第五章 實驗結果與模擬分析
5.2 實驗模擬環境及參數設定
5.2.2 Intersection model
另外，我們也模擬城市中的道路場景，我們利用 mobility generator tools 產生出十字路口 的場景(intersection model)，intersection model[25]網路拓樸如圖 5-2 所示，我們所產生的 intersection model 為一個城市場景中的十字路口，分為南北向與東西向道路，每個方向各一個 車道，南北向與東西向的道路全長為 700 公尺，我們一樣會將危險車輛放置在 intersection model 的 100~600 公尺之間的範圍，避免危險車輛放置在道路的末端；而其他車輛則會隨機分佈在
圖 5-1：Freeway model 圖 5-2：Intersection model
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intersection model 中。車輛行駛至路口時會以隨機的方式決定行走的方向，車輛左轉、右轉及 直行的機率分別為 0.25、0.25 及 0.5。整個實驗的模擬過程為 10 秒。詳細的實驗參數設定如表 5-1 所示。
表 5-1：Simulation parameters setting
Parameter Value
Simulation time 10s
Mobility model
Freeway model Intersection model Area of freeway model 300m x 1000m Area of intersection model 700m x 700m
Freeway length 1km
Intersection length 700m Amount of vehicles 20, 40, 60, 80, 100
Avg. speed (m/s)
Freeway model ：20, 25, 30, 35, 40 Intersection model：5, 10, 15, 20, 25
MAC Protocol
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5.3 實驗結果與模擬分析
我們將透過 NS2 模擬實驗，了解我們所設計的 Fault-Tolerant Broadcast Protocol (FTBP)、
Farthest Node First Protocol (FNFP) 與 其 他 方 法 如 Simple Broadcast Protocol (flooding) 及 ACK-based Broadcast Protocol(ACK-based)在車載無線網路上的效能。我們主要觀察以下幾個 performance metric： number of alert message, number of ACK message, total number of message, penetration rate 及 transmission delay of alert message，以及比對在不同環境中，觀察我們所提出 的方法在哪種環境下會比較好。performance metric 的主要量測方式如下所述：
(1) Number of alert message
Number of alert message 量測的是整個模擬的過程中，不同的方法的 alert message 所被廣 播的總數量，如公式 5-1 所示；i 為節點的編號，n 指的是節點的數量，Mi代表第 i 節點所廣 播的 alert message 的數量。其量測的目的是，想要了解各種不同方法所廣播的 alert message 之 數量，若廣播過多的 alert message 可能會增加廣播風暴發生的機率。
(5-1)
(2) Number of ACK message
Number of ACK message 指的是整個模擬過程中，不同的方法中 ACK message 所被廣播的 總數量，如公式 5-2 所示；i 為節點的編號，n 指的是節點的數量，Ai代表第 i 節點所廣播的 ACK message 的數量。其量測的目的主要是想要了解，各個不同的方法挑選 relay vehicle 時，
所需花費的 ACK message 數量。
(5-2)
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(3) Total number of message
Total number of message 指的是，在整個模擬過程中，不同方法的 alert message、ACK message 及 ACK_response message 所被廣播的總數量，如公式 5-3 所示；i 為節點的編號，Mi 代表的第 i 節點所廣播的 alert message 的數量，Ai代表第 i 節點所廣播的 ACK message 的數量，
Ri代表第 i 節點所廣播的 ACK_response message 的數量。其量測的目的是想要了解在整個模擬 過程中所有不同類型的訊息所被廣播的總數量。
(5-3)
(4) Penetration rate
Penetration rate 指的是，在 risk zone 中實際接收到 alert message 的車輛數與在 risk zone 中 的車輛總數之間的比率，如公式 5-4 所示。risk zone 指的是在危險車輛後方且與危險車輛相同 車道的車輛。其量測的目是想了解在 risk zone 中的車輛是否能夠正確接收到 alert message。
在 中接收到 的車輛數
在 的車輛數 (5-4)
(5) Transmission delay of alert message
Transmission delay of alert message 為模擬過程中，車輛接收到危險車輛所廣播的 UID 0 alert message 的延遲時間總合除以接收到危險車輛所廣播的 UID 0 的 alert message 車輛數，計 算的方式如公式 5-5 所示。其量測的目的是想要了解車輛接收到 alert message 的 delay time， 越 低的 delay time，就能夠提供駕駛越多的反應時間，藉以減少事故發生的機率。
(5-5)
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5.4 Freeway model
本實驗主要是量測在 freeway model 中，各種不同方法 FTBP、FNFP、ACK-based Broadcast Protocol 及 flooding method 其效能上的差異。另外，由於 NS2 中的 IEEE 802.11p 模組有些許 問題，導致數據資料有誤差的情況發生，這部份我們將於下一個小節，問題與討論中描述並討 論。為了取得正確的數據資料，我們除了使用 IEEE 802.11p 模擬外，我們也另外使用了 IEEE 802.11b 來進行模擬比較，以取得較正確的數據資料。