為了驗證本論文所提出得適應性聚集封包機制可以在有限的 delay 下,提升 壓縮的效益。本章將利用數學模式的分析,利用 hop delay 和 hop 數來評估壓縮 比率。
4.1 數值分析項目
本篇論文我們採用 multi-hop 的情境來進行初步的效能分析並評估了壓縮 比率。如圖 4-1 所示,相鄰的車輛間可以直接的進行通訊,並考慮 hop delay 和 hop 數來評估適應性聚集封包演算法。
圖 4-1:車載 multi-hop 環境
我們假設原本的封包標頭為 20 byte,並假設在聚集封包時所搭配的標頭壓 縮技術能將封包標頭壓縮到 8 byte。那麼,如公式 1 所示,壓縮比率 (CR) 即 可計算求出,n 為即將聚集的封包數目,如公式 2 所示,end to end delay 等於要 聚集封包之間的 delay (interframe delay) 加上 hop delay,我們採用的 codec 為 G.729A,所以 interframe delay 為 0.125 ms。
%
End_to_End_delay = Interframe_delay + Hop_delay (2)
4.2. 效能評估
如圖 4-2 所示,為依據公式 1 所計算得出的結果,我們計算出不同的聚集 封包數量的壓縮比率,我們可以很明顯的看到當聚集封包數目越多時,壓縮比 率也越高,且壓縮比率也會趨於穩定接近 60%。
圖 4-2:聚集封包數量的壓縮比率
接下來,我們考慮 hop delay 和 Hop 數來評估適應性聚集封包演算法,在本 篇論文裡,我們都是評估固定的 hop delay 的情況,如圖 4-3 所示,我們比較了 hop delay=1 ms,5 ms,10ms,在不同的 hop 數時,能聚集封包的最大數目,可以 發現當 hop delay 越少時,能聚集的封包數目則是越多,隨著 hop 數越來越多,
RTT 時間也越高,依據適應性聚集封包演算法,能聚集的封包數目也會降低,
以固定的 hop delay=5 ms 來說,當 hop 數目為 8 時,RTT 時間也約為 80ms,已 經接近我們設定的 threshold=80 ms,所以能聚集的封包數目約為 1~2,但以固 定 hop delay=1 ms,可以看到 hop 數可到 32 以上,聚集的封包數才下降到 1~2。
圖 4-3:不同 hop count 的最大聚集數量
圖 4-4:不同 hop count 的壓縮比率
如圖 4-4 所示,我們根據了圖 11 所顯示的聚集封包數目,利用公式 1 求出 壓縮比率,我們比較了 hop delay=1 ms,5 ms,10ms,在不同 hop 數時的壓縮比率,
可以看到當聚集封包數目為 2 時壓縮比率只有 30%,若是其它大量的聚集封包 數目時,因為壓縮比率趨於穩定,所以壓縮比率皆可接近 60%。
如圖 4-5 所示,我們比較了 hop=1 ,5 ,10,在不同的 hop delay 時,能聚集封 包的最大數目,可以看到當 hop delay 越高時,能聚集的封包數也會降低,以 hop delay=1 ms 來說,hop 數越少的也如預期的聚集封包數目越大,且當 hop delay=4 ms 時,hop 數 10 的 RTT 時間已經接近 threshold=80 ms,所以可聚集的 封包數目則降為 1~2,我們也可以發現,hop 數越少的,更可以平穩的聚集封包 數,如 hop=1,這也是我們可預期的,因為 hop 數越小,delay 上升不會太快,
則聚集的封包數目可較多。
圖 4-5:不同 hop delay 的聚集封包數量
透過上述效能分析的結果,我們發現利用適應性聚集封包的演算法,可達 到在壓縮效益下和 delay 作一個平衡,以提昇在車載無線網路環境中使用標頭 壓縮資料傳輸的壓縮比率和提高 throughput 。