การวิเคราะห์สมรรถนะของโพรโทคอลการแจกจ่ายข้อมูลในโครงข่ายแอดฮอกสำหรับยานพาหนะ โดยใช้สถาปัตยกรรมชื่อข้อมูล

Abstract

ปัจจุบันงานวิจัยในโครงข่ายแบบไร้สายที่เกี่ยวข้องกับโครงข่ายแอดฮอกสำหรับยานพาหนะได้รับความสนใจเป็นจำนวนมาก เนื่องจากยานพาหนะมีจำนวนบนท้องถนนเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ต้องบริหารจัดการระบบการจราจรให้มีประสิทธิภาพเพื่อลดปัญหาต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น เช่น การเกิดอุบัติเหตุและการจราจรคับคั่ง โดยสาเหตุของปัญหาที่สำคัญอย่างหนึ่งคือ การขาดการติดต่อสื่อสารระหว่างกันเพื่อแลกเปลี่ยนข้อมูลสภาพการจราจรแบบทันท่วงที ด้วยสาเหตุนี้การแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างยานพาหนะกับยานพาหนะ หรือยานพาหนะกับโนดข้างถนน จำเป็นต้องได้รับการประเมินและการแพร่กระจายอย่างถูกต้องภายในระยะเวลาที่เหมาะสมทันท่วงที เช่น ข้อมูลเตือนภัย ดังนั้นเวลาในการแจกจ่ายข้อมูลจึงมีความสำคัญมาก แต่เนื่องจากโครงข่ายแอดฮอกสำหรับยานพาหนะเป็นโครงข่ายที่มีสภาพแวดล้อมเป็นแบบเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ทำให้พบปัญหาการขาดความต่อเนื่องในการรับส่งข้อมูล อย่างไรก็ตาม โครงข่ายการสื่อสารในปัจจุบันที่ใช้โพรโทโคลแบบ TCP/IP ซึ่งใช้ที่อยู่ไอพีในการส่งข้อมูล อาจจะไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่โนดมีลักษณะการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เพราะว่าโนดต้องมีการคำนวณหาเส้นทางในการส่งข้อมูลใหม่ หลังจากที่เส้นทางขาดความต่อเนื่องในการรับส่งข้อมูล ดังนั้นสถาปัตยกรรมชื่อข้อมูล (named data architecture) หรือ โครงข่ายชื่อข้อมูล (named data network : NDN) เป็นสถาปัตยกรรมอินเทอร์เน็ตในอนาคตที่นำมาแก้ปัญหาของสถาปัตยกรรมอินเทอร์เน็ต TCP/IP ซึ่งมุ่งเน้นการให้บริการข้อมูลตามที่ผู้ร้องขอต้องการ โดยไม่จำเป็นต้องสร้างเส้นทางก่อนการร้องขอข้อมูล อีกทั้งยังสามารถส่งการร้องขอข้อมูลด้วยชื่อออกไปและสามารถเก็บข้อมูลไว้ในขณะที่โครงข่ายมีจำนวนโนดเบาบาง ในงานวิจัยนี้จึงได้เสนอโพรโทคอลการแจกจ่ายข้อมูลสำหรับโครงข่ายแอดฮอกสำหรับยานพาหนะ โดยใช้สถาปัตยกรรมชื่อข้อมูล ซึ่งมีการติดตั้งโนดข้างถนนเพื่อช่วยในการแลกเปลี่ยนข้อมูลการจราจรให้มีประสิทธิภาพโพรโทคอลที่เสนอนี้เรียกว่า โครงข่ายชื่อข้อมูลโดยมีโนดข้างถนนเป็นผู้ช่วย (roadside unit assisted of named data network : RA-NDN) ซึ่งกำหนดให้โนดข้างถนนไม่ต้องเชื่อมต่อกับศูนย์กลางข้อมูลหรือศูนย์ประมวลผล และให้คุณลักษณะของโนดข้างถนนเหมือนกันกับยานพาหนะ เช่น รัศมีการสื่อสาร เป็นต้น ในการประเมินสมรรถนะของโพรโทคอลที่นำเสนอ โดยใช้โปรแกรมจำลองการสื่อสาร (NS3) และโปรแกรมจำลองการจราจร (SUMO) บนพื้นฐานข้อมูลจริงจากโครงการสาทรโมเดล ถนนสาทร กรุงเทพมหานคร ผลการจำลองที่ได้เมื่อเปรียบเทียบโพรโทคอลที่นำเสนอ (RA-NDN) กับโครงข่ายชื่อข้อมูลแบบดั้งเดิม (V-NDN) ภายใต้เงื่อนไขความหนาแน่นของยานพาหนะ รัศมีการสื่อสาร และจำนวนผู้ร้องขอ พบว่า โพรโทคอลที่นำเสนอสามารถลดปริมาณทราฟฟิกในระบบ และเวลาการแจกจ่ายข้อมูลโดยรวม อีกทั้งยังสามารถเพิ่มอัตราส่วนการรับแพ็กเกตข้อมูลสำเร็จและค่าวิสัยสามารถ