第四章 實驗模擬結果與分析
4.3 組合式做法的表現
4.3.1 組合式路由在平均延遲時間的影響
(1)實驗設計目的
該組實驗的主要目的是在 LLN 環境中，量測節點傳送封包至目地節點所花 的時間，平均延遲時間越短則能越快傳送的傳送資料封包，所以此值越小越好。
(2)實驗結果
實驗設置的節點數為 20 個。在 Figure 4.2(a)，可看出以 Additive 的方式為節 點挑選路徑，顯示出其權重比例在 Hop count 條件較重的，其延遲時間較低。隨 著其他權重係數條件的提升，延遲時間有升高的趨勢。Figure 4.2(b)則以 Lexcial 的方式為節點挑選路徑，顯示出以 Hop count 為最高優先權的，其延遲時間較低。
而在優先權改變後，Hop count 條件排在第二、第三的，其延遲時間有些提高。
Figure 4.2(c)(d)則是採用 FTP 類型的封包，在延遲時間方面可看出較 CBR 類的 封包來的多，是由於 CBR 封包的 QoS 條件屬於注重延遲時間類型，所以延遲時 間會比 FTP 類的小。
(3)小結
從不同的組合類型來看 Figure 4.2 (a)(b)，由於 Additive 的方式在挑選時值考 量了各項條件，所以效能表現比起 Lexical 方式的來的穩定；Figure 4.2(c)(d)情況 也與 Figure 4.2 (a)(b)相似。而由於 CBR 與 FTP 的 QoS 要求類型不同，一個為緊 急類型以及一般傳輸的關係，所呈現的數值為 CBR 比 FTP 要快。
30
(a) Additive for CBR (b) Lexcial for CBR
(c)Additive for FTP (d) Lexcial for FTP Figure 4.2 : Average End to End Delay
4.3.2 組合式路由對於網路存活時間的影響
Average End to End Delay(ms)
α: 0.6β:0.3 γ:0.1 α: 0.6β:0.1 γ:0.3
Average End to End Delay(ms)
HC-ETX-RE HC-RE-ETX ETX-HC-RE ETX-RE-HC RE-HC-ETX RE-ETX-HC
7.0672 7.0743
Average End to End Delay(ms)
α: 0.6β:0.3 γ:0.1 α: 0.6β:0.1 γ:0.3
Average End to End Delay(ms)
HC-ETX-RE HC-RE-ETX ETX-HC-RE ETX-RE-HC RE-HC-ETX RE-ETX-HC
31
(2)實驗結果
該實驗設置的節點數為 20 個，在 Figure 4.3(a)，可看出以 Additive 的方式為 節點挑選路徑，顯示出其權重比例在 Remain Energy 條件較高的，其網路存活時 間會較高。隨著其他權重係數 Hop count、É TX 條件的調整，網路存活時間會相 對較低。Figure 4.3(b)則以 Lexcial 的方式挑選路徑，顯示出以 Remain Energy 為 最高優先權的，其網路存活時間較高。而在優先權改變後，Remain Energy 條件 排在第二、第三的，其網路存活時間有些許下降的趨勢。Figure 4.3(c)(d)則是採 條件將有助於考慮到不同的需求。Additive 與 Lexcial 兩種組合式的做法，以 Lexcial-RE 剩餘電量為最高優先權的類型對網路存活時間的有較顯著的影響。
HC-ETX-RE HC-RE-ETX ETX-HC-RE ETX-RE-HC RE-HC-ETX RE-ETX-HC
32
(c) Additive for FTP (d) Lexcial for FTP Figure 4.3 : Network Life Time
4.3.3 組合式路由對封包遺失率的影響
情況，其遺失率相對較低。Figure 4.4(b)則以 Lexcial 的方式挑選路徑，顯示出以 ETX 為最高優先權的，封包遺失率較低。而在優先權改變後，ETX 條件排在第HC-ETX-RE HC-RE-ETX ETX-HC-RE ETX-RE-HC RE-HC-ETX RE-ETX-HC
33 Figure 4.4 : Packet Loss Rate
0.2327
HC-ETX-RE HC-RE-ETX ETX-HC-RE ETX-RE-HC RE-HC-ETX RE-ETX-HC
0.2604
HC-ETX-RE HC-RE-ETX ETX-HC-RE ETX-RE-HC RE-HC-ETX RE-ETX-HC
34
4.4 不同組合式方式的表現
4.4.1 不同 Additive 組合的表現
(1)實驗設計目的
該組實驗的主要目的是在 LLN 環境中，以 Additive 組合方式，觀察節點數 從 20 到 100 時網路的平均延遲時間、網路存活時間以及封包遺失率的表現。並 採用 CBR 以及 FTP 類型的封包。
(2)實驗結果
在 Figure 4.5(a)(b)中，採用不同的資料型態傳送，可看出在 CBR 類型的抵 達時間較 FTP 類型的快，而且以 Hop Count 係數高的抵達時間較快。隨著節點 數的增加延遲時間有上升的趨勢。比對 Figure 4.5(c)(d)，由於節點數增加，節點 密度會提高，節點 Hop 的距離相對變小，電量消耗也因此較低，網路存活時間 也因此有所提升。Figure 4.5(e)(f) 為封包遺失率的角度，隨著節點數的增加，遺 失率有提高的情況。而 ETX 權重較高的相對受到的影響較少。
(3)小結
在 LLN 環境中，由於節點數目增加，密度也會提升，來源節點傳送至目的 節點 hop 距離相對變小，節點的電量消耗相對變少，因此能改進整體網路的存活 時間，但相對的也會增加節點的 Hop 數，使得延遲時間以及封包遺失率增加的 情況。所以節點數目增加，網路存活時間會提升:但封包遺失率、點對點延遲時 間會增加。
35
(a)Average End to End Delay (CBR) (b)Average End to End Delay (FTP)
(c)Network Life Time (CBR) (d) Network Life Time (FTP)
(e) Packet Loss Rate (CBR) (f) Packet Loss Rate (FTP) Figure 4.5 Performance of Various Additive Composition
5.5
Average End to End Delay(ms)
Number of Nodes
5.5
Average End to End Delay(ms)
Number of Nodes
0
Number of Nodes
0
Number of Nodes
0
Number of Nodes
0
Number of Nodes
36
4.4.2 不同 Lexcial 組合的表現
(1) 實驗設計目的
該組實驗的主要目的是在 LLN 環境中，以 Lexcial 組合方式，觀察節點數從 20 到 100 時網路的平均延遲時間、網路存活時間以及封包遺失率的表現。並採 用 CBR 以及 FTP 類型的封包。
(2)實驗結果
在 Figure 4.6(a)(b)中，可看出隨著節點數的增加，延遲時間有上升的趨勢。
而且 CBR 類型的封包的延遲時間較 FTP 的少，並以 Hop Count 優先權高的抵達 時間較快。接著比對 Figure 4.6(c)(d)，可看出隨著節點數的增加，節點密度會提 高，節點 Hop 的距離相對變小，電量消耗也因此較低，網路存活時間有上升的 趨勢，以 RE 為主要優先權的擁有較高的網路存活時間。從封包遺失率的角度來 看 Figure 4.6(e)(f)，隨著節點數增加，封包遺失率有上升的情況。ETX 優先權較 高，遺失率的情況相對較低。
(3)小結
在 LLN 環境中，由於節點數目增加，密度也會提升，來源節點傳送至目的 節點 hop 距離相對變小，節點的電量消耗相對變少，因此能改進整體網路的存活 時間，但相對的也會增加節點的 Hop 數，使得延遲時間以及封包遺失率增加的 情況。所以節點數目增加，網路存活時間會提升:但封包遺失率、點對點延遲時 間會增加。
37
(a) Average End to End Delay (CBR) (b) Average End to End Delay (FTP)
(c) Network Life Time (CBR) (d) Network Life Time (FTP)
(e)Packet Loss Rate (CBR) (f)Packet Loss Rate (FTP) Figure 4.6 Performance of Various Lexcial Composition
5
Average End to End Delay(ms)
Number of Nodes
5
Average End to End Delay(ms)
Number of Nodes
0
Number of Nodes
0
Number of Nodes
0
Packet Loss Rate(%)
Number of Nodes 0
Packet Loss Rate(%)
Number of Nodes
38
4.5 與相關協定之效能表現
4.5.1 路由協定在 20 個節點數的表現
(1)實驗設計目的
該組實驗的主要目的是比對不同的路由協定，aodv[23]、Enhance-aodv[25]
與本文的方法做比較。量測項目為平均延遲時間、網路存活時間以及封包遺失率；
節點數為 20。
(2)實驗結果
在 Figure 4.7(a)為本文提出的方法與兩種路由協定 aodv、Enhance-aodv 在延 遲時間上的比較。當中 aodv 是以 Hop count 方式挑選下一個節點，因為是 屬於要傳送封包才去找路徑的做法，所以平均延遲時間較長。而且 aodv 並無考 慮到資料的傳輸類型，無法保證所挑的節點會是最佳的。而 Enhance-aodv 則是 依據節點電量消耗以及允許延遲時間的組合做為下一個節點的挑選，因此在延遲 時間方面有明顯的改進。但做法原理還是與 aodv 相同，要傳送封包才去找路徑，
所以延遲時間方面還是偏高。而本文提出的方法效果優於其他路由協議的表現，
由於有針對資料封包類型作挑選路徑，可依據需求找出較佳的結果。Figure 4.7(b) 則是針對網路存活時間做比較，可看出由於 aodv 並未考慮到節點的電量因素，
所以網路存活時間較低。Enhance-aodv 的設置由於有考量節點電量的消耗，所以 網路存活時間較高。而本方法的網路存活時間則依據組合類型的變化而有所不同，
以有考慮 RE 剩餘電量的較高。Figure 4.7(c)則是針對封包遺失率做分析，可看出 aodv 與 Enhance-aodv 的遺失率皆在 30%附近。而本文提出的方法，可看出以 ETX 為主要挑選條件的可有較低的遺失率。
(3)小結
在 LLN 的環境中，由於本文方法有針對不同條件做評估挑選，可有效應對 不同的條件要求。與其他路由協議相比，可看出本文的組合式做法可有效的應對 不同的條件要求，能夠因應不同的 QoS 要求，找到合適的路徑。
39
Figure 4.7(a) Average End to End Delay
Figure 4.7(b) Network Life Time
Figure 4.7(c) Packet Loss Rate
40
4.5.2 路由協定在 60 個節點數的表現
(1)實驗設計目的
該組實驗的主要目的是比對不同的路由協定，AODV、Enhance-AODV 與本 文的方法做比較。量測項目為平均延遲時間、網路存活時間以及封包遺失率；節 點數為 60 個。
(2)實驗結果
在 Figure 4.8(a)為本文的方法與兩種路由協定 AODV、Enhance-AODV 在延 遲時間上的比較。並嘗試在節點數為 60 個環境做實驗。當中 AODV 是以 Hop count 方式挑選下一個節點，因為是屬於要傳送封包才去找路徑的做法，所以平 均延遲時間較長。而且 AODV 並無考慮到資料的傳輸類型，無法保證所挑的節 點會是最佳的。E-AODV 則是依據節點電量消耗以及允許延遲時間的組合做為下 一個節點的挑選，因此在延遲時間方面有明顯的改進。但做法原理還是與 AODV 相同，要傳送封包才去找路徑，所以延遲時間方面還是偏高。而本文提出的方法 效果優於其他路由協議的表現，由於有針對資料封包類型作挑選路徑，可依據需 求找出較佳的結果。Figure 4.8(b)則是針對網路存活時間做比較，隨著節點數的 增加，網路時間有提高的趨勢。可看出由於 AODV 並未考慮到節點的電量因素，
所以網路存活時間較低。E-AODV 的設置由於有考量節點電量的消耗，所以網路 存活時間較高。而本方法的網路存活時間則依據組合類型的變化而有所不同，並 且以有考慮 RE 剩餘電量的較高。Figure 4.8(c)則是針對封包遺失率做比較，可看 出隨著節點數增加 AODV 與 E-AODV 的皆有變高的趨勢。而本文的方法以 ETX 為主要挑選條件的可有較低的遺失率。
(3)小結
在 LLN 的環境中，隨著節點數增加到 60 個，整體的密度也會提高。與其他 路由協議相比，可看出本文的組合式做法可有效的應對不同的條件要求，能夠因 應不同的 QoS 需求找到合適的路徑，找到合適的路徑。
41
Figure 4.8(a) Average End to End Delay
Figure 4.8(b) Network Life Time
Figure 4.8(c) Packet Loss Rate
42
4.5.3 路由協定在 100 個節點數的表現
(1)實驗設計目的
該組實驗的主要目的是比對不同的路由協定，AODV、Enhance-AODV 與本 文的方法做比較。量測在項目為平均延遲時間、網路存活時間以及封包遺失率；
節點數為 100 個。
(2)實驗結果
在 Figure 4.9(a)為本文的方法與兩種路由協定 AODV、Enhance-AODV 在延 遲時間上的比較。並嘗試在節點數為 100 個環境做實驗。當中 AODV 是以 Hop count 方式挑選下一個節點，因為是屬於要傳送封包才去找路徑的做法，所以平 均延遲時間較長。而且 AODV 並無考慮到資料的傳輸類型，無法保證所挑的節 點會是最佳的。E-AODV 則是依據節點電量消耗以及允許延遲時間的組合做為下 一個節點的挑選，因此在延遲時間方面有明顯的改進。但做法原理還是與 AODV 相同，要傳送封包才去找路徑，所以延遲時間方面還是偏高。
在 Figure 4.9(a)為本文的方法與兩種路由協定 AODV、Enhance-AODV 在延 遲時間上的比較。並嘗試在節點數為 100 個環境做實驗。當中 AODV 是以 Hop count 方式挑選下一個節點，因為是屬於要傳送封包才去找路徑的做法，所以平 均延遲時間較長。而且 AODV 並無考慮到資料的傳輸類型，無法保證所挑的節 點會是最佳的。E-AODV 則是依據節點電量消耗以及允許延遲時間的組合做為下 一個節點的挑選，因此在延遲時間方面有明顯的改進。但做法原理還是與 AODV 相同，要傳送封包才去找路徑，所以延遲時間方面還是偏高。