研究動機

根據[14]，我們可以知道在車載網路下傳遞多路徑的封包成功傳遞率會比傳 遞單一路徑的封包成功傳遞率來得高，故我們想探討若是透過多路徑來傳遞影像 是否會有相同的效果，我們作了下列實驗來觀察透過多路徑來傳遞影像的品質。

實驗情境如 Figure 2 所示，影像來源會透過圖中兩條路徑上的車輛來做影像傳遞 給目的地，其目的是希望透過兩條路徑的傳送來增加影像封包成功傳遞率。實驗 設置如 Table 1 所示，在這個實驗下，我們單純想探討多路徑影像傳輸其傳輸頻 道競爭對影像品質的影響，故在影像來源到目的地之間已經確保是有路徑的，在 影像來源和目的地之間的節點都固定不動，使得在整個傳輸過程中，單純只會有 頻道競爭的影響使得封包被丟棄。串流傳遞的總距離為 1000 公尺，實驗傳遞的 影像為 foreman，其每秒的框架數為 15 張，影像品質客觀指標(PSNR)的上限為 36.16。影像品質客觀指標的上限是指原始影像單純只透過影像編碼和解碼所造 成的影像失真，而不考慮網路傳遞的影響。

Figure 2 Multipath from one source

Table 1 Simulation parameter with unmovable vehicle

如 Figure 3 所示，可以知道 Figure 2 情境下的相同來源多路徑影像傳輸，並 不會增加影像的觀賞品質。其主要的原因在於，影像是在短時間內產生大量封包 的串流，本身串流的封包對其傳遞頻道的競爭本來就很嚴重，就單一路徑的情形 來看，本身串流封包傳輸頻道競爭的情形就會使得封包的遺失，若再加上另一條 串流的傳輸頻道競爭，則封包遺失的情形勢必會更嚴重。IEEE 802.11 使用 RTS/CTS 協議(Request To Send/Clear To Send)，相當於一種握手協議，來避免隱 藏終端（Hidden Stations）的問題。傳送端在傳遞封包前會先發送 RTS 給接收端，

以確保此封包在傳遞時不會受到其他訊號的干擾，若是接收端是空閒的，則接收 端會回傳 CTS 給傳送端，使得傳送端可以在無受干擾的情況下，傳送封包給接 收端。若是接收端一直處於忙碌的狀態下，則當傳送端的 RTS 超過一個傳遞的 上限時，此要被傳遞的封包就會被丟棄，此即為因為傳輸頻道競爭而使得封包遺 失的情形。圖中的串流從影像來源到第一跳之間的傳遞即為整條串流傳遞的瓶頸，

因為兩條串流都在競爭傳輸頻道的使用權，故會造成大量封包遺失。而同樣兩條 串流在目的地交會的封包遺失量比在來源端的封包遺失量較少，這是因為在先前 路徑的封包遺失使得要傳遞到目的地的封包大量變少，傳輸頻道競爭的情形變得 較輕微。

Figure 3 Simulation with different path from one source

故在多路徑影像服務系統得設計時，希望可以透過路側單元的協助，來幫助 影像的傳輸服務。使用路側單元的好處在於，路側單元之間是彼此連結的，可以 透過不同的路側單元傳送相同的封包，因為各個串流是從不同的路側單元產生的，

故其傳輸頻道競爭的情形應該會較輕微，故我們亦對此透過路側單元來傳輸多路 徑備份封包的情境來做實驗，其實驗情境如下 Figure 4 所示，兩個路側單元影像 來源會分別透過兩條路徑上的車輛來傳遞影像封包給目的地，透過實驗來探討單 一路側單元傳送串流和兩個路側單元來傳送兩路徑的備份串流的影像傳遞品質，

而實驗參數跟上述實驗一樣。

Figure 4 Multipath from different sources

Figure 5 Simulation with different path from two sources

Figure 6 Distribution of channel contention with two sources

根據 Figure 5 的實驗結果，可以知道在 Figure 4 的情境下，多了一條備份串 流從不同的路側單元傳遞給使用者，其影像客觀品質是有上升的。Figure 6 為兩 個不同的情境其在不同 hop 之間的封包遺失率，其中紅色的線為 Figure 2 的情境，

而藍色的線為 Figure 4 的情境。根據 Figure 6 可以知道紅色的情境，其在來源和 前兩跳因為傳輸頻道競爭而丟棄封包的情形占了全部丟棄封包的 59.4%，傳輸頻 道競爭情形嚴重，那原本想透過多路徑來改善封包遺失的初衷，反而會因增加的 傳輸頻道競爭，使得封包成功傳遞率不升反降，進而降低影像客觀品質。而藍色 線的情境的總封包遺失率和紅色的相比下降了 24.7%，其可以知道增加的串流並 不會大幅增加其傳輸頻道競爭的情形，故其增加的備份封包可以使得封包傳遞成

功率上升，進而增加影像觀賞客觀品質。其中兩條串流在目的地會合處的封包遺 失情形並不嚴重，因為先前各自串流自身的封包遺失，而使得要被傳遞的封包大 量減少，使得在接收端的傳輸頻道競爭得情形較為輕微。

故根據上述的兩個實驗顯示，我們的系統加入路側單元的多路徑協助，可以 提高影像的觀賞品質。而加入路側單元的協助後，我們的研究主要可以分成兩部 分，一個是路側單元的選取機制，因為在道路上可以提供服務的路側單元是有限 的，而需要系統服務的使用者可能會不只一個，故必頇透過一些決策機制來選取 合適的路側單元來服務使用者。另一部分則是被選出來的路側單元需要根據一些 路由協定來傳遞影像串流給使用者，那因為影像的傳遞其限制較大，故一些傳統 傳送資料的路由協定可能不敷使用，故需為我們的系統提供一個適合的傳遞影像 的路由協定。