和 1 來和 VNG 作比較。 當移動性 為0 時, NG0 和 VNG 所耗損的能源最少。 移動性上升至 1 時, 雖然 NG0 比 NG0.5 和NG1 耗損的能源少, 卻比 VNG 耗損的多, 在接下來幾個不同的移動性仍可看 出VNG 所耗損的能源為裡面最少。
平均每個問候訊息所耗損的能源(焦耳)
圖 4-7 NG0、NG0.5、NG1 和 VNG 的比較
移動速度 (公尺/秒)
平均每個成功傳送的封包所耗損的能源(焦耳)