Manhattan 移動模型下之效能表現

本文提出的方法將會利用 4.3 節得到的權重係數結果(列於 Table 4.2)和 AODV[27]、GPSR[28]、DGR[29]在 Manhattan 移動模型中進行模擬比較，模擬 參數設定如 Table 4.1。

4.4.1 車輛數目對封包到達率的影響

這組實驗主要的目的是量測在 Manhattan 移動模型中資料封包可正確送達成 功的比例，而封包到達率越高表示能夠正確送達的資料封包數量越多，所以此值 越大越好。

B.實驗結果

在 Figure 4.10(a)中，由於 AODV 及 GPSR 是用於 MANET 的路由協定，因 此效果會比 DGR 和本文的方法差。其中 AODV 是以 Hop Count 方式挑選 Next-Hop 節點，導致需要較多 Hop 數，以至於封包到達率下降。除此之外，AODV 挑選 Next-Hop 節點沒有考慮資料傳輸的類型，所以挑選的節點未必是最佳接手

Number of Nodes DGR

Number of Nodes DGR

Normalization Non-normalization

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節點；GPSR 則是在傳輸範圍內尋找離目的節點最近的節點作為接手節點，因此 可以使用較少 Hop 數，以減少封包遺失率。另外，GPSR 透過節點位置資訊來尋 找接手節點，在 VANET 環境中已提供節點位置資訊下，效果會比 AODV 路由 協定佳。DGR 本身雖然適用於 VANET 路由協定，但因為只有考慮鏈結存活時 間，針對有頻寬需求的節點，較無法滿足其需求，以至於封包到達率下降，需額 外尋找合適的接手節點，因此會比本研究方法差。在 Figure 4.10(b)中，是要觀察 連線數增加到 10 對時在較高資料流量負載的表現，結果顯示本文提出的方法也 是優於其他路由協定的表現；在 Figure 4.10(c)中，可看出資料傳輸類型為 FTP 時，本文提出的方法效果也會優於其他路由協定的表現。在 Figure 4.10(d)中，是 要觀察連線數增加到 10 對時在較高資料流量負載的表現，結果顯示本文提出的 方法也是優於其他路由協定的表現。

C.小結

從以上在 Manhattan 移動模型下帄均控制訊息分析中，針對 QoS 類型為 CBR，連線數為 5 或 10 對時，建議設定 α=0；QoS 類型為 FTP，連線數為 5 或 10 對時，建議設定 α=1，可以使本論文提出的方法效能表現較佳。本論文提出之 研究方法，不僅針對需要頻寬需求較多的應用評估出合適的接手節點，同時也會 加入鏈結存活時間評估項目，因此無論是 CBR 或 FTP 資料傳輸類型，皆能依 QoS 類型挑選最合適的節點作為接手節點，以增加封包到達率。然而，DGR 雖 然也是用於 VANET 路由協定，但只有考慮鏈結存活時間而忽略頻寬的重要性，

本文提出的方法加入頻寬的考量，可以改善此部分之缺點。

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Figure 4.10(a)：Packet Delivery Rate v.s Number of Nodes(5 Sessions, CBR Transmission Type, α=0)

Figure 4.10(b)：Packet Delivery Rate v.s Number of Nodes (10 Sessions, CBR Transmission Type, α=0)

Figure 4.10(c)：Packet Delivery Rate v.s Number of Nodes (5 Sessions, FTP Transmission Type, α=1)

Figure 4.10(d)：Packet Delivery Rate v.s Number of Nodes (10 Sessions, FTP Transmission Type, α=1)

4.4.2 車輛數目對帄均延遲時間的影響

這組實驗主要的目的是量測在 Manhattan 移動模型中資料封包可正確送達目 的節點所花的延遲時間，帄均延遲時間越低表示能夠越快將資料封包傳送至目的

Packet Delivery Rate(%)

Number of Nodes AODV

Packet Delivery Rate(%)

Number of Nodes AODV

Packet Delivery Rate(%)

Number of Nodes AODV

Packet Delivery Rate(%)

Number of Nodes AODV DGR GPSR Proposed

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效果會比 DGR 及本文提出的方法差。其中 AODV 是以 Hop Count 方式挑選 Next-Hop 節點，因為需要較多 Hop 數，導致帄均延遲時間增加，此外 AODV 挑 選 Next-Hop 節點沒有考慮資料傳輸的類型，所以挑選的節點未必是最佳接手節 點，必頇面臨不斷尋找接手節點的問題；GPSR 則是在傳輸範圍內尋找離目的節 點最近的節點作為接手節點，因此可以使用較少 Hop 數，不僅可以減少封包遺 失率，還因為以位置為基礎的路由方式，可更準確掌握節點位置資訊，以避免在 尋找接手節點時帄均延遲時間較長。DGR 因為只找鏈結存活時間長的節點，對 於環境中有頻寬需求的節點，則需要額外的尋找接手節點，導致帄均延遲時間的 增加，而本文提出的方法有加入頻寬的考量，因此帄均延遲時間較低。在 Figure 4.11(b)中，是要觀察連線數增加到 10 對時在較高資料流量負載的表現，結果顯 示本文提出的方法也是優於其他路由協定的表現；在 Figure 4.11(c)中，可看出資 料傳輸類型為 FTP，本論文提出的方法效果也會優於其他路由協定的表現，顯示 本文的方法在挑選接手節點依不同資料傳輸類型挑選帄均延遲時間較低。在 Figure 4.11(d)中，是要觀察本文提出的方法在連線數增加到 10 對時相對較高資 料流量負載的表現，結果顯示本文提出的方法也是優於其他路由協定的表現。

C.小結

從以上在 Manhattan 移動模型下的帄均延遲時間分析，針對 QoS 類型為 CBR，

連線數為 5 或 10 對時，本文建議設定 α=0；QoS 類型為 FTP，連線數為 5 或 10 對時，建議設定α=1，可以使本論文提出的方法效能表現較佳。尤其在資料傳輸 類型為 CBR 時本文提出的方法效果較佳，帄均延遲時間的改善較明顯。

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Figure 4.11(a)：Average End-to-End Delay v.s Number of Nodes(5 Sessions, CBR Transmission Type, α=0)

Figure 4.11(b) ： Average End-to-End Delay v.s Number of Nodes(10 Sessions, CBR Transmission Type, α=0)

Figure 4.11(c)：Average End-to-End Delay v.s Number of Nodes(5 Sessions, FTP Transmission Type, α=1)

Figure 4.11(d) ： Average End-to-End Delay v.s Number of Nodes(10 Sessions, FTP Transmission Type, α=1)

4.4.3 車輛數目對控制訊息成本的影響

這組實驗主要的目的是量測在 Manhattan 移動模型中資料封包正確送達至目 的節點所花費的控制訊息成本，而控制訊息越低表示能夠越有效率的傳送資料封

Average End-to-End Delay(s)

Number of Nodes AODV

Average End-to-End Delay(s)

Number of Nodes AODV

Average End-to-End Delay(s)

Number of Nodes AODV

Average End-to-End Delay(s)

Number of Nodes AODV DGR GPSR Proposed

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B.實驗結果

在 Figure 4.12(a)中，AODV 是以 Hop Count 方式挑選 Next-Hop 節點，然而 Next-Hop 節點沒有考慮資料傳輸的類型，所以挑選的節點未必是最佳接手節點，

以及 AODV 路由協定適用於 MANET，因此用於車載環境中路由尋找頻率會較 高，導致控制訊息較多；GPSR 則是在傳輸範圍內尋找離目的節點最近的節點作 為接手節點，因此可以使用較少 Hop 數，不僅可以減少封包遺失率，還因為以 位置為基礎的路由方式，可更準確掌握節點位置資訊，以獲得較久的通訊時間，

因此控制訊息比 AODV 來的少。然而上述兩種路由協定皆是用於 MANET 環境，

因此模擬結果沒有 VANET 路由協定好。而 DGR 只考慮鏈結存活時間較長的節 點作為接手節點，忽略頻寬的考量，因此環境中節點較多時效果就會較差，也必 頇面臨不斷地重新尋找合適的接手節點，本文提出的方法加入頻寬的考量以改善 此缺點。在 Figure 4.12(b)中，是要觀察連線數增加到 10 對時在較高資料流量負 載的表現，結果顯示本文提出的方法也是優於其他路由協定的表現；在 Figure 4.12(c)中，可看出資料傳輸類型為 FTP 時，效果會優於其他路由協定的表現，顯 示本文的方法因挑選最佳的接手節點，以保持較久的通訊時間外，也減少重新尋 找節點的次數，使控制訊息不會產生太多。在 Figure 4.12(d)中，是要觀察連線數 增加到 10 對時在較高資料流量負載的表現，結果顯示本文提出的方法也是優於 其他路由協定的表現。

C.小結

從以上在 Manhattan 移動模型下帄均控制訊息分析中，針對 QoS 類型為 CBR，

連線數為 5 或 10 對時，建議設定 α=0；QoS 類型為 FTP，連線數為 5 或 10 對時，

建議設定α=1，可以使本論文提出的方法效能表現較佳。即使車輛密度越高且在 不同資料傳輸類型下，本文提出的方法其效果還是優於其他路由協定的表現。

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Figure 4.12(a) ： Signaling Overhead v.s Number of Nodes(5 Sessions, CBR Transmission Type, α=0)

Figure 4.12(b)：Signaling Overhead v.s Number of Nodes(10 Sessions, CBR Transmission Type, α=0)

Figure 4.12(c) ： Signaling Overhead v.s Number of Nodes(5 Sessions, FTP Transmission Type, α=1)

Figure 4.12(d)：Signaling Overhead v.s Number of Nodes(10 Sessions, FTP Transmission Type, α=1)

4.4.4 Manhattan 移動模型下實驗結果小結

由模擬結果觀察，將 MANET 路由協定套用於 VANET 時路由效果較差。另

Number of Nodes AODV

Number of Nodes AODV

Number of Nodes AODV

Number of Nodes AODV DGR GPSR Proposed

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封包能依據不同資料傳輸類型能應變式且準確的傳送到目的節點，所以本研究方 法在上述三種評估方式皆優於 AODV、GPSR 及 DGR，以符合車載網路中不同 資料傳輸類型的機制。實驗結果整理如 Table 4.3。

Table 4.3 Comparison of Performance of Routing Protocol in Manhattan Mobility Model

Packet Delivery Rate

Average End-to-End Delay

Signaling Overhead AODV[27] Low High High GPSR[28] Low High High DGR[29] Medium Medium Medium

Proposed High Low Low