移動式自組網路下的封包傳輸延遲

如圖 5.3，本實驗所建置之移動式自組網路平台，包括 F1~F5 以 及 Rx 共 6 個固定點，利用多組臨時建置的固定節點與安裝於量測車 輛之移動節點。在交通大學室外校園環境進行，4 個移動發送點分別 移動於 R1,R2 等區域並同時發送資料至 Rx，其佈設地點如圖所示。

分別在不同時間進行 1~4 個使用者數目之通訊服務，發送端為移動狀 態，分別標示為 MH1,MH2,MH3,MH4，接收端則為 Rx。傳輸平均跳接數 與發送端當時所在位置有關。移動車輛行進路線為圖中虛線箭頭所示 之路段，以平均約 20km/hr 速率在這些路徑上反覆移動。

以下為實驗的結果與現象：

1. 傳輸路徑之跳接數可能為 1-hop 到 3-hop。

2. 實驗數據為多個點一起傳送資料。

3. 傳輸延遲與同時間進行通訊節點的數目關係不大。

4. 雙向延遲小且無封包漏失。

觀察圖 5.4，為突顯無線網路環境的不穩定傳輸，有別於模擬所 得的網路延遲，移動式自組網路的延遲量測值具有較大的變異。舉例 而言，模擬網路延遲的相位圖 5.4(b)中，鄰近對角線的一直線符合 本論文第三章 spike 特性。而觀察移動式自組網路的網路延遲相位圖

F1 F2

F4

F5 _MH4

MH2

量測車輛

R2 Rx

R1

MH3 MH1

F3

圖 5.3 固定點對移動點之多使用者實驗場景

(a) 路徑 1 之模擬網路延遲

(b) 路徑1之模擬網路延遲相位圖

(c) 路徑2之模擬網路延遲

(d) 路徑2之模擬網路延遲相位圖

(e) 路徑1之移動式自組網路延遲

(f) 路徑1之移動式自組網路延遲相位圖

(g) 路徑2之移動式自組網路延遲

(h) 路徑2之移動式自組網路延遲相位圖 圖 5.4 網路延遲的連續圖及相位圖

5.3 播放排程演算法的效能比較

如圖 5.5，將上述由模擬以及 MANET 量測所得的網路延遲檔案代 入本論文第三章與第四章描述的多重串流傳輸、內插法與播放緩衝音 質最佳化權衡的演算法中，結合音長比例調整(time-scaling)參數、

封包漏失、話務靜音區間資訊代入音長調整機制作封包長度的調整。

由(4.5)得知，PESQ 量測平台無法反映出延遲對聲音品質的影響，因 此需將演算法求得的播放延遲的影響代入(4.7)求出延遲損害因子

，再藉由(4.3)得到 E 模型定義的 R 值，最後根據 R 與 MOS 值的轉 換式(5.16)(5.17)求得對應的 MOS 值[15]。

Id

(5.16) 3.026 3- 25.314

= +

R MOS MOS²

87.060MOS- 57.336

(5.17) 1 0.035 ( - 60)(100 - ) 7 10-6

MOS = + R+R R R × ×

Degraded speech file

MOS R PESQ

Time scaling Interpolation

time-scaling parameter

Network Loss

Silence positions

REFERENCE

speech G.711 coder

REFERENCE speech Ie

MOS

R R MOS

Id

Late loss

End-to-end delay

有 一 個 老 爸 教 兒 子 識 字

圖 5.6 受測語句及波形

Simulation mean(ms) variance delay(ms) loss(%) MOSc path1 134.618 16.644 183.653 2 3.3338 path2 135.039 2.4531 171.5892 1.4387 3.2265 MDC -- -- 166.2532 0.01 3.4086

表 5.1 在模擬網路狀態下語音傳輸的音質評分

MANET mean(ms) variance delay(ms) loss(%) MOSc path1 19.1846 93.418 153.3071 0.9434 2.8843 path2 13.3308 36.446 166.9883 1.4151 2.944 MDC -- -- 153.7735 0 3.0215

表 5.2 在移動式自組網路狀態下語音傳輸的音質評分

第六章 結論與未來展望

在整合無線網路與網際網路的服務應用中，本論文探討語音人機 介面在 MANET 環境中面臨的問題：網路延遲、延遲顫動及封包漏 失。在系統製作部份，我們在網際網路建構一分散式語音辨認系統，

再根據辨認結果回傳特定的有聲資訊給用戶。至於適應性播放排程機 制，主要是針對每個封包依據 NLMS 演算法估測其網路延遲，再配 合音質預測模型，彈性調整而得聽覺評量上最理想的播放延遲時間設 定。此外，結合多重串流傳輸的方式，將減輕路由機制無法找到最佳 的傳輸路徑以及叢發性漏失的影響。實驗結果顯示，基於多重敘述編 碼的封包播放排程機制能同時降低緩衝延遲及漏失率，因而得到最佳 的聲音品質。

雖然多重敘述編碼可以改善語音品質，但如何透過兩個不同的路 徑傳送封包是一個值得深入研究的課題。本論文所使用的兩種網路延 遲產生模式，分別為以 MANET 實際傳送封包而得到的延遲數據，另一 個是以數學模型而取得的延遲數據。前者數據的取得較實際但需要花 費大量的時間，而後者則可任意改變模型參數的設定而得到多樣的數 據。但兩者都屬於 off-line 的實驗結果，因此未來方向應設法克服傳 送與接收端同步的問題。

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