I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20 ,   pp .   2 91~ 30 2   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 7 .i 1 . pp291 - 302             291       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Pe r f o r m a n c e   c o m p a r i s o n   o f   m u l t i c a st   M A N E T   C R N   s y st e m b a sed  o n   POS   sch e m e   w i t h   d i f f e r e n t   t y p e o f   r o u t e r   p r o t o c o l   a l g o r i t h m s       B as m N a z ar   N ad h i m ,   S ar ab   K am al   M ah m oo d   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt m e n t ,   Co l l e ge   o f   e n gi n e e r i ng,   M us t a n s i ri y a h   U ni v e r s i t y ,   I r a q       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e M a y   30 ,   2019   R e v i s e J un   1 ,   2019   A c c e pt e J un   15 ,   201 9       A   m ul t i - l a y e r   m ul t i - ho m e c ha ni s m ,   w i t o ne   o f   t hr e e   di f f e r e nt   t y pe s   o f   r o ut e r   pr o t o c o l   a l g o r i t hm s   ( S t e i n e r   m i n i m a l   t r e e   ( S M T ) ,   s ho r t e s t   pa t t r e e   ( S P T )   a nd  m i n i m a l   s pa nni ng   t r e e   ( M S T ) )   w a s   e m p l o y e f o r   t he   c ons t r uc t i o o f   m ul t i - c a s t   M A N E T   C R N s .   T h e   pr o ba bi l i t y   o f   s uc c e s s   ( P O S )   u s e a s   t h e   c ha nne l   a s s i g nm e nt   s c he m e ,   i s   de pe nde n t   o t he   a v a i l a b i l i t y   o f   t h e   c ha nne l ,   a nd  t h e   r e qui r e t r a ns m i s s i o t i m e .   I t   w a s   a pp l i e t o   t h e   ne t w o r k   a f t e r   t he   c o n v e r s i o o f   t he   ne t w o r k s   r a ndo m   t o po l ogy   i nt o   o ne   of   t he   t hr e e   a l g o r i t hm s   ( S M T ,   S P T   o r   M S T ) .   T hi s   f a c i l i t a t e t he   s e l e c t i o o f   a e f f i c i e nt   c ha nne l   f o r   t he   t r a n s m i s s i o o f   t he   C R   us e r s   d a t a ,   und e r   t he   e f f e c t   o f   t he   R a y l e i g f a di ng   c ha nne l .   T h r e e   i dl e   p r o ba b i l i t y   c i r c um s t a nc e s   ( i . e . ,   = 0. 1,   0. 5 ,   0 . 9 ) ,   a nd  di f f e r e nt   ne t w o r pa r a m e t e r s ,   w e r e   us e t o   c om pa r e   t he   pe r f o r m a nc e   o f   t he   C R N   w i t t h r e e   r o ut i ng   pr o t o c o l s   i t e r m s   o f   t hr o ug hput ,   a nd  pa c ke t   de l i v e r y   r a t e   ( P D R ) .   A c c o r di ng   t o   t he   s i m u l a t i o r e s ul t s ,   f o r   a   hi g t r a f f i c   l o a o f   P U s   ( P I = 0 . 1)   a t   di f f e r e nt   n e t w o r k   pa r a m e t e r s ,   t h e   C R N   w i t t he   S P T   a l g o r i t hm   pe r f o r m e be t t e r   t ha t h e   C R N   w i t t h e   S M T   o r   M S T   a l g o r i t hm .     Ke y w or ds :   CR N   M A N E T     MST   SMT   S P T     C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   B a s m a   N a z a r   N a d hi m ,   E l e c t r i c a l   E n gi n e e r i n g   D e pa rt m e n t ,   M us t a n s i ri y a h   U ni v e r s i t y ,   B a g h da d ,   I r a q.   E m a i l :   b e s m a . n a z a r@ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     In   t h e   l a s t   de c a de ,   w i r e l e s s   s e r v i c e s   h a v e   ga i n e ra pi po pul a r i t y .   N um e r o us   c o un t r i e s   ha v e   a do pt e d   t h e   f i xe s p e c t r um   a l l o c a t i o n   m e t h o do l o g y ,   i n   w h i c h   a   m a j o r i t y   of   t h e   a v a i l a b l e   ra di o   s pe c t r um   ha s   a l r e a dy   b e e n   a s s i g n e fo r   di f fe r e n t   s e r v i c e s   [1 - 3] .   H ow e ve r ,   a   m a j o r   c h u n o t h e   a s s i g n e s pe c t r um   ha s   b e e n   e m pl oy e s p o r a di c a l l y   a n t h e   r a n ge   o f   ge o gr a p hi c a l   v a ri a t i o n s   i n   t e rm s   o f   t h e   us a ge   o f   a s s i gn e s pe c t r u m   f a l l s   b e t w e e n   15%  a n 85 a c c o m pa n i e by   a   h i g h   v a r i a n c e   i n   t i m e   [ 4 ].   I n   f a c t ,   a s   pe r   a   r e c e nt   s t udy   do n e   by   t h e   F e de r a l   Co m m u ni c a t i o n s   Co m m i s s i o n   (F C C),   m a j o r i t y   o f   s uc h   l i c e n s e s pe c t r u m s   w e r e   s t i l l   un o c c upi e fo r   l a rge   t i m e   pe ri o ds   [ 5,   6] .   W e   h a v e   put   f o r w a rd   dy n a m i c   s pe c t rum   a c c e s s   (D S A ),   a l s o   r e f e r r e t o   a s   c o gn i t i v e   r a d i o ,   a s   a   s ub s t i t u t e   po l i c y   t o   a l l o w   e f f i c i e n t   us e   of   t h e   r a d i o   s pe c t r u m   [ 7,   8 ] .   T hus ,   i t   c a b e   c o n s i de r e a s   a   po t e n t i a l   t e c hni que   t ha t   c a n   b e   a ppl i e i f ut ur e   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n s   t o   a d d r e s s   t h e   s pe c t r um   s c a r c i t y   i s s ue   [ 9 ].   A s   pe t h e   F CC ,   c o gni t i v e   ra di o s   (CR s a r e   ra di o   s y s t e m s   t h a t   c a a l l o w   c o n duc t i n s pe c t r um   s e n s i n u n i nt e rrupt e dl y ,   dy n a m i c a l l y   de t e c t   s pe c t r um s   t h a t   a r e   u n us e a n t h e f un c t i o n s   i n   t h o s e   s pe c t r um   h o l e s   i n   w hi c h   t h e r e   a r e   i d l e   l i c e n s e (p r i m a r y r a di o   s y s t e m s   [ 10 ].   I o t h e w o r ds ,   i t e rm s   o f   CR N ,   s e c o n da r y   us e r s   (S U s c o ul e m pl oy   s pe c t r u m   a c c e s s   o pp o r t u ni t i e s   t o   pe r f o r m   unl i c e n s e t r a n s m i s s i o n s   w h e n   t h e   l i c e n s e s pe c t r u m   i s   n o t   oc c upi e by   pr i m a r y   us e r s   (P U s [ 11 - 1 3] .   In   N e xt   G e n e ra t i o n   (xG n e t w o r ks ,   e m pl oy i n c o gn i t i v e   r a di o s   c a n   h e l i de n t i fy   un ut i l i s e s pe c t r um   a s   w e l l   a s   s pe c t r um   s ha r i ng  w i t h   n o   di s a dv a nt a ge i nt e r j e c t i n w i t h   o t h e r   us e r s   (S pe c t r u m   s e n s i n g) ,   c a pt u ri n t h e   b e s t   a v a i l a b l e   s pe c t r um   t ha t   i s   i n   pa r   w i t h   t h e   c o m m uni c a t i o de m a n ds   o f   t h e   us e r   (S pe c t r u m   m a n a ge m e nt ),   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     291 - 302   292   m a i n t a i t ra c t a b l e   c o m m u n i c a t i o e xi ge n c i e s   w h e s h i f t i n g   t o   be t t e r   s pe c t r um   (S pe c t r um   m o b i l i t y a n o f fe r   a n   e qui t a b l y   s p e c t r um   t ha t   a l l o w   a s s i gn i n m e t h o a m o ngs t   c o h a b i t a t i o n   xG   us e r s   (S p e c t r u m   s ha r i ng  )     [ 4,   14 ,   15] .   B a s e o n   t h i s   de f i ni t i o n ,   t h e r e   a r e   t w o   k e y   c ha r a c t e r i s t i c s   pe r t a i ni n t o   t h e   c o gn i t i v e   r a di o :   Co gn i t i v e   c a pa b i l i t y   t h a t   a l l o w s   i n f o r m a t i o n   s e n s i n f o r   t he   r a di o   t e c hn o l o g y   f r o m   i t s   ra di o   e n v i r o n m e n t ,     a n r e c o n f i gura b i l i t y   t ha t   a l l o w s   d y n a m i c   pr o g r a m m i n o f   t h e   r a d i o   b a s e o n   t h e   r a d i o   e n v i r o n m e n t   [ 4,   14 ] .   F i g u r e   1   pr e s e n t s   t h e   n e e de m i s s i o n   pe rt a i n i ng  t o   a da pt i v e   o pe r a t i o n   f o r   o p e n   s pe c t r um ,   w h i c h   i s   a l s r e f e rr e a s   t h e   c o gni t i v e   c y c l e .   T h e   ke y   s t e ps   i n   t h e   c o gni t i v e   c y c l e   i n c l ude   s pe c t r u m   a na l y s i s ,   s pe c t r u m   s e n s i n a n s pe c t rum   de c i s i o n   [ 14 ] .   N um e r o us   ke y   a ppl i c a t i o n s   a r e   a s s o c i a t e w i t h   c o gni t i v e   r a d i o .   F o r   i n s t a n c e ,   f o r   ra d i o   i n t e r o pe r a b i l i t y ,   c o gn i t i v e   r a d i o   pl a y s   a   ke y   t e c h n o l o gy   i n   t h e   U S   m i l i t a r y   (i . e .   J T R S   pr o g r a m ) ,   f ut u r e   m o b i l e   b a s e   s t a t i o n s   a nd  pub l i c   s a f e t y   (i . e .   S A F E CO M   p r o gra m ).   F o m u l t i - h o a h o c   n e t w o r ks ,   CR   i s   r e ga r de a s   t h e   r a d i o   pl a t f o r m .   M ul t i c a s t   i s   a   ke y   s e r v i c e   t h a t   t h e   a h o c   n e t w o r ks   n e e t s uppo r t   [1 6] .   A   m o b i l e   a d - h o c   n e t w o r (M A N E T i n c l ude s   m o b i l e   n o de s   w i t h   n o   r e qui r e m e n t   f o r   i n f r a s t r uc t u r e   [1 7 ] .   M A N E T   c a n   b e   c o n s i de r e a s   a   s e l f - o r g a n i s i ng  n e t w o r w i t h o ut   i n f r a s t ruc t u r e ,   w h e r e i n   e a c h   o f   t h e   pa rt i c i p a t i n de v i c e s   c a r e c e i ve   a s   w e l l   a s   s e n d   da t a   a l o n g   w i t m o b i l i t y   m o de l   t ha t   i s   i n de pe n de n t .   T h e   M A N E T   a h o c   n e t w o r ha s   t h e   a b i l i t y   t o   c h a nge   l o c a t i o n s   a s   w e l l   a s   c o n f i gur e   i t s e l f   [1 8 ].   M ul t i c a s t i n g   i s   e m pl o y e w h e n   t h e r e   i s   a   n e e f o r   a pp l i c a t i o n s   t o   s e n d   t h e   s a m e   d a t a   m ul t i p l e   de s t i na t i o n s .   T h e   c o m m un i c a t i o n   c o s t s   fo r   a ppl i c a t i o n s   c a n   b e   de c r e a s e w i t h   m ul t i c a s t i n g ,   w h e n   t h e r e   i s   a   n e e t o   s e n t h e   s a m e   da t a   t o   m u l t i pl e   r e c i pi e nt s .   I n   pl a c e   o f   s e n di n t hr o ugh   m u l t i pl e   u n i c a s t ,   m ul t i c a s t i n h e l ps   t o   r e duc e   t h e   l i n b a n dw i dt c o n s um p t i o n,   de l i v e r y   de l a y   a n d   r o ut e r   p r o c e s s i n g   [1 9 ] .   C l a s s i f i c a t i o n   o f   t h e   e xi s t i n m u l t i c a s t   r o ut i n p r o t o c o l s   pe r t a i n i ng  t o   t h e   M A N E T s   c o ul be   d o n e   i n t o   m e s h - b a s e a n t r e e - b a s e d.   T h e   d i f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e s e   pr o t o c o l s   l i e s   b a s e o n   t h e   pa t h   r e du n d a n c y   be t w e e n   r e c e i ve r s   a n d   s e n de r s .   T r e e - b a s e pr o t o c o l s   off e r   j us t   a   s i n gl e   pa t h   b e t w e e n   r e c e i v e r s   a n s e n de r s ,   w hi l e   m e s h - b a s e d   pr o t o c o l s   off e r   m ul t i p l e   pa t h s   [ 20 21 ] .   I n   r e c e n t   y e a r s ,   t h e r e   ha v e   be e n   n u m e r o us   r o ut i n p r o t o c o l s   pe r t a i ni n t o   CR N s   t h a t   h a v e   b e e n   put   f o r w a rd  a nd  e xa m i n e d.   M o r e   c o m m o n l y ,   t h e s e   p r o t o c o l s   foc us   o e i t h e r   pi c ki ng  t h e   c h a nn e l   t h a t   po s s e s s e s   t h e   m a xi m u m   a v e ra ge   s pe c t r um - a v a i l a b i l i t y   t i m e   o r   t h e   b e s t - qua l i t y   c h a nn e l .   I n   a   CR N ,   bo t h   t h e   n e e de t ra n s m i s s i o n   t i m e   a n s pe c t r u m - a v a i l a b i l i t y   t i m e   c a n   c o n s i de r a b l y   a f fe c t   r o ut i ng   a nd  n e t w o r c o n n e c t i v i t y .   S pe c i f i c a l l y ,   a   s i g n i f i c a n t   r e duc t i o n   i CR N   pe r f o r m a n c e   s pe c t r u m - a v a i l a b i l i t y   t i m e   c o ul r e s ul t   w h e n   t h e r e   i s   s m a l l e r   a v e r a ge   s pe c t r u m - a v a i l a b i l i t y   t i m e   of   a n   a s s i g n e c h a nn e l   t h a n   w ha t   i s   n e e de fo r   t h e   t ra n s m i s s i o n   t i m e   o v e r   t ha t   c h a nn e l .   E v e n   w o r s e ,   t h i s   i s s ue   b e c o m e s   e v e n   m o r e   v i t a l   i n   m ul t i - h o CR N s   w h e n   t h e r e   a r e   a   l o t   o f   m ul t i p l e   l i nks   i n v o l ve d.   N e t w o r pe r f o r m a n c e   c a n   b e   e nh a n c e by   e m pl oy i n a   di v e r s e   c h a nn e l   qua l i t y   a s   w e l l   a s   s pe c t r um   a v a i l a b i l i t y   m o r e   e ff i c i e n t l y ,   pr o v i de d   t h e s e   a r e   c o n s i de r e by   t h e   c o gn i t i v e   r o ut i n p r o t o c o l   de s i gn   [ 22 ] .   A pa rt   f r o m   e m pl o y i n e ff i c i e n t   c ha nn e l   a s s i g n m e nt   t o   s e l e c t   t h e   be s t   c h a nn e l   fo r   da t a   t r a n s m i s s i o n   i n   m ul t i   h o m ul t i c a s t   c o gn i t i v e   r a di o   n e t w o r k,   t h e   m a nn e r   i n   w h i c h   n e t w o r t o po l o g y ’s   c o nn e c t i o n   a l s o   pl a y s   a n   i m po rt a nt   r o l e   i n   e nha n c i n t h e   s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   T h e   f un c t i o n   o f   t r e e - b a s e m ul t i c a s t i n p r o t o c o l s   i s   b a s e o n   t h e   t r e e   c o n s t r uc t i o n   f o r   t h e   ov e r a l l   g ra p h   t ha t   c o n n e c t s   a l l   t h e   m ul t i c a s t   g r o ups   i n   a n   a c y c l i c   s ub gr a p h   t o ge t h e r.   I n   a   t r e e   s t ruc t u r e ,   t hr o ug a   s i n g l e   pa t h,   e v e r y   n o de   c o ul r e a c o ut   t o   a n y   of   t h e   o t h e n o de s .   T w o   f un da m e n t a l l y   s e pa ra t e   a pp r o a c h e s   c a n   b e   c o n s i de r e f o r   t h e   c o n s t ruc t i o o f   m ul t i c a s t i n t r e e s :   e m pl oy i n m i ni m um   c o s t   t r e e s   (M CT s o r   ‘s h o rt e s t   pa t h   t r e e s ’  (S P T s ).   T h e   fo r m e r   a pp r o a c h   i s   a i m e a t   de c r e a s i n t h e   o ve r a l l   e dge   c o s t   of  t h e   t r e e ,   w h i l e   t h e   l a t t e r   a pp r o a c h e l ps   t o   r e duc e   e a c r e c e i ve r ’s   d i s t a n c e   f r o m   t h e   s e n de r   [ 23 ].   In  t hi s   r e s e a r c p a pe r,   w e   ha v e   e m pl oy e t h e   m ul t i - l a y e r   m ul t i   h o m u l t i c a s t   M A N E T   CR N   t ha t   i n c l ude t hr e e   t y pe s   of   r o ut e r   pr o t o c o l   a l go r i t hm s   (s h o r t e s t   pa t h   t r e e   (S P T ),   S t e i n e r   m i n i m a l   t r e e   (S M T a n d   m i ni m a l   s p a nn i ng  t r e e   (M S T ))  f o r   CR N .   T o   e nh a n c e   t h e   n e t w o r pe r f o r m a n c e   w i t h   r e ga rds   t o   t h e   t hr o ug h pu t   a n pa c ke t   de l i v e r y   r a t e   (P D R ),   w e   e m pl oy e t h e   pr o b a b i l i t y   of   s uc c e s s   (P O S a s   t h e   c h a nn e l   a s s i g nm e n t   s c h e m e ,   w h i c h   i s   a pp l i e t o   t h e   n e t w o r po s t   t ra n s f o r m a t i o of   t h e   n e t w o r k’s   ra n do m   t o po l o g y   t o   o n e   of   t h e   t hr e e   r o ut e r   p r o t o c o l   a l go r i t h m s .   T hi s   a l l o w s   s e l e c t i ng  a n   e f fi c i e n t   c ha nn e l   f o r   da t a   t ra n s m i s s i o n   b a s e o n   t h e   c h a nn e l ’s   a v a i l a b i l i t y   a n t h e   n e e de t r a n s m i s s i o n   t i m e .   A   c o m pa r i s o n   o f   t h e   m ul t i - l a y e r   m ul t i - h o m u l t i c a s t   M A N E T   CR N   s y s t e m ’s   pe r f o r m a n c e   a l o n w i t h   t h e s e   t hr e e   a l go r i t hm s   a s   w e l l   a s   P O S   s c h e m e   w a s   do n e   t c h e c i f   e a c h   o f   t h e   r o ut e r   p r o t o c o l   a l go ri t hm s   s h o w s   t h e   b e s t   pe r f o r m a n c e   v e r s us   o t h e r s   a t   v a r i o us   t ra f f i c   l o a ds   o f   P U   a n d i f f e r e n t   n e t w o r pa ra m e t e r s .   T h e   r e s t   o f   t h e   pa pe r   i s   s t r uc t u r e a s   f o l l ow s :   S e c t i o n   p r e s e n t s   t h e   r e l a t e w o r of   pr a c t i c e s   a n d   m e t h o ds   f o r   m ul t i c a s t i n n e t w o r c h a nn e l   a s s i g n m e nt   a n t h e   r o ut i n p r o t o c o l   fo r   un di r e c t e gra p h.     S e c t i o n   pr e s e n t s   t h e   r o ut e r   pr o t o c o l   a l go r i t hm s   fo r   a   m ul t i c a s t i n n e t w o r k.   T h e   s y s t e m   m o de l   fo r   t h e   r e c o m m e n de m ul t i c a s t   p r o t o c o l   i s   pr e s e n t e i S e c t i o n   4.   L a s t l y ,   t h e   s i m ul a t i o n   o ut c o m e s   a n c o n c l us i o n s   a r e   p r e s e n t e d   i S e c t i o n s   5   a n 6,   r e s pe c t i v e l y .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   c om par i s on   o f   m u l t i c as t   M A N E T   C R N   s y s t e m ’s   bas e d   o n   P O S…   ( B as m Naz ar   Na dhi m )   293       F i g u r e 1.   Co gni t i v e   r a di o   c y c l e       2.   R ELA TED   WO R K S   In   c o gn i t i v e   r a d i o   n e t w o r ks ,   m ul t i c a s t i n s e e m s   a   c h a l l e n gi n i s s ue   b e c a us e   o t h e   d y n a m i c   na t u r e   pe r t a i ni n t o   t h e   a v a i l a b l e   s pe c t rum   o ppo rt u n i t i e s   f o r   s e c o n da r y   us e r s .   T h e   m u l t i c a s t   c o gni t i v e   r a d i n e t w o r k’s   pe r f o r m a n c e   i s   i m p r o v e w i t r e ga r ds   t o   t h e   t hr o ug h pu t   a nd  v a r i o us   pa ra m e t e r s   by   e m pl oy i n di f fe r e nt   m e t h o ds   a n t e c hn i que s   fo r   c ha nn e l   a s s i g n m e n t   a s   w e l l   a s   c o n s t r uc t i ng  t h e   r o ut i ng  t r e e   f r o m   ra n do m   u ndi r e c t e t o po l o g y   [23].   T o   e s t a b l i s e ff i c i e n c y ,   t h e r e   i s   a   n e e f o r   t r e e - s ha pe t o po l o gi e s   pe r t a i n i n t o   m u l t i c a s t   c o nn e c t i o n s .   T ra n s m i s s i o n   o f   a   m i n i m um   num b e r   o f   da t a   pa c ke t s   c o ul b e   d o n e   i pa r a l l e l   t o   s e ve r a l   de s t i na t i o n s   a l o n t h e   t r e e   b r a n c h e s ,   w h e re   dupl i c a t i o n   i s   pe r f o r m e o nl y   fo r   t r e e   b r a n c h e s   [24].   I [24] ,   i de nt i f i c a t i o n   o f   S t e i n e r   t r e e s   p e rt a i n i ng  t o   t h e   t o po l o g y   of   m ul t i c a s t   c o nn e c t i o n s   f o r   c o m m uni c a t i o n   n e t w o r ks   c a n   b e   do n e   w h e n   t h e   p r i m a r y   a i m   i s   c o s t   o pt i m i s a t i o n .   I n   [25 ],   p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   m e t h o pe rt a i n i n g   t o   t ra n s f o r m i n g   u n d i r e c t e t o po l o g y   t o   S t e i n e r   t r e e   w a s   do n e .   I n   [ 26],   a   n o v e l   r o ut i n g   pr o t o c o l   w a s   put   f o r w a r f o r   m ul t i c h a nn e l   CR N s ,   w hi c h   us e s   a   p r o b a b i l i s t i c   m e t r i c .   T hi s   a pp r o a c r e l i e s   o n   pr o b a b i l i s t i c a l l y   de t e r m i n i n g   t h e   a v a i l a b l e   c a pa c i t y   pe r t a i ni n g   t o   e a c h   c h a nn e l   o v e r   e v e r y   CR - to - C R   l i n k,   w h i l e   a l s o   c o n s i de r i n g   p r i m a r y   r a di o   (P R ).   I n   [27 ],   Co Ca s t   w a s   put   f o r w a r a s   a n   a h o c   m ul t i c a s t   p r o t o c o l   pe r t a i ni n t o   c o gn i t i v e   r a di o - b a s e M A N E T s .   Co Ca s t   m i t i g a t e s   t h e   s c a l a b i l i t y   i s s ue   of   O D M R P   w i t h   r e ga r ds   t o   t h e   n u m b e r   o m ul t i c a s t   s o ur c e s   t h a t   us e   m ul t i p l e   c o gn i t i v e   r a di o   c h a nn e l s.   F o r   b ui l di n t h e   m i n i m u m - e n e r gy   m ul t i c a s t   t r e e ,   a   l o w   c o m pl e xi t y   a ppr o xi m a t i o n   a l g o r i t hm   gu a ra n t e e s   b o un de pe r f o r m a n c e ,   w hi c c o n v e r t s   t h e   m ul t i c a s t   i s s ue   t o   a   di r e c t e S t e i n e r   t r e e   i s s ue   a s   m e n t i o n e i n   [2 8].   I n   t e r m s   o f   t h e   c o gn i t i v e   ra di o   n e t w o r ks ,   t h i s   a pp r o xi m a t i o n   a l go r i t hm   c o n s i de r s   t h e   e n e r gy   t ha t   w a s   ut i l i s e f o r   s e n s i n t h e   s pe c t r u m   o ppo r t u n i t i e s ,   w h i l e   i t s   c o n s t r uc t e m u l t i c a s t   t r e e s   w e r e   fo un t o   b e   a da pt i v e   t ow a r ds   t h e   t ra f f i c   l o a d   pe r t a i ni n t o   t h e   p r i m a r y   n e t w o r k.   I [29] ,   a   c r o s s - l a y e r   o pt i m i s a t i o n   a pp r o a c h   h a s   b e e n   pu t   f o r w a r f o r   t h e   m ul t i c a s t   v i de o   i n   CR   n e t w o r ks .   T h e   m o de l l i n o f   t h e   CR   v i de o   m ul t i c a s t   i s   do n e   a s   a n   o pt i m i s a t i o n   p r o b l e m   by   a c c o un t i n f o r   i m po rt a nt   de s i g f a c t o r s   s uc a s   v i de o   ra t e   c o n t r o l ,   s c a l a b l e   v i de o   c o di n g,   s pe c t r u m   s e n s i n g ,   m o dul a t i o n,   s c h e du l i n g ,   dy n a m i c   s pe c t r um   a c c e s s ,   p r i m a r y   us e r   p r o t e c t i o n   a n r e t ra n s m i s s i o n.     F o r   a   m ul t i us e r   s i n g l e - t r a n s c e i v e r   c o gn i t i v e   r a di o   n e t w o r (CR N ),   t h e   c oo r di na t e s pe c t rum   a c c e s s   i s s ue   h a s   b e e n   r e ga r de i n   [ 30].   O u r   go a l   h e r e   i s   t o   i n c r e a s e   t h e   s u m - ra t e   t ha t   h a s   b e e n   r e a l i s e t hr o ug a l l   c o nt e ndi n g   c o gn i t i v e   r a d i o   us e r s   w i t h   r e ga r ds   t o   bo t h   t ra n s m i s s i o n   r a t e   a n s pe c t r u m   a s s i g nm e n t .   I n   c o gn i t i v e   r a d i m e s h   n e t w o r ks ,   t h e   m ul t i c a s t   r o ut i n a s   w e l l   a s   c h a nne l   a l l o c a t i o n   p r o b l e m   w a s   a c c o un t e i n   [31] .     A n   a l go r i t h m   w a s   put   f o r w a r d   t ha t   c o n c i e r ge s   s w i t c h i ng  l a t e n c y   a n c h a nn e l   h e t e r o ge n e i t y .   T h e   a l go r i t hm   fo c us e s   o n   de c r e a s i n t h e   e nd - to - e n de l a y ,   a n s i m u l t a n e o us l y   m i ni m i s i n t h e   de gra da t i o n   o f   t h r o ug h pu t   by   e m pl oy i n a   dy n a m i c   pr o g r a m m i n a pp r o a c h.   In   [2 2],   a   n o v e l   r o ut i n m e t r i c   w a s   put   fo r w a r f o r   m ul t i - h o CR N   t ha t   f a l l s   u n de r   R a y l e i gh   f a di n c h a nn e l .   T h i s   r o ut i n m e t r i c   t ri e s   t o   m a xi m i s e   t h e   s uc c e s s   pr o b a b i l i t y   pe r t a i ni n t o   a   gi v e n   CR   t r a n s m i s s i o n   by   a c c o un t i n f o r   bo t h   r e qui r e t ra n s m i s s i o n   t i m e s   a s   w e l l   a s   a v e r a ge   r e s i du a l   s pe c t r u m - a v a i l a b i l i t y .   W i t h   r e g a r ds   t o   t h i s   m e t r i c ,   a   r o ut i ng  p r o t o c o l   w a s   b ui l t   f o r   m u l t i - h o CR N ,   na m e l y   M a xP o S In   [32],   f o r   t h e   t hr o ug h pu t   m a xi m i s a t i o n   i c o gn i t i v e   r a d i o   n e t w o r ks ,   ov e r l a pp i n a n n o n - ov e r l a pp i n g   c ha nn e l   a s s i g nm e n t   a l go ri t hm s   w e r e   a c c o un t e d .   In  [33] ,   a   r o ut i ng  a l go ri t hm   ha s   b e e n   put   f o r w a r t h a t   m a ke s   us e   of   t h e   e xpe c t e t r a n s m i s s i o n   c o unt   m e t r i c   (E T X pe rt a i n i n t o   m ul t i   h o w i r e l e s s   c o gn i t i v e   n e t w o r t o   c h oo s e   h i gh - qua l i t y   c h a nn e l s   t o   pe r f o r m   r o ut i ng  o n   a   h o p - by - h o b a s i s .   In   [34] ,   a   c r o s s - l a y e r   m ul t i c a s t i n r o ut i ng  p r o t o c o l   h a s   b e e n   put   fo r w a r t o   s t r e a m   v i de o   ov e r   c o gn i t i v e   ra d i o   n e t w o r ks   t o   i m p r o ve   t h e   r e c e i v e v i de o ’s   ov e r a l l   qua l i t y   i t h e   m ul t i c a s t   gr o up.   I n   [ 35]   a nd  [36] ,   M S T   a n d   S P T   a r e   e m pl oy e a s   r o ut i n g   p r o t o c o l s   pe r t a i ni n g   t o   m ul t i l a y e r   m ul t i c a s t   m ul t i   h o CR N   a l o n w i t h   P O S   s c h e m e   e m pl oy e a s   c h a nn e l   a s s i g nm e n t .   T h e   n e t w o r k’s   pe r f o r m a n c e   i s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     291 - 302   294   i m p r o v e w i t h   r e g a r ds   t o   t hr o ug h put   a nd  P D R   v e r s us   e m pl oy i n o t h e r   s c h e m e s .   A s   r o ut i ng  a l go r i t h m s ,     E X T   w i t h   S P T   a n M S T   a r e   us e fo r   m ul t i c a s t   m u l t i   h o w h i l e   t h e   P O S   s c h e m e   w a s   e m pl oy e a s   c h a nn e l   a s s i g n m e nt   t o   s e l e c t   a e ff i c i e n t   c h a nn e l   f o r   da t a   t ra n s m i s s i o n   b a s e o n   t h e   c ha nn e l   a v a i l a b i l i t y   a n d   t h e   n e e de t i m e   f o r   t r a n s m i s s i o n   a s   p r e s e nt e i [3 7]     04   3.   R O U TER   P R O TO C O L   A LG O R I TH M S   F O R   WI R E LE S S   M U LTI C A S TI N G   T h e   a n a l y s i s   a n de s i g n   o f   w i r e l e s s   m ul t i c a s t   e m p l oy s   di f fe r e nt   a l go ri t hm s   a n t e c hni que s .   I n   t hi s   s e c t i o n ,   t hr e e   t y p e s   of   r o ut e r   p r o t o c o l   a l go r i t hm s   (m i ni m a l   s pa nn i ng  t r e e   (M S T ),   s h o rt e s t   pa t h   t r e e   (S P T a n d   S t e i n e m i n i m a l   t r e e   (S M T ))   h a v e   b e e n   i nt r o duc e a s   m e nt i o n e b e l o w :     3. 1 .       S h o r te s t   P ath   T r e e   (S P T)   A l go r i th m   T h e   S P T   i s   a   ki nd  o f   t r e e   c r e a t e f r o m   a u n d i r e c t e gra p h.   A n   u n d i r e c t e g r a p h a s   w e i ght s   t ha t   a r e   n o n - n e ga t i v e   a n a   n o de   s pe c i a l l y   de s i gna t e a s   r o o t   o r   s o ur c e .   T h e   s h o r t e s t   pa t h   t r e e   i s   t h e   p a t h   ha v i n g   m i ni m u m   t o t a l   w e i ght   s t a r t i n f r o m   t h e   s o ur c e   a n go i n g   t ow a r ds   e a c h   o t h e   de s t i na t i o n s   i n   t h e   g r a p h.     In  c a s e   t h e r e   i s   a   c h a nge   i n   t h e   s o ur c e   n o de ,   t h e   S P T   s h o ul b e   r e - c r e a t e d,   m a ki ng  i t   m o r e   c o m pl e x.     T h e   s h o rt e s t   pa t h   t r e e   c a n   b e   c r e a t e w i t h   D i j ks t r a ’s   a l go ri t hm   ha v i n a n   o v e r a l l   r u nni n t i m e   w h i c h   i s   e qua l   t o   (m   +   n   l o n ),   w h e r e   m   r e p r e s e n t s   t h e   a m o u n t   o l i n ks   (e dge s t h a t   j o i n   t h e   n o de s   w h i l e   n   de n o t e s   t h e   n u m b e r   o f   ve r t i c e s .   F i g u r e   s h o w s   t w o   S P T s   h a v i n n o de   ( a a s   s o ur c e   n o de   f o r   t h e   w e i gh t e g ra p s h o w s   i n   F i gu r e   2 .   T h e   t o t a l   w e i g h t   o f   t h e   e dge s   i n   b o t h   t h e   S P T s   c a nn o t   b e   s a m e .   I n   F i g u r e   3a   i t   i s   18,   w h e r e a s   i t   i s   17  i F i g u r e   3b .   T h e   pu r po s e   i s   t o   o b t a i n   t h e   g r o up  o f   e dge s   j o i n i n g   a l l   n o de s   w h e r e   t h e   s u m   o f   t h e   w e i gh t s   of   t h e   e dge s   i s   m i ni m u m   f r o m   t h e   r o o t   t o   e v e r y   n o de   [38,   39] .           F i gu r e   2.   A   w e i gh t e d   g r a p h       F i gu r e   3.   A   s h o r t e s t - p a t h s   t r e e   r o o t e a t   v e r t e a         3. 2 .       M i n i m al   S p an n i n g   Tr e e   ( M S T)  A l go r i th m   T h e   m i ni m a l   s pa nni n g   t r e e   c a n   b e   ob t a i n e b y   c ove r i n a l l   t h e   n o de s   i t h e   u n d i r e c t e g r a p h.     It   o b t a i n s   a   p a t h   ha v i n m i ni m um   s u m   o f   a l l   t h e   e dge s ’  t o t a l   w e i gh t s   f o r   e v e r y   de s t i n a t i o n,   a n do e s   n o t   c o n t a i n   a n y   l oo p.   M a n y   di s t i n c t   M S T s   a r e   po s s i b l e ,   f o r   a   s i n g l e   u n di r e c t e g r a p h   ha v i n s a m e   t o t a l   w e i ght .   M o r e ov e r ,   t h e r e   i s   n o   n e e of  a   s t a rt i ng  n o de   (t h a t   i s ,   t h e   s o ur c e ).   M S T   i s   f l e xi b l e   w h e r e   a n y   n o de   c a n   b e   s e l e c t e a s   a   s o ur c e .   T h us ,   i f   t h e r e   i s   a   c ha n ge   i n   t h e   s o ur c e   n o de ,   t h e n   t h e   t r e e   n e e n o t   b e   r e - c r e a t e d.     A   m i ni m a l   s p a nni n t r e e   c a n   b e   c r e a t e us i n K rus ka l ’s   t e c hni que   w h i c h   ha s   a   t o t a l   ru nn i ng  t i m e   e qui v a l e n t   t o   (m   l o m ).   F i g u r e   s h o w s   t h e   M S T   f o r   t h e   g r a p h   i n   F i gu re   1.   T h e   t o t a l   w e i ght   o f   t h e   e dge s   i n   t h i s   M S T   i s   14.   I t   i s   n o t e w o r t h y   t ha t   i c a s e   o f   M S T ,   t h e   r o o t   (s o ur c e n o de   a l w a y s   r e qui r e s   m o r e   h o ps   t o   c ove r   a l l   t h e   n o de s   i n   c o m pa r i s o t o   S P T   f o r   t h e   s a m e   g ra p h.   I n   F i gu r e   4 ,   t h e   s o ur c e   n o de   r e qui r e s   h o ps   t o   ge t   t o   t h e   l a s t   v e r t e i n   t h e   M S T ,   w h e r e a s   i S P T ,   t h e   s o ur c e   n o de   r e qu i r e s   j us t   h o ps   t o   ge t   t o   t h e   l a s t   n o de   a s   gi v e n   i n   t h e   F i gu r e   3   [35 3 8,   39] .           F i gu r e   4 .   A   m i n i m a l   s p a nni n g   t r e e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   c om par i s on   o f   m u l t i c as t   M A N E T   C R N   s y s t e m ’s   bas e d   o n   P O S…   ( B as m Naz ar   Na dhi m )   295   3. 3     S t e i n e r   M i n i m al   Tr e e   (S M T)  A l go r i th m   A   S t e i n e r   m i ni m a l   t r e e   s pa n s   a   s pe c i f i c   s u b s e t   of   n o de s   a s   a ga i n s t   a   s pa nni n t r e e   w h e r e   a l l   t h e   n o de s   a r e   s pa nn e d.   F o r   S M T ,   t h e   n o de s   a r e   di s t ri b ut e i n   t w o   s e t s :   n o n t e rm i na l   a n t e rm i na l   n o de s .     T h e   t e rm i na l   n o de s   a r e   t h o s e   n o de s   w h i c h   a r e   t o   b e   i n c l ude d   i n   t h e   S M T   s o l ut i o n.   T h e   S M T   c o s t   i s   e qua l   t t h e   t o t a l   w e i g h t   o f   t h e   e dge s .   A   S t e i n e r   t r e e   po s s i b l y   h a s   c e r t a i n   n o nt e rm i na l   n o de s   t o   m i n i m i s e   t h e   c o s t .     L e t   V   r e p r e s e n t   t h e   s e t   o f   n o de s .   A s   a   r ul e ,   t h e r e   i s   a   t e rm i na l   s e t   L     V   a n d   a   m e t r i c   i de nt i f y i n a n y   2   v e r t i c e s ’  di s t a n c e   f r o m   e a c o t h e r   i n   V .   T h e   pu rpo s e   i s   t o   ob t a i n   a   c o nn e c t e s ub gra p h   t h a t   s p a n s   e v e r y   o n e   of   t h e   t e r m i n a l s   ha v i ng  m i ni m u m   t o t a l   c o s t .   A   r e n ow n e t e c hn i q ue   t o   ob t a i n   a n   S M T   i s   by   us i n a n   M S T   (m i ni m a l   s pa nni n t r e e ).   F i r s t ,   w e   b ui l t h e   m e t r i c   c l o s ur e   on   L ,   i . e .   a n   e nt i r e   g r a p h   w i t h   v e r t i c e s   L   a n e dge   w e i ght s   e qua l l i n t h e   s h o r t e s t   pa t h   l e n g t h s .   T h e n,   w e   d e t e r m i n e   a n   M S T   o n   t h e   c l o s ur e ,   w h e r e i n   e v e r y   e dge   m a t c h e s   o n e   s h o rt e s t   pa t h   o t h e   a c t ua l   g ra p h .   L a s t l y ,   t h e   M S T   i s   t r a n s m ut e b a c t o   a   S t e i n e r   t r e e   by   s uppl a nt i ng  e ve r y   e dge   w i t h   t h e   s h o rt e s t   pa t h   a n c e r t a i n   di r e c t   po s t   pr o c e s s i n f o r   e l i m i na t i n a n y   l i ke l y   c y c l e .   F i gur e   5a   de pi c t s   a n   u n d i r e c t e gr a p h   G   w i t h   t e rm i na l   v e r t i c e s   L   =   { v 1,   v 2,   v 3,   v 4,   v 5}   a n n o n t e r m i n a l   v e r t i c e s   { u1,   u 2,   u3 ,   u4} .   F r o m   F i gu r e   5c   a nd  F i gu r e   5 d,   i t   c a n   b e   s a i d   t ha t   p r i o r   t o   a ddi ng    { u1,   u 2} ,   t h e   t r e e ’s   t o t a l   w e i ght   i s   22,   w h e r e a s   po s t   a dd i ng  { u1,   u2} ,   i t   i s   r e duc e t o   17.   T h i s   m e a n s   t h e   S t e i n e po i n t s   ( n o n t e rm i na l   v e r t i c e s pl a y   a   r o l e   i de c r e a s i n g   t h e   t o t a l   c o s t   o f   t h e   t r e e   [3 8,   39] .           F i gu r e   5 .   A   S t e i n e r   m i ni m a l   t r e e       4.   S Y S TE M   M O D EL  F O R   M U LTI C A S M A N ET   C R N   T h i s   pa pe r   s t udy   c o n s i de r s   m ul t i l a y e r   m ul t i c a s t   m ul t i - h o M A N E T   CR N   w i t t hr e e   ki nds   o f   r o ut e pr o t o c o l   a l go r i t hm s   (S t e i n e r   m i ni m a l   t r e e   (S M T ),   s h o rt e s t   pa t h   t r e e   (S P T a n m i ni m a l   s pa nni n t r e e   (M S T ))  fo r   v i de o   t r a n s m i s s i o n   f r o m   t h e   s o ur c e   t o   de s t i na t i o n   n o de s   o ve r   a   s o l o   s e s s i o n .   F i r s t ,   a u n d i r e c t e gra p w i t h   s e t   o N   v e r t i c e s   i s   pr o duc e w i t hi n   a   s qua r e   a r e a .   T h e   a l go ri t hm s   o ut l i n e i n   s e c t i o n   (3)  a r e   de pl oy e d   fo r   c o n s t ruc t i n M A N E T   CR N .   S e v e r a l   P U   c h a nn e l s   (M )   a r e   ob t a i n a b l e   b e t w e e n   t h e   s o ur c e   a n e v e r y   de s t i na t i o n   n o de .   T h e   s t a t us   m o de l   of   e v e r y   pr i m a r y   us e r   (P U c h a nn e l   i s   t h e   M a r ko v   m o de l ,   w h i c h   s w i t c h e s   b e t w e e n   t w o   s t a t e s   (i dl e   a n b us y ).   A   b us y   s t a t e   i n d i c a t e s   t ha t   t h e   c h a nn e l   c a nn o t   b e   ut i l i s e by   S U ,   w h i l e   a i dl e   s t a t e   m e a n s   t ha t   t h e   c ha nn e l   i s   n o t   ut i l i s e by   P U .   F o r   a l l   c h a nn e l s ,   t h e   b a ndw i dt h   (B W s e t   i s   t h e   s a m e .   T h e   P O S   s c h e m e   i s   de pl o y e o n   t h e   n e t w o r a s   c h a nn e l   a s s i gnm e n t   f o r   i m p r o v i n t h e   n e t w o r pe r f o r m a n c e .   F o r   o r ga n i s i n t h e   CR N   t r a n s m i s s i o n s ,   a   c o m m o n   c o n t r o l   c h a nn e l   (C CC)  i s   p r e s e n t e [35 ,   37].   T h e   c l o s e   fo r m   t e rm   f o r   p r o b a b i l i t y   o f   s uc c e s s   (  ( ) b e t w e e a n y   t w o   n o de s   i   a n d   j   i m ul t i l a y e r   M A N E T   CR N   ov e r   c ha nn e l   j   w h i c h   c o nt a i n s   t h e   a v a i l a b l e   c h a nn e l   (C o f   CR N   i s   e xpr e s s e i [22 a s   i n   ( 1) :      ( ) = ( ( ) ( ) )         (1)     w h e r e     i s   t h e   a v e r a ge   a v a i l a b i l i t y   t i m e   o f   s pe c t r u m   i (i s e c fo r   c h a nn e l   j   a n d   ( )   i s   t h e   r e qui s i t e   t r a n s m i s s i o t i m e   i n   ( i s e c / pa c ke t f o r   s e n d i n a   pa c ke t   f r o m   n o de   i   t o   o v e r   c h a nn e l   j   w h e r e   i t   c a n   b e   s t a t e a s   i n   (2)  [22] :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     291 - 302   296   ( ) = ( )   (2)     w h e r e   D   i s   t h e   p a c ke t   s i z e   (i b i t s )   a nd  ( )   i s   t h e   da t a   r a t e   ( i n   b i t / s e c b e t w e e n   n o de s   i   a n d   k   o ve r   c h a nn e l   j   w h i c c a b e   s t a t e a s   i n   ( 3)  [ 22]:     ( ) = (  )   2 ( 1 + ( ) ( )  0 )   (3)     w h e r e   0   s i g ni f i e s   t h e   t h e rm a l   po w e r   de n s i t y   i n   (W a t t / H z ),      i s   t h e   c h a nn e l   b a n dw i dt h   a n ( ) ( ) s i g n i f i e s   t h e   r e c e i ve pow e r   f r o m   t r a n s m i t t e r   i   t o   r e c e i ve r   j   w hi c c a b e   s t a t e a s   i (4)   [22] :     ( ) = (   4 ) 2 ( ( ) ( ) )   (4)     w h e r e     i s   CR ’s   t r a n s m i s s i o po w e r ,   d   i s   t h e   d i s t a n c e   b e t w e e a n y   t w o   n o de s ,   i s   t h e   p a t l o s s   e xpo n e nt ,   a n ( ) ( )   i s   t h e   c ha nn e l   po w e r   g a i n   b e t w e e n   n o de s   i   a nd  k   o v e r   c ha nn e l   j .   F o r   R a y l e i gh   f a di ng,   ( ) ( ) i s   e xpo n e n t i a l l y   di s t r i b ut e w i t m e a 1[ 22].       5.   C O M P U TER   S I M U LA TI O N   A N D   R ES U L TS   Co m put e r   s i m ul a t i o n s   f o r   m ul t i c a s t   M A N E T   CR N   w i t h   m ul t i - l a y e r   m ul t i   h o w e r e   pe r fo r m e d.   T hr e e   di ff e r e n t   r o ut i n p r o t o c o l   a l go r i t hm s   (S M T ,   S P T   a nd  M S T ),   t o ge t h e r   w i t h   a   p r o b a b i l i t y   of   s u c c e s s   (P O S c h a nn e l   a s s i g n m e nt   s c h e m e ,   w e r e   us e t o   a s s e s s   t h e   n e t w o r pe r f o r m a n c e   i n   t e rm s   o f   t h r o ug h pu t   a nd  pa c ke t   de l i v e r y   r a t e   (P D R ),   un de r   t h e   e ff e c t   of  t h e   R a y l e i gh   f a di ng  c h a nn e l .   T hr e e   v a l ue s   f o r   i dl e   pr o b a b i l i t y   (i . e .   =   0 . 1 ,   0 . 5   a nd  0. 9)   a n d   t h e   v a ri o us   n e t w o r pa ra m e t e r s   us e f o r   c o m pa ri s o pu r po s e s ,   a r e   di s p l a y e i n   T a b l e   1 .   M A T L A B   R 2018a   w a s   e m pl o y e t o   c a rr y   o ut   t h e   s i m ul a t i o n s .       T a b l e   1.   S y s t e m   P a ra m e t e r s   P a ra m e t e r   V a l u e / T y p e   N e t w o rk   a r e a   2 0 0 m * 2 0 0 m   N o .   o f   N o d e s   30   N o .   o f   T e r m i n a l   n o d e s   (N t )   20   N o .   o f   N o n t e r m i n a l   n o d e s   ( N n t )   10   T o p o l o g y   t r e e   (S M T ,   S P T   a n d   M S T )   N o .   o f   CR  s o u rc e   O n e   s o u r c e   N o   o f   p ri m a r y   c h a n n e l   ( M )   15   P U   c h a n n e l   m o d e l   M a rk o v   m o d e l   Id l e   p r o b a b i l i t y   P I   [0 . 1   0 . 5   0 . 9 ]   A v e ra g e   a v a i l a b i l i t y   t i m e   ( )   Ra n g e   fro m   2 m s   t o   4 5 m s   Ba n d w i d t h   (BW )   1 M H z   P a c k e t   s i z e   (D )   4 K B   T ra n s m i s s i o n   p o w e r   (P t )   0 . 1 W a t t   Ch a n n e l   u s e d   Ra y l e i g h   f a d i n g   c h a n n e l   P a t h   l o s s   e x p o n e n t   ( n )   4   T h e r m a l   n o i s e   p o w e r   ( 0 )   10 8   W / H z       5 . 1     P e r fo r m an c e   Ev al u ati o n   o M u l ti c as M A N ET   C R N   U n d e r   Th e   I m p ac o C h an n e l   Ban d w i d th   T h e   t hr o ug h pu t   a nd  P D R   pe r f o r m a n c e   o f   m ul t i l a y e r   m ul t i   h o m ul t i c a s t   M A N E T   CR N ,     w i t h   r e ga r ds   t o   t h e   c h a nn e l   b a n dw i dt h   w i t h   t hr e e   di ff e r e n t   t y p e s   of   t r e e   a l go r i t hm s   (S M T ,   S P T   a n M S T ) ,   a n t hr e e   i dl e   p r o b a b i l i t y   v a l ue s   [ P I = 0 . 1 , 0 . 5 , a n d   0 . 9 ] ,   a r e   p r e s e n t e i F i g u r e s   6   a n d   r e s pe c t i v e l y .   P O S   w a s   us e a s   t h e   c h a nn e l   a s s i g n m e nt   s c h e m e   i n   a l l   t h e   CN R s .   A c c o r di n g   t o   t h e   r e s ul t s   a t t a i n e d,   t h e   da t a   r a t e   i s   pr o po r t i o na l   t o   t h e   b a n dw i dt h   o f   t h e   c h a nn e l .   T hi s   i ndi c a t e s   t ha t   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   c ha nn e l s   b a n dw i dt h,   i m p r o v e t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   CR N   t r e e   a l go ri t hm s .   It   w a s   a l s o   ob s e r ve t h a t   i t e rm s   o f   t hr o ug h pu t   a nd  P D R ,   a i n c r e a s e   i t h e   P I   v a l ue   e nh a n c e t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   CR N   a t   t h e   t hr e e   a l go r i t h m   p r o t o c o l s .     T h i s   i s   b e c a us e   a   hi g P I   v a l ue   r a i s e s   t h e   p r o b a b i l i t y ,   t ha t   s ui t a b l e   c h a nn e l s   w i l l   b e   a v a i l a b l e   f o r   t r a n s m i s s i o by   C R   us e r s   a t   a   l o w   t ra f f i c   l o a of   P U . A t   h i g a nd  m o de r a t e   i dl e   p r o b a b i l i t y   v a l ue s   [ P I = 0 . 9 , a n d   0 . 5 ] ,       i t   w a s   ob s e r v e f r o m   F i gur e   t h a t   t h e   t hr o ug h put   pe r f o r m a n c e   of   t h e   CN R   us i n t h e   S M T   r o ut i ng  t r e e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   c om par i s on   o f   m u l t i c as t   M A N E T   C R N   s y s t e m ’s   bas e d   o n   P O S…   ( B as m Naz ar   Na dhi m )   297   a l go ri t hm ,   i s   c o m pa ra b l e   t o   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   CR N   w i t h   t h e   M S T   a l go r i t h m   a t   15. 5%  a n 15 . 49 %,   w h i l e   o ut pe r f o r m i ng   t h e   CR N   w i t t h e   S P T   a l go ri t hm   by   24%   a n d   26. 3 %   a t   P I = 0 . 9   a n d   0 . 5   r e s pe c t i v e l y .   A t   b us y   t r a f f i c   of   t h e   c h a nn e l   by   pr i m a r y   us e r s ,   w h e r e   P I = 0 . 1 ,   t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go ri t hm   o ut pe r f o r m e t h e   CR N   w i t h   S M T   a nd  M S T   a l go r i t h m s   by   46%  a n 88. 7 2%  r e s pe c t i v e l y .   A s   fo r   P I = 0 . 9   a n d   0 . 5 ,   t h e   P D R   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CN R   us i n t h e   S M T   t r e e ,   i s   c o m pa r a b l e   t o   t h e   CR N   w i t t h e   M S T   t r e e   a t   11. 2%  a nd  16. 7%  r e s pe c t i v e l y ,   w h i l e   o ut pe r f o r m i n t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go r i t hm   by   16. 7%  a n 24. 13 r e s pe c t i v e l y .   A n d   f i n a l l y ,   a t   a   b us y   c h a nn e l   ( P I = 0 . 1 ),   t h e   P D R   pe r f o r m a n c e   o f   CR N   w i t S P T   o ut pe r f o r m e t h e   CR N   w i t t h e   S M T   a n d   M S T   a l go ri t h m s   b y   64. 83%  a nd  131. 92%   r e s pe c t i v e l y   (F i gur e   2) .           F i gu r e   6 .   T hr o ug h put   v s .   c h a nn e l   b a n dw i dt h       F i gu r e   7 .   P D R   v s .   c h a nn e l   b a n dw i dt h       5 . 2     P e r fo r m an c e   Ev al u ati o n   o M u l ti c as M A N ET   C R N   u n d e r   th e   I m p ac o P ac k e S i z e   T h e   t hr o ug h pu t   a nd  P D R   pe r f o r m a n c e   o f   m ul t i l a y e r   m ul t i   h o m ul t i c a s t   M A N E T   CR N ,     w i t h   r e ga r ds   t o   t h e   pa c ke t   s i z e   w i t h   t hr e e   di f f e r e n t   t y pe s   of   t r e e   a l go ri t hm s   (S M T ,   S P T   a nd  M S T ) ,   a n t hr e e   v a l ue s   o f   i dl e   p r o b a b i l i t y   [ P I = 0 . 1 , 0 . 5   a n d   0 . 9 ]   a r e   po r t ra y e i F i gu r e s   8   a n d   9   r e s pe c t i v e l y .   T h e   c ha nn e l   a s s i g n m e nt   s c h e m e   us e f o r   t h e   CR N s   i s   t h e   P O S   s c h e m e .   A c c o r di n t o   t h e   f i gu r e s   p r e s e n t e d,     t h e   pe r f o r m a n c e   o a l l   CR N   t r e e   a l go ri t hm s ,   i n   t e r m s   o f   t hr o ug h put   a n P D R ,   de c l i n e a s   t h e   v a l ue   o pa c ke t   s i z e   D   i n c r e a s e d .   T h i s   de c l i n e   i n   pe r f o r m a n c e   i s   due   t t h e   fa c t   t h a t   a t   h i g h   p a c ke t   s i z e   v a l ue s ,   t h e   s uc c e s s f ul   de l i v e r y   of   da t a   f r o m   a   CR   s o ur c e   t o   de s t i n a t i o n o de s ,   c a l l s   f o r   a i n c r e a s e c h a nn e l   a v a i l a b i l i t y   t i m e .     T h i s   r e n de r s   t h e   s e a r c h   f o r   t h e   b e s t   c h a nn e l   di f f i c u l t .   H ow e v e r ,   a s   m e n t i o n e i n   S e c t i o n   (5 . 1) ,   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   v a l ue   o f   P I   e nha n c e t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CR N   a t   t h e   t hr e e   a l go ri t hm   p r o t o c o l s .   T h i s   e nha n c e m e nt   c a m e   a b o ut   b e c a us e   t h e   t ra f f i c   l o a of   P U   i s   l o w   a t   a   h i gh  v a l ue   o f   P I .   A s   di s pa y e i F i gu r e   8,   a t   i dl e   pr o b a b i l i t y P I = 0 . 9   a n d   0 . 5 ,   t h e   t hr o ughput   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CR N   us i n g   t h e   S M T   r o ut i n t r e e   a l go r i t hm ,   o ut pe r f o r m e t h e   CR N   w i t h   S P T   a n M S T   a l go ri t hm s   b y   7. 81%  a nd  13 . 88 a t   P I   =   0 . 9,   a n d   by   8. 84%  a n 13%  a t   P =   0 . 5   r e s pe c t i v e l y .   H ow e ve r ,   a t   P I = 0 . 1 ,   t h e   CR N   w i t t he   S P T   a l go r i t hm   o ut pe r f o r m e t h e   CR N   w i t t h e   S M T   o M S T   a l go r i t h m s   by   31%   a nd   46. 94%   r e s pe c t i v e l y .   A s   s h o w n   i F i gu r e   9,   a t   i d l e   p r o b a b i l i t y   P I = 0 . 9   a n d   0 . 5 ,   t h e   P D R   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CN R   us i n g   t h e   S M T   t r e e   r o ut i n g   a l go r i t hm   i s   s upe r i o t o   t h e   CR N   w i t h   S P T   a n d   M S T   a l go r i t hm s ,   a n d   i s   c o m pa ra b l e   t o   t h e   M S T   a l go ri t hm s   a t   1 6. 5 a nd  8 . 96 a t   P I = 0. 9 ,   a nd  b y   16. 16%  a n 6. 1 a t   P I = 0 . 5   r e s pe c t i v e l y .   H ow e ve r ,   a t   P I   =   0 . 1,   t h e   CR N   w i t t h e   S P T   a l go ri t hm   o ut pe r f o r m e t h e   CR N   w i t t h e   S M T   a n d   M S T   a l go r i t hm s   b y   46. 17%   a n d   63 . 31 r e s pe c t i v e l y .           F i gu r e   8 .   T hr o ug h put   v s .   d a t a   pa c ke t   s i z e       F i gu r e   9 .   P D R   v s .   d a t a   p a c ke t   s i z e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     291 - 302   298   5 . 3     P e r fo r m an c e   Ev al u ati o n   o M u l ti c as M A N ET   C R N   u n d e r   th e   I m p ac o I n c r e as e d   P r i m ar C h an n e l s   T h e   t hr o ug h put   a n P D R   pe r f o r m a n c e   o t h e   m u l t i l a y e r   m ul t i   h o m ul t i c a s t   M A N E T   CR N ,     w i t h   r e ga r ds   t o   t h e   n u m b e r   o f   pr i m a r y   c h a nn e l s   w i t h   t hr e e   d i f fe r e n t   t y pe s   of   t r e e   a l go r i t hm s   (S M T ,   S P T   a nd  M S T ),   a n t hr e e   v a l ue s   of   i dl e   p r o b a b i l i t y   [ P I = 0 . 1 , 0 . 5 , a n d   0 . 9 ] ,   a r e   p r e s e n t e i F i gu r e s   10  a n 11   r e s pe c t i v e l y .   T h e   c h a nn e l   a s s i g nm e n t   s c h e m e   us e f o r   t h e   CR N s   i s   t h e   P O S   s c h e m e .   T h e   f i gu r e s   r e v e a l e d   t h a t   t h e   t hr o ug h pu t   a n P D R   pe r f o r m a n c e s   w e r e   e n ha n c e by   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   n u m b e r   o pr i m a r y   c h a nn e l s .   T h i s   i s   b e c a us e   a n   i n c r e a s e   i n   t h e   n u m b e r   o f   pr i m a r y   c h a nn e l s   c r e a t e s   t h e   o pe n i ng,   f o r   a n   e nha n c e m e n t   i n   t h e   n u m b e r   o f   c h a nn e l s   a v a i l a b l e   t o   CR   us e r s .   A s   i l l us t ra t e i n   F i gu r e   10,   f o r   P I = 0 . 9   a n num b e r   o f   c h a nn e l s     6,   t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go r i t h m   o f fe r s   a   b e t t e pe r f o r m a n c e   t h a t h e   CR N   w i t t h e   S M T   a n d   M S T   a l go ri t hm s .   A l s o ,   t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go ri t hm   o ut pe r f o rm s   t h e   CR N   w i t h   t h e   S M T   a nd  M S T   a l go ri t hm s   by   85. 4%  a n d   135 . 7% ,   a n d   by   36. 26%  a n d   48 . 36%   a t   P I = 0 . 1   a n d   0 . 5   r e s pe c t i v e l y .   T hi s   i s   a t t ri b ut e t o   t h e   S P T   a l go ri t hm   us i ng  t h e   s h o r t   pa t h   di s t a n c e   b e t w e e n   s o ur c e   n o de   a n de s t i n a t i o n s .   W i t h   t h e   us e   of  t h e   s h o r t   pa t h   di s t a n c e ,   t h e   n u m b e r   o f   h o ps   i s   m i n i m i z e t o   r e duc e   t h e   r e qui r e t ra n s m i s s i o t i m e ,   a n i n c r e a s e   t h e   v a l ue   o f   t hr o ug h pu t .   A s   s h o w n   i F i gu r e   11,   a t   P I   = 0 . 5   a nd  f o r   nu m b e r   o f   c h a nn e l s   < 6 ,   i t e rm s   o f   P D R ,   t h e   S P T   a l go r i t hm   i s   s upe ri o r   t o   t h e   S M T   a nd  M S T   a l go ri t hm s .   A P I   = 0 . 9   t h e   pe r f o r m a n c e s   o f   t h e   S M T   a n M S T   a l go r i t h m s   a r e   c o m pa ra b l e ,   w hi l e   o ut pe r f o r m i n g   t h e   S P T   a l go r i t h m .   A t   P I   = 0 . 1 ,   t h e   S P T   a l go ri t hm   o ut pe r f o r m e t h e   S M T   a n d   M S T   a l go r i t h m s   by   191. 89%   a nd  328 . 88%   r e s pe c t i v e l y .           F i gu r e   10 .   T hr o ug h pu t   v s .   N u m b e r   o f   c h a nn e l s       F i gu r e   11 .   P D R   v s .   N u m b e r   o f   Cha nn e l s       5 . 4     P e r fo r m an c e   Ev al u ati o n   o M u l ti c as M A N ET   C R N   u n d e r   th e   I m p ac o I n c r e as e d   T r an s m i s s i o n   P o w e r   T h e   t hr o ug h pu t   a nd  P D R   pe r f o r m a n c e   o f   m ul t i l a y e r   m ul t i   h o m ul t i c a s t   M A N E T   CR N ,     w i t h   r e ga r ds   t o   t ra n s m i s s i o n   po w e r   w i t h   t hr e e   di f f e r e n t   t y pe s   of   t r e e   a l go r i t hm s   (S M T ,   S P T   a n M S T ) ,     a n t hr e e   v a l ue s   o f   i dl e   p r o b a b i l i t y   [ P I = 0 . 1 , 0 . 5 , a n d   0 . 9 ] ,   a r e   p r e s e n t e i F i gu re s   12  a n d   13   r e s pe c t i v e l y .   P O S   w a s   us e a s   t h e   c h a nn e l   a s s i g nm e n t   s c h e m e   f o r   a l l   t h e   CN R s .   A s   t h e   t r a n s m i s s i o po w e r   i n c r e a s e d,     t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CR N   fo r   t h e   t hr e e   a l go r i t hm s   w e r e   e nha n c e d,   i t e r m s   o f   t hr o ug h put   a nd  P D R .   T hi s   i s   a t t ri b ut e t o   t h e   hi g h   v a l ue   o f   t r a n s m i s s i o n   po w e r   r e duc i n t h e   t i m e   r e qui r e f o r   da t a   t ra n s m i s s i o n.   A s   s uc h,   m o r e   da t a   c a n   b e   t r a n s m i t t e o ve r   e a c h   c h a nn e l .   A l s o ,   i n   a   c i r c um s t a n c e   w h e r e   t h e   t r a f f i c   l o a f o r   P U   i s   l ow ,   t h e   CR N   p e r f o r m a n c e   fo r   t h e   t hr e e   a l go r i t hm s   i s   e nh a n c e (a s   m e n t i o n e i n   pr e v i o us   s e c t i o n s ).   T h e   e nh a n c e t hr o ughput   ga i n s   f o r   t h e   CR N   w i t t h e   S P T   a l go r i t hm ,   a g a i n s t   t h e   CR N   w i t h   t h e   S M T   a nd  M S T   a l go r i t hm s   at   P I = 0 . 1 ,   0 . a n 0. 9   a r e   74 . 82 a n 1 08. 4 %,   39%   a nd  61 . 39% ,   a n d   38. 93%  a n d   57 . 42%   r e s pe c t i v e l y .     T h e   i m p r o v e P D R   ga i n s   f o r   t h e   S P T   a l go r i t hm   i c o m pa r i s o n   t o   t h e   S M T   a n d   M S T   a l go r i t h m s   a t   P I = 0 . 1 0. 5   a n d   0 . a r e   7 8. 64 a n d   111 . 38% ,   11 . 32%   a nd  1 4. 2 4%,   a n d   8 . 79%   a nd  13. 5 9%  r e s pe c t i v e l y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       P e r f or m anc e   c om par i s on   o f   m u l t i c as t   M A N E T   C R N   s y s t e m ’s   bas e d   o n   P O S…   ( B as m Naz ar   Na dhi m )   299       F i gu r e   12 .   T hr o ug h pu t   v s .   T ra n s m i s s i o n   P o w e r       F i gu r e   13 .   P D R   v s .   T r a n s m i s s i o n   P o w e r       5 . 5     P e r fo r m an c e   Ev al u ati o n   o M u l ti c as M A N ET   C R N   u n d e r   th e   I m p ac o P ath   Lo s s   Ex p o n e n t   T h e   t hr o ug h put   a n d   P D R   pe r f o r m a n c e   of   m ul t i l a y e r   m u l t i   h o m ul t i c a s t   M A N E T   CR N   w i t h   r e ga rds   t o   pa t h   l o s s   e xpo n e n t ,   w i t h   t hr e e   di f f e r e n t   t y p e s   o t r e e   a l go ri t hm s   (S M T ,   S P T   a nd  M S T ) ,   a n t hr e e   v a l ue s   of  i dl e   p r o b a b i l i t y   [ P I = 0 . 1 , 0 . 5   a n d   0 . 9 ] ,   a r e   p r e s e nt e i F i gu r e s   14   a nd  15  r e s pe c t i v e l y .   P O S   w a s   us e a s   t h e   c h a nn e l   a s s i g nm e n t   s c h e m e   f o r   a l l   t h e   CN R s .   A s   t h e   v a l u e   of   pa t h   l o s s   e xp o n e nt   ( n i n c r e a s e d,   t h e   CR N   pe r f o r m a n c e   f o r   t h e   t hr e e   a l go r i t hm s   di ppe i n   t e r m s   o f   t h r o ug h put   a nd  P D R .   T hi s   di p ,   w h i c h   i s   a t t r i b ut e t t h e   n e ga t i v e   i n f l ue n c e   o f   t h e   R a y l e i gh   f a di n g   c h a nn e l ,   g r e a t l y   r e duc e t h e   c h a n c e s   o f   f i n d i n t h e   b e s t   c ha nn e l   fo r   d a t a   t r a n s m i s s i o n .   F i gu r e s   9   a n 10  i n d i c a t e   t h a t   a t   n > 4 ,   a n d   a s   t h e   v a l ue   o f   P I   i s   i n c r e a s e d,     t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CR N   a t   t h e   t hr e e   a l go r i t hm   p r o t o c o l s   w a s   i m pr o v e d,   a nd  t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go ri t hm ,   g r e w   s upe r i o r   t o   t h o s e   of   t h e   CR N   w i t h   t h e   S M T   o r   M S T   a l go ri t hm   by   172. 08%  a n d   247. 81 %,   1 14. 89%  a nd  166 . 3% ,   a nd  109 . 65%  a n 16 0. 0 3%  a t   i d l e   p r o b a b i l i t y   =   0. 1,   0. a n 0 . r e s pe c t i v e l y   i n   t e rm s   o f   t hr o ug h pu t ,   a nd  b y   82. 52%  a nd  1 17. 53% ,   13 . 55 a nd  20 . 25 %,   a n d   13 . 17%   a nd  1 7. 9 7%  a t   i d l e   pr o b a b i l i t y   =   0. 1,   0. a n 0 . r e s pe c t i v e l y   i n   t e r m s   o f   P D R T h i s   i s   a t t r i b ut e t o   t h e   S P T   a l go ri t hm ’s   us e   of  t h e   s h o rt   pa t h   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   s o ur c e   n o de ,   a n t h e   de s t i na t i o n s .   T h e   r e s ul t i ng  m i ni m i z e n u m b e r   o h o ps   r e duc e t h e   r e qu i r e t r a n s m i s s i o n   t i m e ,   t o   c o n s e que n t l y   i m pr o v e   t h e   pe r f o r m a n c e   o t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go ri t hm .           F i gu r e   14 .   T hr o ug h pu t   v s .   P a t l o s s   e xpo n e nt       F i gu r e   15 .   P D R   v s .   P a t l o s s   e xpo n e nt       5 . 6     P e r fo r m an c e   Ev al u ati o n   o M u l ti c as M A N ET   C R N   u n d e r   th e   I m p ac o I d l e   P r o b ab i l i ty   T h e   t hr o ug h pu t   a n P D R   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   m ul t i l a y e r   m ul t i   h o m u l t i c a s t   M A N E T   CR N ,   w i t h   r e ga rds   t o   t h e   v a l ue s   of   i dl e   pr ob a b i l i t y ,   w i t h   t hr e e   di f fe r e n t   t y pe s   of   t r e e   a l go r i t hm s   (S M T ,   S P T   a nd  M S T ),   a n w i t h   P O S   a s   t h e   c h a nn e l   a s s i g nm e n t   s c h e m e   i n   a l l   t h e   CN R s ,   a r e   p r e s e n t e i n   F i g u r e s   16  a n 17   r e s pe c t i v e l y .   A s   i n di c a t e i F i gu r e   11 ,   a t   i dl e   p r o b a b i l i t y <   0 . 3,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   CR N   w i t t h e   S P T   a l go ri t hm   du r i ng  a   h i g h   t ra f f i c   l o a of  P U s ,   i s   s up e r i o r   t o   t he   C R N s   w i t h   t h e   S M T   o r   M S T   a l go r i t h m .   A s   t h e   i dl e   p r o b a b i l i t y   i n c r e a s e d,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   a l l   t h e   C R N s   i m pr o v e d.   T h i s   i s   a t t r i b ut e t o   t h e   ra i s e pr o b a b i l i t y ,   t h a t   s ui t a b l e   c ha nn e l s   w i l l   b e c o m e   a v a i l a b l e   a t   a   l o w   t ra f f i c   l o a of   P U s .   F o r   Idl e   p r o b a b i l i t y >   0. 3 ,   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   S M T   a l go r i t hm   i s   c o m pa ra b l e   t t h o s e   of   t h e   S P T   a nd  M S T   a l go r i t h m s   a t   4. 59%   a n d   11 . 4%   r e s pe c t i v e l y .   A s   po r t ra y e i F i gu r e   17 ,   a t   i dl e   p r o b a b i l i t y   3 ,   t h e   CR N   w i t t h e   S P T   a l go r i t hm ,   e xpe r i e n c e a   b i gge d r o i P D R   pe r f o r m a n c e   t ha t h e   CR N s   w i t t h e   S M T   o r   M S T   a l go r i t hm .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   17 ,   N o .   1 J a n u a r y   20 20  :     291 - 302   300         F i gu r e   16 .   T hr o ug h pu t   v s .   I dl e   p r o b a b i l i t y       F i gu r e   17 .   P D R   v s .   Id l e   p r o b a b i l i t y       6.   C O N C LU S I O N     D uri n t h i s   i n v e s t i ga t i o n,   w e   de l v e i n t o   t h e   us e   o f   a   m ul t i - l a y e r   m u l t i - h o m e c h a ni s m ,   w i t h   o n e   of  t hr e e   di ff e r e n t   t y pe s   of   r o ut e r   pr o t o c o l   a l go r i t hm s   (S t e i n e r   m i ni m a l   t r e e   (S M T ),   s h o rt e s t   pa t h   t r e e   (S P T )   a n d   m i ni m a l   s pa nni n t r e e   (M S T )),   f o r   t h e   c o n s t r uc t i o n   of   m ul t i - c a s t   CR N s .   T h e   s e l e c t i o n   of  a n   e ff i c i e n t   c h a nn e l ,   fo r   da t a   t r a n s m i s s i o n   by   CR   us e r s ,   w a s   c o n duc t e u n de r   t h e   e ff e c t   of   t h e   R a y l e i gh   f a di ng  c h a nn e l .   T h e   pr o b a b i l i t y   of   s uc c e s s   (P O S w a s   e m pl oy e a s   t h e   c h a nn e l   a s s i g nm e n t   s c h e m e .   T hr e e   v a l ue s   f o r   i d l e   pr o b a b i l i t y   (i . e .     = 0. 1 ,   0 . 5   a nd  0 . 9) ,   a n d   d i f fe r e nt   n e t w o r pa r a m e t e r s ,   w e r e   us e t o   c o m pa r e   t h e   CR N   pe r f o r m a n c e   w i t h   r e g a r t o   t hr e e   r o ut i n p r o t o c o l s ,   i n   t e rm s   o f   t h r o ug h pu t   a nd  P D R .   A c c o r di n t o   t h e   s i m ul a t i o r e s ul t s ,   a s   B W   a nd  D   i n c r e a s e d,   a nd  f o r     =   0. 5   a n d   0. 9,   t h e   S M T   a l go ri t hm   de l i v e r e a   b e t t e t hr o ughput   a nd  P D R   p e r f o r m a n c e   t ha n   t h e   S P T   a n M S T   a l go r i t hm s .   A t   di f fe r e nt   n e t w o r pa ra m e t e r s ,     t h e   CR N   w i t h   t h e   S M T   a l go r i t h m   o f fe r e a   b e t t e r   pe r f o r m a n c e   t h a t h e   M S T   a l go r i t h m   b e c a us e   i t   us e a a ddi t i o n o de   (S t e i n e r   n o de ).   T h e   us e   o f   t h e   a dd i t i o n   n o t e   s ho r t e n e d   t h e   d i s t a n c e   p a t f o r   t h e   t r a n s m i s s i o n   o da t a   f r o m   t h e   CR   s o ur c e   t o   t h e   de s t i na t i o n s .   T hi s   e nha n c e t h e   CR N   pe r f o r m a n c e   by   r e duc i n g   t h e   t i m e   r e qui r e d   f o t ra n s m i s s i o n.   F o a   hi g t ra f f i c   l o a o f   P U s   ( P I = 0 . 1),   a nd   a t   di f f e r e n t   n e t w o r k   pa ra m e t e r s ,     t h e   CR N   w i t h   t h e   S P T   a l go ri t hm   di s pl a y e d   a   be t t e r   pe r f orm a n c e   t h a n   t h e   CR N   w i t h   t h e   S M T   o r   M S T   a l go ri t hm .   T h i s   a p pl i e d   f o r   b o t h   t hr o u ghput   a nd  P D R   pe r f o r m a n c e s .   I t   s h o ul d   b e   n o t e t ha t   a s   t h e   v a l ue   o f   P I   i s   i n c r e a s e d;   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   CR N   a t   t h e   t hr e e   a l go r i t hm   p r o t o c o l s   i s   e nh a n c e i n   t e r m s   o f   t h r o ug h pu t   a n d   P D R .   T h i s   i s   b e c a us e   a t   a   hi g v a l ue   o f   P I ,   t h e   p r o b a b i l i t y   t ha t   s u i t a b l e   c ha nn e l s   (w i t a   l o w   t r a f f i c   l o a of   P U w i l l   b e   a v a i l a b l e   f o r   t ra n s m i s s i o by   CR   us e r s ,   i s   ra i s e d.       A C K N O WL ED G E M EN TS     T h e   a ut h o r s   w o ul l i ke   t o   t ha n M us t a n s i ri y a h   U n i v e r s i t y   (w w w . uo m us t a n s i r i y a h. e du. i q)  B a g h da d - Ira q   f o r   i t s   s uppo rt   i t h e   p r e s e nt   w o r k .       R EF ER EN C ES     [ 1]   Y . C .   L i a ng ,   Y .   Z e ng ,   E .   C . Y .   P e a nd  A .   T .   H o a ng ,     S e n s i ng - T hr o ug hput   T r a de o f f   f o r   C og ni t i v e   R a d i o   N e t w o r ks ,   I E E E   T r an s ac t i ons   O n   W i r e l e s s   C om m un i c a t i ons ,   v o l .   7,   no .   4,   pp .   132 6 -   133 7, A P R I L   2008.   [ 2]   M .   K .   K a u s hi k,   Y .   Y o g a na nda m ,   S .   K .   S a ho o ,     S e n s i ng   a nd  S ha r i ng   S c he m e s   f o r   S pe c t r a l   E f f i c i e nc y   o f   C og ni t i v e   R a di o s ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   a n C om pu t e r   E ngi ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   v o l .   8,   no .   5,   p p.   29 34 - 2941 ,   O c t o be r   20 18 .   [ 3]   S h.   D .   B o r de ,   K .   R .   J o s h i ,   E n ha nc e s i g na l   d e t e c t i o a l g o r i t hm   us i ng   t r a i ne ne ur a l   ne t w o r f o r   c og ni t i v e   r a d i o   r e c e i v e r   ,   I nt e r n at i on al   J our n al   o f   E l e c t r i c a l   an C om pu t e r   E ngi ne e r i n ( I J E C E ) , v o l .   9 ,   no .   1, p p.   3 23 - 331 ,   F e br ua r y   2019 .   [ 4]   I .   F .   A k y i l di z ,   W . Y .   L e e ,   M .   C .   V u r a n   a nd   S ha nt i de v   M o ha nt y ,   N e X t   g e ne r a t i o n/ d y na m i c   s pe c t r um   a c c e s s / c o g ni t i v e   r a d i o   w i r e l e s s   ne t w o r ks :   A   s ur v e y ,   C om put e r   N e t w or k s ,   v o l .   50,   no .   13 ,   pp.   2 127 - 215 9,     M a y   2006 .   [ 5]   V .   B a l a j i a ,   P .   K a br a ,   P .   V .   P .   K .   S a i e e s h ,   C .   H o t a   a nd  G .   R a g hur a m a ,   C o o pe r a t i v e   S pe c t r um   S e ns i ng   i C o g ni t i v e   R a di o s   us i ng   P e r c e pt r o L e a r ni ng   f o r   I E E E   802. 22  W R A N ,   E l e v e nt I nt e r n at i on al   M ul t i - C o nf e r e nc e   on  I nf or m a t i on  P r o c e s s i ng - 2015   ( I M C I P - 20 15) ,   P r oc e di a   C om p ut e r   S c i e nc e ,   v o l .   54 ,   pp .   14     23 , 201 5.   [ 6]   H .   A l - M a hd i   a nd  Y .   F o ua d ,   D e s i g a nd   a n a l y s i s   o f   r o ut i ng   p r o t oc o l   f o r   c og ni t i v e   r a di o   a ho c   ne t w o r ks   i n   he t e r o g e ne o us   e nv i r o nm e n t ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   o f   E l e c t r i c a l   an C om put e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l .   9,   no .   1,   pp.   34 1 - 351,   F e br ua r y   2019 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.