QLS 門檻值組合之比較實驗

本小節實驗將 QLS 參數調整分成兩部分做比較分析，最高門檻值之 調整實驗與最低門檻值之調整實驗，於下面兩小節分別介紹。

以下兩項實驗皆包含 1 個 BS 與節點數量由 10 個至 100 個，每次增 加 10 個節點之十種情境。實驗時間為 3 秒，每個 SS 在 0 到 1 秒時隨機 產生一條 VoIP 服務流，並在第 3 秒時結束，而實驗數據將從中採集，並 分別以 4.2 小節所述之平均封包延遲時間與封包遺失率兩種效能分析方 法來進行比較。

在實驗中門檻值設定之實驗對照組以佇列最大長度的三分之一，即 5 為最低門檻值；佇列最大長度的三分之二，即 10 為最高門檻值。並以固 定最高門檻值而變動最低門檻值及固定最低門檻值而變動最高門檻值，

兩種方式進行實驗分析。而模擬實驗的頻寬資源分配相關參數則參考第 三章中的公式（2）與（3）；QLS 對 State 2 設定之 C 值則為 2 個封包數 量。

4.3.1.1. 最高門檻值之調整實驗

本小節實驗將最高門檻值比之對照組以調升與降低的方式進行模擬，

因此我們將分成三種組合情境，如表 4-2。

表 4-2 QLS 最高門檻值調整之分組表

Scenario Tmin Tmax

A 5 8

B 5 10

C 5 12

※B 為對照組

在平均封包延遲時間方面，如圖 4-2 所示，在節點數量低於 60 個時，

由於頻寬資源足夠的情況下，每個佇列皆可以分配到所需的頻寬，因此 平均延遲時間幾乎一致，約 12ms。然而當節點數量超過 60 時，由於 BS 系統運算效能的負荷與頻寬資源逐漸不足時，平均延遲時間開始有逐漸 上升的表現。但是比較三項情境我們可以得知，最高門檻值的調整對平 均封包延遲時間沒有太大的影響，是由於在 QLS 機制當中，規劃最高門 檻值最主要的目的是防止封包遺失的產生，也就是在佇列即將滿溢時，

能夠對該佇列提供較大的頻寬資源。而圖中表現最好的為 Scenario B，較 差的為 Scenario C，其原因為 QLS 每次進行頻寬分配時皆由最長之佇列 開始分配，因此多數佇列裡封包數量都在 State 2 狀態下。雖然我們在 Scenario C 將最高門檻值提升至 12以提高佇列狀態為 State 2之發生機率，

但是在模擬節點增加至 60 個以上時，由圖中可以明顯的看見，由於 Scenario C 提高最高門檻值，導致 QLS 能提供給急需頻寬資源的 State 3 佇列的頻寬比之其他兩種情境來的少，而平均封包延遲時間就表現得略

差；反觀 Scenario A，就算我們將最高門檻值降低至 8 以提高佇列狀態為 State 3 之發生機率；也就是讓佇列中有 11 個封包的佇列，比之在 Scenario B（11-10+1）或 C（C=2）時只能分配到 2 個封包的頻寬配額，在 Scenario A（11-8+1）中卻可以被分配到 4 個封包配額，如公式（2）。即使分配到 Scenario C 更多的資源頻寬，可以避免佇列的滿溢而丟棄封包。三種情境 在節點數量低於 60 時，由於頻寬資源足夠的情況下，每個佇列皆可以分

avg. delay (ms)

number of nodes

A B C

配到所需的頻寬，因此表現皆沒有封包遺失的問題。然而，節點數量超

綜合以上的實驗模擬，三種情境中，Scenario B 的門檻值組合能夠對 佇列的三種狀態提供較適當且公平的管理，因此不管在平均延遲時間或

number of nodes

A B C

佳的最高門檻設定值為 10。

4.3.1.2. 最低門檻值之調整實驗

本小節實驗將最低門檻值比之對照組以調升與降低的方式進行模擬，

因此我們將分成三種組合情境，如表 4-3。

表 4-3 QLS 最低門檻值調整之分組表

Scenario T_min T_max

A 3 10

B 5 10

C 7 10

※B 為對照組

在平均封包延遲時間方面，如圖 4-4 所示，在節點數量低於 60 個時，

平均延遲時間幾乎一致，約 12ms。然而當節點數量超過 60 時，由於 BS 系統運算效能負荷與頻寬資源逐漸不足時，平均延遲時間開始有逐漸上 升的表現。然而與上一小節調整最高門檻值之實驗所不同的是，很明顯 的，調整最低門檻值與平均封包延遲時間有著較大的關係。如圖所示，

可以發現最低門檻值越低表現越好，每一種情境大約有 20ms 的差距。其 原因是由於降低最低門檻值將提高佇列狀態為 State 2 發生的機率，讓佇 列中封包數量為 4 的佇列，原本 Scenario B 與 C 中在正常情況下是無法 被分配到頻寬配額，而在 Scenario A 中（C=2）卻可被固定分配到 2 個；

然而，當佇列中封包數量為 5 的佇列，於 Scenario C 中在正常情況下是

無法被分配到頻寬配額，卻在 Scenario B 中（C=2）卻可被固定分配到 2 個，才會造成這樣的表現差距。

圖 4-4 QLS 最低門檻值調整之平均封包延遲時間比較

在封包遺失率數據方面，如圖 4-5 所示，在延遲時間表現最好的 Scenario A 卻在封包遺失率表現最差。在節點數量高於 60 時，Scenario A 約有平均 0.4%的封包遺失產生。其原因與佇列狀態處於 State 1 之發生機

avg. delay (ms)

number of nodes

A B C

圖 4-5 QLS 最低門檻值調整之封包遺失率比較

number of nodes

A B C