階層式樹狀網路效能與模擬

將 Layer formation method 分別設定 Layer counter = 2、3、4，也就是為二的倍數 層、三的倍數層、四的倍數層時分別執行回連機制來進行模擬並與 Bluetree 進行數 據比較，模擬取樣次數為 50 次後取帄均值，之後在模擬中統計下列五種參數進行分 析: 微網路個數(Piconet number)、微網路效率(Piconet efficiency)、帄均路徑長(Average hop length)、控制封包(Control packet overhead)、形成時間(Formation time)。

32

5.3.1 微網路個數

微網路個數定義是指在相同的環境節點分布中，一個散網中所形成的微網路個數 如圖 5.3 所示，理論上回連機制只會影響微網內部 Slave 數目，與微網個數無直接影 響，因此相同節點下所產生出的微網個數會趨近相同，故可以看出 Bluetree、Layer formation method 的微網個數相差不大。

圖 5. 3 階層式樹狀網路微網路個數分布圖

33

5.3.2 微網路效率

微網路效率的計算方法是將每個微網 Slave 個數加總後除以微網路數目，所得到 的帄均每個微網路當中有幾個 Slave 節點，如圖 5.4 所示 Layer = 4 的微網效率最好，

其次是 Layer = 3，啟動回連的時機與節點數多寡會影響連結數，間接影響到網路效 率。然而最低效率的是 Bluetree，因為 Layer formation method 是屬於網狀架構所以 會比樹狀架構的 Bluetree 效能優。

圖 5. 4 階層式樹狀網路微網路效率分布圖

34

5.3.3 帄均路徑長

接下來看帄均路徑長，帄均路徑長的定義為兩個節點之間的連線路徑長算 1 跳 (hop)，由一個節點到任一個節點帄均所要走的路徑長，路徑長是指節點間的最短路 徑，然而由圖 5.5 所示，可以看出 Bluetree 帄均路徑長度最長至少需要 5.5 跳(hops)，

而 Layer = 2、3、4 的帄均路徑長度，因為回連時機的早晚多少會影響回連數目，因 此會有些微差距但相差不大，但大概帄均都低於 Bluetree 有 1.3 跳(hops)，由於 Layer formation method 是屬於網狀架構，所以連線的路徑會有比較多選擇，因此帄均路徑 長會比 Bluetree 短。

圖 5. 5 階層式樹狀網路帄均路徑長度分布圖

35

5.3.4 控制封包

控制封包是算全部節點的總連結路徑數目並加以監控數量。並不是說總連結數越 多越好，總連結數越多會增加其 Overhead cost，每多一條鏈路需要去分攤網路速率，

導致網路傳送速率變慢，因此需要管控連結數量，但如果耗費適當的成本可換取更高 的網路效能，對整體網路來說是有益的，由圖 5.6 可明顯得知 Layer = 4 分別大於 Layer

= 3、Layer = 2，當節點數變多時越能看出網狀結構(Layer formation method)與樹狀結 構(Bluetree)連結數上的差異，由於網狀結構的效益比樹狀來得優異，因此相對的需要 耗費較多的 Overhead cost。

圖 5. 6 階層式樹狀網路控制封包分布圖

36

5.3.5 形成時間

形成時間是指在初始所有網路開始傳送資料之前，布建全部節點連結至網路形成 所需的時間如圖 5.7，由於 Bluetree 少了回連機制的連線及等待時間，因此時間上形 成會比 Layer formation method 來的快許多。雖然 Layer formation method 初始時建立 網路所需時間較耗時，但不影響建立網路後資料的傳送，反而能換取較高的網路效能。

圖 5. 7 階層式樹狀網路形成所需時間結果圖

37