車載行動管理相關研究

VANET 的發展促使相關的研究因應而生，如：由傳統無線網路中的路由演算法 演變而成車間路由決策、有效的傳送訊息以降低交通事故、車輛快速移動下如何有 效存取網路等相關應用。在 VANET 中因為網路拓樸會動態的改變，因此在封包路 由上是一大挑戰，車輛的移動速度、方向皆會影響車間路由。其中[8][9][10][11][12]

皆針對車載網路特性提出有效的路由方法。

在 VANET 中，處於對向車道的車輛因行駛方向相反，故連線很快就會中斷，

反之，同向車輛間將會因為行駛於同方向並以相似的速度前進，可維持較長時間且 穩定的連線，因此選擇相同行進方向的臨近節點進行傳輸，對連線通訊上會是較佳 的決策，在[8]中依據車輛的行駛方向將車輛分群，各群被分配在專屬的單位向量中，

以此建立有效且穩定的通訊，但此方法較適合在十字路口當中，無法適用於所有路 況。另外在[9]中透過車輛間的速度向量來得知兩車的行進方向是否為同向，以決定 較為穩定的路由，但由於 VANET 與傳統的位置路由最大的差異在於車輛的移動是 頻繁且隨機的，此方法未針對目的地節點的位置加以考量，如此可能導致無效或錯 誤的路由規劃。針對上列問題，[10]作者結合上述方法並修改為更適用於 VANET 網 路中的路由決策(Position-based Directional Vehicular Routing, PDVR)，透過方向 及速度向量計算傳送端(forwarding)與目的端(destination)間的角度以決定相同方向 之下一端點(next-hop)，藉此可確保封包有效且正確的傳送並減少路由控制封包量

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(control overhead)。車間路由至目前仍然廣受探討與研究，於[11]中提出一可靠的 廣播路由方法叫 RB-MP，此方法依據臨近車輛的移動方向進行分類並有效的運用位 置與速度資訊與臨近車輛維持與建立路由，最後透過車輛間角度的計算選出預廣播 的節點。上述方法可有效且可靠的傳送封包增進封包延遲時間。[12]中提出於車載網 路交叉路口中廣播時，可能面臨到傳送給行駛於反方向之車輛，如此將浪費資源亦 會對整體傳輸造成影響，因此，該作者提出以車輛的相關資訊，如位置、行駛方向 等，作為方向廣播的依據，於多種案例路口中計算車輛與中繼車輛的角度並加以判 斷是否為對向車輛與選擇合適的廣播中繼車輛。

上列相關研究中主要探討於 VANET 中 V2V 傳輸模式下的封包傳輸路由機制，

藉由車路的特性，運用位置、速度等資訊進行有效的封包路由與廣播。然而，希望 於 V2V 傳輸模式下進行有效的路由，需考量是否臨近所有車輛皆願意開放各自 OBU 提供其它車輛作為中繼跳點(Relay node)，若並非所有駕駛皆願意裝載 OBU 並提供 中繼傳輸，加上隱私與安全性上的考量等。此外，由於車子的移動是非常頻繁且隨 機的，因此，要於實際車路行動通訊網路下有效實施 V2V 封包路由仍有許多問題需 克服。而 VANET 中 V2I 傳輸模式下方面主要是因為如前面章節所述，車輛以定點 下的情況進行存取網路與接收資訊，例如，交通意外與道路擁塞等路況資訊、ETC 等。上述方式並非提供使用者於移動下連續性且不間斷的存取網際網路，但現今無

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線網路發展快速且廣受使用，如 WiFI、WiMAX、3G 等，其中又以 WiFi 最為普遍，

若能善用現存的網路服務並有效應用必能使整體的車載網路更加方便且舒適。

在此，本論文將針對於 VANET 中 V2I 傳輸模式下車輛於行進間連續性的存取 網路進行探討，當面臨切換不同 RSU 時如何有效的進行換手使車輛能維持較佳的網 路傳輸。其中，本論文將運用於 VANET 中 V2V 傳輸模式上已廣受探討的位置路由 概念至 V2I 傳輸模式，以輔助車輛可基於位罝與方向性下選擇合適的 RSU 存取網路。

另外在無線行動網路中亦為重要議題之一的行動管理與換手決策也廣受探討。

在快速移動下將需面臨不同基地台間不斷的切換，如此將會導致嚴重的延遲時間及 封包遺失，此兩個為影響換手效能最主要的因素，在[13]中分別針對車載網路中的 V2V 與 V2I 的移動管理進行探討與介紹，其中將可能的問題提出，並介紹相關的研 究，如於車載網路中換手可能面臨位址處理的問題與車間拓樸管理等。而[14]於 IEEE 802.16e 網路中提出一 Adaptive Channel Scanning(ACS)演算法配置其掃瞄周期時 間，提供最短之掃瞄時間資訊給 OBU，即在換手時，當下的 RSU 會建立有關臨近 RSU 的掃瞄時間資訊給 OBU，供 OBU 從中選擇一個最短掃瞄時間的 RSU。[15]

中為於 WiMAX 網路中利用 OBU 之位置資訊，如 Location、距離、方向以預測目標 BS(Base Station)，以降低換手的延遲。除了上述相關研究，相較於 IEEE 802.11p 原始的換手程序所造成的高延遲，[16]中提出一個跨層的快速換手機制，用於高速公 路環境下，移動車輛間的快速換手，利用跨層資訊快速取得欲換手之中繼車輛的相

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關資訊，達到快速換手之設定，以降低換手延遲。主要目的是利用科技來提升 ITS 的效率、安全性與便利性，讓使用者可以更便捷的使用、節省時間，進而提高整體 效能。

關於提升無線網路中換手效能的研究已行之有年，因應不同的應用及需求進行 改進，甚至於異質性網路間之換手處理亦有極多的探討，相關的換手議題皆以針對 無線網路之特性作考慮，但在 VANET 中真正因應車路狀與特性考量換手之研究尚 未普遍，但此亦為 VANET 目前正棘手且待解決之主要問題之一。

本論文將針對 VANET 中 V2I 傳輸模式於市區街道交叉路口環境中，面臨數個 RSU 情況下如何選擇合適的 RSU 進行探討，研究如何提升處於複雜網路環境中快 速移動所造成的換手問題，本論文將利用車路之特性結合 MIH 以提供預先快速換手 決策機制，提升市區街道交叉路口環境中網路使用效能，供駕駛人更完善、健全且 舒服之環境。

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