第五章 實驗模擬
5.4 路由效能表現
為了評估本文提出的 Internet Gateway 預約規劃機制是否適用在 VANET 環 境中，有效增加網路效能， NS2 為實驗帄台，環境中分別模擬 10 個 Sessions 與 20 個 Sessions，並與 AODV+以及 GPSR 協定作比較，實驗場景與模擬參數同 5.1 節。
5.4.1 車輛移動速度對封包送達率的影響
A. 實驗設計目的
這組實驗主要目的是要測量加上規劃方法後之資料封包可正確送達成功比 例，並與 AODV+與 GPSR 協定比較。當 Packet Delivery Rate 越高表示能夠正確 送達的資料封包越多，所以此值越大越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.6 中，不管是 AODV+與 GPSR 或是由本論文提出之方法，在網 路流量為 10 個 Sessions 以及 20 個 Sessions 時，其車輛節點速度慢的 Packet Delivery Rate 都比車輛節點速度快高。主要因為環境中車輛節點速度快，網路拓 普變動率高，連線易斷導致連線重新尋找。而本論文提出之方法比 AODV+與
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GPSR 多了規劃預約機制，可以避免車輛在挑選 Internet Gateway 時，挑選到一 個距離最短不過 Link Lifetime 也較短之 Internet Gateway，導致換手次數上升，
封包成功傳送率下降。因而本論文提出之方法其封包成功傳送率在車輛節點速度 快時會較 AODV+與 GPSR 為高，更穩定。而 AODV+協定因為比 GPSR 協定多 了 Internet Gateway 搜尋機制，所以其封包成功傳送率又較 GPSR 穩定。
C. 小結
從以上 Packet Delivery Rate 分析中，可以得知無論節點的移動速度多快，本 論文提出方法的 Packet Delivery Rate 均為最佳。
Figure 5.6 ( a ) Packet Delivery Rate v.s Vehicle Speed with 10 Sessions
Figure 5.6 ( b ) Packet Delivery Rate v.s Vehicle Speed with 20 Sessions
0
Pac ke t De liver y Ra te (%)
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
P ac ke t De li ve ry R ate (% )
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Gateway Planning GPSR
55
5.4.2 車輛移動速度對帄均延遲時間的影響
A. 實驗設計目的
這組實驗主要目的是要測量加上規劃方法後之帄均資料封包延遲時間，並與 AODV+與 GPSR 協定比較。當 End to End Delay 越小表示從來源端傳送資料封包 到目的端的時間越短，所以此值越小越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.7 中，不管是 AODV+與 GPSR 或是由本論文提出之方法，在網 路流量為 10 個 Sessions 以及 20 個 Sessions 時，其車輛節點速度慢時的 Average End to End Delay 都比車輛節點速度快時低。主要因為環境中車輛節點速度快，
網路拓普變動率高，連線易斷導致連線重新尋找，使得 Average End to End Delay 上升。由於本論文提出之方法多了規劃機制，由雲端來規劃其可連線之 Internet Gateway，挑選連線較穩定的 Internet Gateway，並且減少搜尋 Internet Gateway 之次數。因此，本論文提出之方法的帄均延遲時間會是較低的。而 AODV+協定 因為比 GPSR 協定多了 Internet Gateway 搜尋機制，所以其帄均延遲時間又較 GPSR 低。
C. 小結
從以上 Average End to End Delay 分析中，可以得知無論節點的移動速度多 快，本論文提出方法的 Average End to End Delay 均為最佳。
56
Figure 5.7 ( a ) Average End-to-end Delay v.s Vehicle Speed with 10 Sessions
Figure 5.7 ( b ) Average End-to-end Delay v.s Vehicle Speed with 20 Sessions
5.4.3 車輛移動速度對控制訊息成本負載的影響
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Gateway Planning GPSR
57
都比車輛速度較高時低，主要原因為當環境中車輛節點速度高，導致連線易斷，
重新搜尋連線次數上升，搜尋連線的控制訊息數量也就上升。由於本論文提出之 方法多了規劃機制，由雲端來規劃其可連線之 Internet Gateway，減少搜尋 Internet Gateway 之次數。而在每一次換手，會有固定量的控制訊息送出。本論文透過規 劃機制，減少 Internet Gaterway 的換手次數，因而減少環境中換手的控制訊息成 本。因此，本論文提出之方法的控制訊息成本會是最低的。而 AODV+協定因為 比 GPSR 協定多了 Internet Gateway 搜尋機制，Internet Gateway 會主動廣播控制 訊息出去搜尋需服務之車輛，所以其控制訊息成本會較 GPSR 高。
C. 小結
從以上 Signaling Load 分析中，可以得知無論節點的移動速度多快，本論文 提出方法的 Signaling Load 均為最佳。
Figure 5.8 ( a ) Signaling Load v.s Vehicle Speed with 10 Sessions
Figure 5.8 ( b ) Signaling Load v.s Vehicle Speed with 20 Sessions
0
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Gateway Planning GPSR
58
5.4.4 車輛移動速度對入口閘道連線率的影響
A. 實驗設計目的
這組實驗主要目的是要測量加上規劃方法後之入口閘道連線率，並與 AODV+協定以及 GPSR 協定比較。當 Gateway Connectivity Ratio 越小表示車輛 與 Internet 連線時間越少，所以此值越大越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.9 中，無論是 AODV+與 GPSR 或是本論文所提出之方法，在網 路流量為 10 個 Sessions 以及 20 個 Sessions 時，其車輛速度低與車輛速度高時，
入口閘道的連線率都差不多。不過由於本論文提出之方法多了規劃機制，由雲端 來規劃其可連線之 Internet Gateway，減少搜尋 Internet Gateway 之次數。並且透 過規劃機制，減少 Internet Gateway 的換手次數，以增加連線時間。因此，本論 文提出之方法的 Gateway Connectivity Ratio 會是最高的。而 AODV+協定因為比 GPSR 協定多了 Internet Gateway 搜尋機制，Internet Gateway 會主動廣播控制訊 息出去搜尋需服務之車輛，所以其 Gateway Connectivity Ratio 會較 GPSR 高。
C. 小結
從以上 Gateway Connectivity Ratio 分析中，可以得知無論節點的移動速度多 快，本論文提出方法的 Gateway Connectivity Ratio 均為最佳。
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Figure 5.9 ( a ) Gateway Connectivity Ratio v.s Vehicle Speed with 10 Sessions
Figure 5.9 ( b ) Gateway Connectivity Ratio v.s Vehicle Speed with 20 Sessions
5.4.5 車輛移動速度對網路效能小結
以下表格為車輛移動速度對 Packet Delivery Rate、End to End Delay、Signaling Load、Gateway Connectivity Ratio 的影響。
0
Gateway Connectivity Ratio (%)
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Gateway Connectivity Raio (%)
Speed of Vehicle (m/s)
AODV+
Gateway Planning GPSR
60
Signaling load Gateway connectivity 封包成功傳送率，並與 AODV+與 GPSR 協定比較。當 Packet Delivery Rate 越高 表示從來源端成功傳送資料封包到目的端的數量越多，所以此值越大越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.10 中，不論網路流量為 10 個 Sessions 或 20 個 Sessions 時，在車 輛較少之情況，本論文提出之方法與 AODV+與 GPSR 協定比較，其封包成功傳 送率均為較高的。主要因為當車輛須透過 Relay 連線至 Internet 時，Relay 的選擇 較少，連線易斷。由於本論文提出之方法多了規劃機制，由雲端來規劃其可連線 之 Internet Gateway。此時透過規劃機制，選擇 Relay 較為穩定的連線，減少斷線 次數。因此，本論文提出之方法的封包成功傳送率會較 AODV+與 GPSR 為高。
而 AODV+協定因為比 GPSR 協定多了 Internet Gateway 搜尋機制，Internet Gateway 會主動廣播控制訊息出去搜尋需服務之車輛，所以其封包成功傳送率又 會較 GPSR 高。
61
C. 小結
從以上 Packet Delivery Rate 分析中，可以得知無論節點得數量為多少，本論 文提出方法的 Packet Delivery Rate 均為最佳。
Figure 5.10 ( a ) Packet Delivery Rate v.s Vehicle Number with 10 Sessions
Figure 5.10 ( b ) Packet Delivery Rate v.s Vehicle Number with 20 Sessions
5.4.7 車輛節點數量對帄均延遲時間的影響
P ac ke t De li ve ry R ate (% )
Number of Vehicles
AODV+
Gateway Planning GPSR
62
示從來源端傳送資料封包到目的端的時間越短，所以此值越小越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.11 中，不論網路流量為 10 個 Sessions 或 20 個 Sessions 時，在車 輛較少之情況，本論文提出之方法與 AODV+與 GPSR 協定比較，其帄均延遲時 間均為較低的。主要因為當車輛須透過 Relay 連線至 Internet 時，Relay 的選擇較 少，連線易斷，因此需要花較多時間重新尋找其與 Internet Gateway 的連線，因 而增加了帄均延遲時間。由於本論文提出之方法多了規劃機制，由雲端來規劃其 可連線之 Internet Gateway。此時透過規劃機制，選擇 Relay 較為穩定的連線，減 少換手次數。因此，本論文提出之方法的帄均封包延遲時間會較 AODV+與 GPSR
Figure 5.11 ( a ) Average End to End Delay v.s Vehicle Number with 10 Sessions
0
63
Figure 5.11 ( b ) Average End to End Delay v.s Vehicle Number with 20 Sessions
5.4.8 車輛節點數量對控制訊息成本負載的影響
廣播控制訊息的對象變多，搜尋連線以及 Internet Gateway 的控制訊息數量也就 上升。由於本論文提出之方法多了規劃機制，由雲端來規劃其可連線之 Internet Gateway，減少不必要的 Internet Gateway 搜尋，因而減少環境中的控制訊息成本。因此，本論文提出之方法的控制訊息成本會是最低的。而 GPSR 協定因為比 AODV+協定少了 Internet Gateway 廣播搜尋機制，所以控制訊息成本較 AODV+
小。
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C. 小結
從以上 Signaling Load 分析中，可以得知無論節點的數量多寡，本論文提出 方法的 Signaling Load 均為最小。
Figure 5.12 ( a ) Signaling Load v.s Vehicle Number with 10 Sessions
Figure 5.12 ( b ) Signaling Load v.s Vehicle Number with 20 Sessions
5.4.9 車輛節點數量對入口閘道連線率的影響
65
這組實驗主要目的是要測量加上規劃方法後之入口閘道連線率，並與 AODV+和 GPSR 協定比較。當 Gateway Connectivity Ratio 越小表示車輛與 Internet 連線時間越少，所以此值越大越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.13 中，無論是 AODV+、GPSR 或是本論文所提出之方法，在網 路流量為 10 個 Sessions 或 20 個 Sessions 時，其車輛節點數量低與車輛節點數量 高時，入口閘道的連線率都差不多。不過由於本論文提出之方法多了規劃機制，
由雲端來規劃其可連線之 Internet Gateway，以較長 Link Lifetime 之 Internet Gateway 為優先選擇。並且透過規劃機制，減少 Internet Gateway 的換手次數，
以增加連線時間。因此，本論文提出之方法的入口閘道的連線率會是較高的。而 AODV+協定因為比 GPSR 協定多了 Internet Gateway 廣播搜尋機制，所以入口閘 道的連線率會較 GPSR 高。
C. 小結
從以上 Gateway Connectivity Ratio 分析中，可以得知無論節點的數量多寡，
本論文提出方法的 Gateway Connectivity Ratio 均為最佳。
Figure 5.13 ( a ) Gateway Connectivity Ratio v.s Vehicle Number with 10 Sessions
GAteway Connectivity Ratio(%)
Number of Vehicles
AODV+
Gateway Planning GPSR
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Figure 5.13 ( b ) Gateway Connectivity Ratio v.s Vehicle Number with 20 Sessions
5.4.10 車輛節點數量對網路效能小結
以下表格為車輛節點數量對 Packet Delivery Rate、End to End Delay、Signaling Load、Gateway Connectivity Ratio 的影響。
Table 5.3：車輛節點數量對網路效能比較表
67
5.4.11 Internet Gateway 數量對封包送達率的影響
A. 實驗設計目的
這組實驗主要目的是要測量加上規劃方法後，Internet Gateway 節點數量的 多寡對封包成功傳送率的影響，並與 AODV+和 GPSR 協定比較。當 Packet Delivery Rate 越高表示從來源端成功傳送資料封包到目的端的數量越多，所以此 值越大越好。
B. 實驗結果
在 Figure 5.14 中，不論網路流量為 10 個 Sessions 或 20 個 Sessions 時，在 Internet Gateway 數量少時，本論文提出之方法與 AODV+和 GPSR 協定比較，其 封包成功傳送率均為較高的。主要因為當車輛欲連線至 Internet 時須透過 Internet Gateway，環境中 Internet Gateway 數量少，使得車輛與 Internet Gateway 的連線 選擇數降低。由於本論文提出之方法多了規劃機制，由雲端來規劃其可連線之 Internet Gateway。此時透過規劃機制，選擇較為穩定的 Internet Gateway 連線，
減少斷線次數。因此，本論文提出之方法的封包成功傳送率會較 AODV+與 GPSR 協定為高。而 AODV+協定因為比 GPSR 協定多了 Internet Gateway 廣播搜尋機 制，所以封包成功傳送率會較 GPSR 高。
C. 小結
從以上 Packet Delivery Rate 分析中，可以得知無論 Internet Gateway 節點數 量為多少，本論文提出方法的 Packet Delivery Rate 均為最佳。
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Figure 5.14 ( a ) Packet Delivery Rate v.s Internet Gateway Number with 10 Sessions
Figure 5.14 ( b ) Packet Delivery Rate v.s Internet Gateway Number with 20 Sessions
5.4.12 Internet Gateway 數量對帄均延遲時間的影響
A. 實驗設計目的
這組實驗主要目的是要測量加上規劃方法後，Internet Gateway 節點數量的 多寡對帄均封包延遲時間的影響，並與 AODV+和 GPSR 協定比較。當 End to End
Pac ke t De liver y Ra te ( % )
Internet Gateway Number
P ac ke t De li ve ry R ate (% )
Internet Gateway Number
AODV+
Gateway Planning GPSR
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B. 實驗結果
在 Figure 5.15 中，不論網路流量為 10 個 Sessions 或 20 個 Sessions 時，在
在 Figure 5.15 中，不論網路流量為 10 個 Sessions 或 20 個 Sessions 時，在