第四章 效能分析
4.3. 換手控制訊息數量
本節實驗目的為觀察不同的移動節點數量（MNNs）、由使用者所形成的個人區域網路數
量（NEMOsBody）以及換手方法與流程的不同，所造成的換手控制訊息數量。
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B. 流程方法：
本節實驗在比較當火車列車行經不同的網路服務範圍時，在不同的路邊裝置間完成換手 操作所需要的控制訊息數量。控制訊息數量定義為：從移動節點離開原基地台通訊範圍，到 與下一個基地台完成換手機制，所有的控制訊息發送與接收數量。控制訊息數量計算方式如 Expression (18)。
the number of RtrSol RtrAdv PBU PBA BU BA
Expression (18)以下針對不同的移動性網路管理方法進行訊息流程分析與計算方式：
Mobile IP
Mobile IP 中，所有移動節點皆必須各自執行換手程序。根據 Figure 25 訊息流程，
Mobile IP 在換手開始到完成換手過程中，各個移動節點各自發送了 Rtr. Sol、Rtr. Adv、
BU、BA 控制訊息，因此所有 NEMOBody所發送的控制訊息總數計算如 Expression (19)。
HO
the number of RtrSol RtrAdv BU BA
1 1
Expression (19) Mobile IP + NEMO
Mobile IP 加入 NEMO 機制後，移動節點不需各自執行換手程序，而是交由 MRBody
代為執行換手機制。根據 Figure 26 訊息流程，Mobile IP + NEMO 從換手開始到完成換手 的過程中，MRBody分別傳送了 Rtr. Sol、Rtr. Adv、BU、BA 控制訊息，因此所有 NEMOBody
所發送的控制訊息總數計算如 Expression (20)。
HO
the number of RtrSol RtrAdv BU BA
1
Expression (20)52
HO
the number of RtrSol RtrAdv PBU PBA
1 1
6
2
Expression (21) PMIPv6 + NEMO
HO
the number of RtrSol RtrAdv PBU PBA
1
6
2
Expression (22) PMIP-MIP
在 PMIP-MIP 的架構下，列車在不同基地台（此時為 MAG）服務範圍間移動時，
MAG 可能隸屬於不同的 PMIP-Domain，由不同的 LMA 所管轄。因此必須探討列車移動 是否屬於橫跨不同 LMA 的 Inter-LMA Mobility。Intra-LMA Mobility 換手時，移動節點分 別傳送了 Rtr. Sol 與 Rtr. Adv 控制訊息，pMAG 與 nMAG 亦傳送 PBU 與 PBA 控制訊息。
控制訊息數量計算如 Expression (23)所示； Inter-LMA Mobility 換手時， 除了包含 Intra-LMA Mobility 所發送的控制訊息外，移動節點尚必須自行發送 BU 與 BA 控制訊息
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給 MNN-HA。其控制訊息數量計算如 Expression (24)所示。因此 PMIP-MIP 的換手控制 訊息數量為 Expression (25)。
Intra
the number of RtrSol RtrAdv PBU PBA
1 1
HO
1
Expression (25) Proposed Scheme
本篇提出之方法為基於 PMIP-MIP 加入 NEMO 概念，因此亦包含 Intra-LMA Mobility 與 Inter-LMA Mobility。然而本論文並非由直接管理 NEMOBody的 MRBody發送控制訊息，
而是由火車列車的 LMATrain（MRTrain）執行換手程序。因此在 Intra-LMA Mobility 換手時，
LMATrain分別傳送了 Rtr. Sol 與 Rtr. Adv 控制訊息，pMAG 與 nMAG 亦傳送 PBU 與 PBA
控制訊息。控制訊息數量計算如 Expression (26)所示；Inter-LMA Mobility 換手時，除了 包含 Intra-LMA Mobility 所發送的控制訊息外，nLMA 尚必須發送 BU 與 BA 控制訊息給 MR-HA。其控制訊息數量計算如 Expression (27)所示。因此 PMIP-MIP 的換手控制訊息 數量為 Expression (28)。
RtrSol RtrAdv PBU PBA
of
Expression (26)54
Expression (27)
PHOroposedScheme
PIntraroposedSchLMAHOeme1
PInterroposedSchLMAHOeme Expression (28)C. 實驗結果：
如 Figure 34 所示，橫軸為群組中移動節點數量，分別為：2、4、6、8、10 個移動節點，
縱軸為控制訊息總數，觀察在不同協定下，移動節點數量對於控制訊息總數之影響。可以發 現 Mobile IP、PMIPv6 與 PMIP-MIP 之移動節點必須自行發送控制訊息，因此當移動節點數 量增加時，控制訊息數量將劇烈升高。而加入 NEMO 機制後，可發現 Mobile IP + NEMO、
PMIPv6 + NEMO 與本論文所提出的方法，其控制訊息數量將不受到節點數量影響。
Figure 35 則為考慮不同的 NEMOBody數量對於控制訊息發送數量的影響。此時移動節點 數量設定為 5 個，NEMOBody數量分別為 10、20、30、40、50、60、70、80。當 NEMOBody 數量增加時，未使用 NEMO 機制的協定控制訊息數量上升幅度較大；而 Mobile IP + NEMO 與 PMIPv6 + NEMO 控制訊息數量上升幅度較小；本論文所提出之方法由於使用 LMATrain負 責執行換手機制，因此控制訊息數量不受 NEMOBody數量的影響。
Figure 36 為設定節點數量為 5 個，NEMOBody數量為 40，觀察不同 Intra-LMA Mobility （ρ）
的機率換手所需發送的控制訊息數量，可以發現當 Intra-LMA Mobility 機率越小，即跨不同 PMIPv6 Domain 機會越大，兩者的控制訊息數量將隨之上升，但本論文的方法受 Intra-LMA Mobility 機率的影響並不大，且相較於 PMIP-MIP Interaction 有更少的控制訊息發送數量。
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Figure 34 : Control Overhead for Various k Figure 35 : Control Overhead for Various Nk
Figure 36 : Control Overhead for Various ρ
D. 小結：
本組實驗主要可以觀察到，Group Mobility 與 non-Group Mobility 的差別。Mobile IP、
PMIPv6、PMIP-MIP 三種方法未使用 NEMO 概念，因此每個節點都必須自行參與換手流程，
因此無論是在單一個使用者中的移動節點增加（MNN 增加）、或是使用者數量增加（NEMOBody 增加），其換手控制訊息數量皆隨之上升。Mobile IP + NEMO 與 PMIPv6 + NEMO 使用了
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本節實驗目的為觀察移動節點不同的資料傳輸間隔時間（Data Transmit Interval）、不同的 火車列車行駛速率（Train Velocity）、基地台通訊範圍（Base Station Communication Range）
大小以及不同的基地台通訊範圍重疊區（Overlay Region），對於不同的移動性網路管理方法 在實驗場景中，極需要節省電力消耗的移動節點或是 MRBody的耗電量（Energy Consumption）
所造成的影響。 與計算公式包含感測資料傳送次數（Number of Data Transmission Times）與換手次數（Number of Handover Times），分別如 Expression (29)與 Expression (30)所示。
Expression (29)