Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   5 ,  Octo ber   201 9 , pp.  3687 ~ 36 94   IS S N:  20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v 9 i 5 . pp3687 - 36 94           3687       Journ al h om e page :  http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   Perform ance co mp ar is on  between  802.11 and  802. 11 p   for high  speed v eh icle in VANE T       Moham med  Ha s an   Alw an 1 , K h airun  N.  Ra ml i 2 ,   Y as ir   Amer  Al - Ja w her 3 , Aw s Z uha ir  S ameen 4 ,  Huss ain F alih   M ah di 5   1 ,2,3 Depa rtment   o f  Com m unic at io n,   Facu lty   of Electrical a nd   Elec t ronic ,   Univer si t y  Tun  Hus sein   Onn Mal a y si a ,   Mal a y si a   4,5 Depa rtment   of   Elec tr ical, Elect ronic s a nd   S y st e m s,  Facul t y   of  E ngine er ing  an d  Buil t Envi ronm e nt,     Univer siti   Keba ngsaa n   Mal a y s ia (UKM ) ,   Malay s ia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   A ug  28 , 201 8   Re vised  A pr 11 , 2 01 9   Accepte d  Apr 2 5 , 201 9       Vehic ul ar  ad - ho c  ne tworks  (VA NETs)  technolo g y   h as  be en  emerge d  as  a   cri tica l  rese ar ch  are a .   Bei ng  ad - h oc  in  nat ure ,   VA NET  is  a  t y pe  of  net works   tha t  is  cr eate d  from   the   con cept  of  esta bl ishi ng  a  n et work  o f  ca rs  fo r  a   spec ific  n ee d  or   situa ti on .   Com m unic a ti on  v ia  ro uti ng  p ac ke ts  ov er  th e  hig h - spee d  vehicl es  is  a  ch al l engi n g  ta sk.  Veh ic l e s  m obil ity ,   spe ed  ca n   v a r y   depe ndi ng   on  th e  roa d   spec if icat ion.   How eve r ,   o n  highwa y ,   the  sp ee d  ca n  b e   inc re ase   up  to   120 – 200  Km /H.   Moving  at   high  spee d  ca n   aff e ct   th e   eff iciency   of  data  deliver y .   In  pa rti cular  V2I  tr aff ic   where   m oving   ca r  tr y i ng   to  del ive r  da ta   t o  fixe d  spac e  unit s  which  a re  designe d  to  col l ec t  and  proc ess   dat a  from   vehi cles.  Diffe ren t   protoc ols  have   bee n  proposed  to  be   implemente d  fo r  VA NET  infra struct ure ,   inclu ding  802. 11  an d  802. 11p.   The   per form ance  of  th ese   prop osed   protoc ols  has   not  be en  co m par ed  and   inve stigated  to  find  out  th e  ro bust  m ec hani sm   for  handl ing  high  spee d   VA NET s .   In  this   pape r,   th e  per f orm anc e  of  the   m ost  widely   dep lo y ed  MA C   protoc ols  for  h andl ing  wir el ess   comm unic at ion   which  is  802. 11  and  the  802. 11p  have   b e en  comp are d ,   which  is  a  custom iz ed  v ersion  for  high  spee d  m odes.   Perform anc e   is  inve stig at ed   in   te rm   of   data  d el iv er y   eva lu at io n   m et ric s  includin g  net work  thro ughput,   de lay   a nd  pac ke t  deliv er y   ration.   Result s  show   tha t  802. 11p  h as  e ffic i ent l y   enha n c ed  the   n et work   p erf orm anc e   where   net work   throughput   is  inc re ase d,   d ela y  is  dec r ea sed ,   and  pac k et  del iv er y   r at io   is incre ase d   as  w el l .     Ke yw or d s :   802.1 1p   Ma c p r oto c ol   Mob il it y   Perfo rm ance ev al uatio n   Sp ee d    Su m o   Veh ic ular  a d h oc netw orks   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Moh am m ed  H asan  Alwa n ,    Dep a rtm ent o f C omm un ic at io n,   Faculty  of E le ct rical  an d El ect ronic    Un i ver sit y T un Hussein  On n M al ay sia ,   Ba tu Pa hat, J ohor,  Mal ay sia .   Em a il :  m oh a m m ed. h. al rubay e@ie ee.o r g       1.   INTROD U CTION   Re centl y,  Veh i cular  Ad - hoc  Netw orks  ( V A NET )  bec om es   m or e  popula r  and   widely   de plo ye d  ove r   al l  the  ro ads  a cro ss  t he  w or l d.   Most  of   m od er n  cars  a re  equ i pp e d  with   W irel ess  m od ules  w hich  prov i des   veh ic le s  to  c omm un ic at e  with  eac h  ot her’s  a nd   with  com m un ic at ion   c on t ro l  points  [ 1].  E nhanci ng     In te r - Veh ic le   com m un ic at ion   a nd  r oa ds id e  com m un ic at ion   a re  c onsid ered  as  t he  m os t  popula r  w irel ess  com m un ic at ion   resea rch   t opic .  VANET  al lows   r oa d  ve hi cl es  to  no ti fy  oth er  ve hicle s  about  traf fic  j am s,  su dde n  st ops  a nd  ot her  hazar dous  r oa d  c onditi on s   [ 2].  T he   hu ge  nu m ber  of  e xpect ed  be nef it s  of  VANET   a nd   a  nu m ber   of   s upportin g  veh i cl es  are  li kely   beco m e  the  m os t  reali zed  i m ple m entat io n  of  m ob il e  Ad   ho c   netw orks.   S ho rt  range  IEE E  802.1 1  can  be   us ed  f or  ve hicle   com m un icati on s  us i ng   s uitable   rad i o  interfac e   te chnolo gy  [ 3].  H ow e ve r,   a  ne w  sta ndar d  for  both  physi cal   and  MAC  la ye r  has   bee n  de velo ped  to  m e et   the   requirem ent  of  com m un ic at i on   betwee n  ve hicle s,  IEE E  802.1 1p  is  an  a ppr ov e d  am end m ent  to  the  I EEE  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g .  V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   20 19 :    3 6 8 7   -   3 6 9 4   3688   802.1 1  sta ndard  w hich   pro vi des   W ir el ess  Acces s   in  Ve h ic ul ar  E nviro nme nts  ( WA V E )  [ 4].   The  en ha ncem ents  that  are  app li ed  to  802.11   s upport  the  ap plica ti ons  of   the  I ntell igent  Tra nspor ta ti on  Syst e m s [ 5].   The  nav i gatio n  syst e m s  avail abili ty   of   each  ve hicle   al lows   it   to  rec ognize  t he  ge o gr a phic   locat ion   i n   add it io n  to  it s   neig hbors.  O n  the  oth e r  ha nd,  Ge ogra ph ic   Rou ti ng  w hich  is  a  s pec ific   ty pe  of   r ou ti ng   appr oach,  bec om es  po ssi ble  w her e   c hoos i ng  a  neig hbor   w ho  is  ge ogr aph ic al ly   cl ose r  to   that  dest inati on  wh e re  f ram es  are  si m ply  fo r warde d   to  a  de sti nation.   W it h  the  veh ic le s,  r apid  gr ow t h  an d  increasi ng   num ber   of   ro a ds i de  tra ff ic   m on it or s,   the  en ha ncem e nt  of  na vig at io n  syst em s,  the  wireless  netw ork  de vices  low  cost   prom isi ng   peer - to - peer   (P2P )  app li cat io ns  and   exter nall y  dr iven  se rv i ces  t o  veh ic le s  becam e   avail able.   Fo r  t his  pur po se,  the  W irel e ss  Access  in  Veh ic ular  E nviro nm ents  (W AV E )  sta nda r ds   is  pro posed   by  the   In te ll igent  T ra ns po rtat ion   Syst e m s  (I TS )  to   def i ne  a n  arc hitec ture  w hich  e nab le s  ve hicle - to -   ve hicle   ( V 2V )   and   ve hicle - to - inf rast r uctu re   (V2I)  wireles s  com m un ic at i on s   colle ct ively   [6 ] .  Fig ure   1  s hows  the  ge ner al   VANET  n et work com m un ic at ion .           Figure   1 .  V ANET  net wor k  c om m un ic at ion   [ 6]       In   t his  resea rc h,   t he  pe rfo r m ance  of  80 2.1 1  a nd   802.1 1p  pe rfor m ance  in  a  high - s pe ed  veh ic le   env i ronm ent  hav e  bee n  com par ed  an d  to  in ve sti gate  ho w  th ey   per f or m ed  t o  fin d  out  how   802.11   an d  80 2.11p   are  pe rfor m ing   w hen   ve hicle   sp eed  cha ng i ng   a nd   ho w  can  this  r eflect   in  te r m   of   com m un ic at io n  perform ance.  The  m echan is m   of   data  delivery  ca n  be   af fected  in   case  of   fr e quent  dis ta nce  cha nges  away  from   the  ro ad  side  unit   wh e r e  data  is  deliv ered.  Dif fer e nt   veh ic le s  s pee d  nee ds   to  be  m easur ed  t o  c ov e r  a  wide ra ng e  of  veh ic le s  possib il ities.   The  re st  of   t hi s  pa per   is  org anized  as  f ollow s:  In   sect io n  2  relat ed  w ork  is  prese nted.   Sect io n  3  il lustrate d  the   si m ulati on   s cenari os   f or  data  delive ry  perform ance  evaluati on.  Sec ti on   4  il lust ra te   the   m easur em ent r esults an d  a nal ysi s; Finall y, a con cl us io n  is  presente d  in  sec ti on   5.       2.   R EL ATED  W ORK   In   VANET ,  di ff e ren t  issue s  are  co ns ide red  as  crit ic al   and   par ti cularly   f or  safety   ap plica ti on   w here   data  delivery  is  crit i cal   and   m ay   threat  hum an  li ves.   802.1 1p   protoc ol  has  bee n  pro pose d  to  pro vide   m or e  reli able  data  c omm un ic at ion   in  hi gh  sp ee d  nodes   en vir onm ent.  Dem m e l   et   al .  note   tha t  la te ncies  have  no t   been   i nv est ig at ed  in  these p re vious  stu dies, w he n  they   are su pp os e d  to  be   a  m ajo r  im pr ovem ent  br ough t  upon   by  the  am endm ent  [7 ] .  Furt her m or e,  t he  w ho le   set   of  pos sible  sp ee d  cl a sses  ha s  no t  be en  in vestigat e d  w her e  each  st ud y  foc us es  on  a  preci se  ra ng e   s uch  as  lo wer   sp ee ds  or  fr ee way  s peeds  [ 8 ] .  E xp erim ental   con di ti on s  are  not  ver y  well   known  or  con t ro ll ed ,  nota bly  for  bei ng   op e n.   Alth ough  it   is  adv antage ous  to  m easur e   perform ance  i n  real  ro a d  co nd it io ns ,  as  th ey   hav e  show n  t o  be  ver y  vari able  dep e nd i ng  on  the  exp e r i m ental  env i ronm ent,  it   is  i m po rta nt  to  obta in   basel ine  pe rfo rm ance  detai ls  in   m or e  con t ro ll e d  e nv i ronm ents  first.   pro po se  a  detai le d  po st  pro cessi ng   a naly sis  of   pe rfo rm a nce  m et rics  (l at ency,  range  and   fr am e  loss) ,   for  m easur em ents  ta ken   in  a  c ontr olled,  re pre sentat ive  f ree way - li ke  e nv ir on m ent  and   usi ng   t he  f ull  r ang e  of  sp ee ds  ac hieve d by m oto r veh ic le s [ 9 ] .    Gr ä fling   et   al .   prov i de  pe rfor m ance  evalu at ion   f or   us in g  de dicat ed  s hort - range  co m m un ic at io n  sta nd a rd  ( DSR C )  in  data  de li ver y  f or  V AN E T  c omm un ic at io n  [ 10 ] .   The   ne w  DSR V  sta nda rd  so luti on   pro vid e  a  m ulti - cha nn el   w hich  ca n  se rv e r  m ulti ple  ap plica ti on   ty pes   an d  pro vid e  high  pe rfor m ance  f or  fu t ure   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Perf orma nce c omp ar iso n bet we en 802. 11  and 8 02. 11p   f or hig h spee d  ve hicle …   ( Mo hamm e d  H as an  A lw an )   3689   VANET  c omm un ic at ion .  P erfor m ance  ev al uation  i nclu des  diff e ren t  c omm u nicat ion   par am et ers  includi ng   thr oughput, col li sion  proba bili ty  an d  delay . Differ e nt scen a ri os  h a ve been b uilt  to  si m ulate  diff e ren t sce na rios  and   a naly ze  resu lt s  [1 1 ] .  Per form ance  evaluati on   s hows  t hat  new   sta ndard s  ca n  pri ori ti ze  data  packet s  for   dense  a nd  l oa ded   scena rios  wh e re  netw ork  t hroug hput   has  been  dec reased   sig nific antly   and   dela y  has    been inc rease d.   Mob il it y  i m pa ct   in  IEEE  80 2.11p  in fr a struc ture  le ss  vehi cular  net wor ks .  D ue  to  high  m ob il it y,   two  dynam ic   con te ntion  window  m echani s m s  to  al le viat e  netw ork  pe rfor m ance  de gr a datio n.   The   firs t   schem e  pr ovid es  a  dynam ic   le vel  of   se rv ic e  pr io rity   via  adap ta ti on  to  t he  num ber   of   neig hbori ng  node s,   wh il e  the   sec ond  schem e  pro vid es  ser vice  pri or it y  ba sed   on  node  relat ive   sp ee d.   Exte ns i ve  sim ulati on   r esults   dem on strat e  a  sign ific a nt  im p act   of   m ob il it y  on   t he  I EEE  802.1 1p   M AC   perform ance  wh e re  the  unfa irness   pro blem   with  the  veh ic le - to - veh ic le   ( V2V)  com m un ic at i on s  a nd   the  e ff ect ive ne ss  of   the  pr op os e d  MAC  schem es  [ 12 ] .   Perfo rm ance  evaluati on  of  I EEE  802.1 1p  e nab le d  ve hicu la r  vi deo  s urve il la nce  syst e m .  [ 13 ]   as sess   the f easi bili ty  o f  s uc h  syst em  b y analy zi ng  t he  vi deo  e nd - to - e nd d ist ort io n  f or  a tar get vehic le , lo cat ed se ver al   hops   a way  fro m   the  gateway,  wh e n  it   is  al on e  or   the re   are  al so   oth e r  ve hicle s  tran sm it t ing   vid e o  [14 ].     They  dem on str at e  the  i m po rt ance  of  dy nam ic   adap ta ti on   of  the  vi deo   bit  rate  of   eac h  ve hicle   dep e nding  on   the num ber  a nd  po sit io ns   of t he parti ci patin g veh ic le s.   A  pe rfor m ance   evaluati on  f or  VANET  us in g  LTE  a nd   IE EE  8 02.11 p  ha s  been   pro pos ed    in  [ 15 ].    A  detai le d  st ud y  of  perf orm ance  eval uation  f or  both   sta nd a rds  for  diff e re nt  pa ra m et ers  co nf ig ur at i on   includi ng  ve hi cl e  den sit y  an d  tra ns m issi on   fr e quency  ha ve  be en  done   in  [ 16 ] .  Dif f eren t  perform ance   evaluati on  c onsiderati ons  ha ve   bee n  c heck e d  incl ud i ng  rel ia bili ty ,  m ob il i ty   su pport ,  del ay   and  scal abil it y  fo r   diff e re nt  V A N ET  ap plica ti on  c on te xt  [ 17 ] .  I ntensi ve  si m ula ti on   e xp e rim ents  hav e  been  im ple m e nted  t o  evaluate  the  s ta nd a rd ' s  eff ec ti ven ess.  Re s ul ts  ind ic at e  that  802.11p  prov i des  acce ptabl e  perf or m ance  f or   sp ars e  netw ork   topolo gies.  O n  the  ot her   ha nd,  LTE  m eet s   m os t  of   the  a pp li cat io n  re quirem ents  in  te r m s   of  reli abili ty ,  scal abili ty   and   m ob il it y  su pport .  Howe ver,  it   is  chall eng i ng  to  ob ta in   strin ge nt   delay   re qu ire m ents  in the p resen c e  of  h ig her  cell ul ar n et work tra ff ic  loa d.       3.   SIMULATI O N  TOP OLOG Y   To  eval uate  th e  perform ance  of   VANET ,  a   reali sti c  si m ul at ion   en v ir on m ent  is  need e d  to  be  buil t.   In   t his  stu dy  W il m ing to n,   N ew  Ca stl e  Co unty ,  Dela war e ,   1980 1,   U nited   Stat es  of  Am e rica.  T he  c oor di nation  of  the  us e d  m ap  is  - 75. 5875  *  - 75. 5348  H  and  39. 7272  /  39 .70 96  V .  ha s  bee n  sel ect e d.   Fig ure   2  shows  th e   real m ap  of   sel ect ed  hi ghway.           Figure  2.  Hi gh  sp ee d way,  W i l m ing ton   sim ul at ion  m ap       The  ope n  stree t  m ap  (O SM) project has b ee n uti li zed  [18 ].   OS M i s a co ll aborati ve  pro j ec t t o  create   a   fr ee  e ditable   m ap  of  the   w or l d.   T he   creat ion   a nd  gro wth  of  O SM  ha ve   be e n  m otivate d  by  restrict ions   on   the  us e   or  a va il abili ty   of   m a p  in form at ion   acro s s  m uc h  of  the  w or l d.   T he  a dv e nt  of   i nexpe ns ive   po rtable   sat el li te   nav iga ti on   dev ic es .  Ra ther  tha n  t he   m ap  it sel f,   the  data  ge ne ra te d  by  t he  OSM   are  c on si de red   a s  a   pr im ary ou tp ut . T he data  is th en  a vaila ble fo r use in  tra diti on al  appli cat ions.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g .  V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   20 19 :    3 6 8 7   -   3 6 9 4   3690   The n  the  expo rted   OS M  file s   are  inp ut  to  the  SU M O  si m ulator  to  ge ne r at e  traff ic   si m ulati on   [19 ].   The  fir st  ste p  in  SU M O  is  to  gen e rate  the  tr aff ic   net work   wh e re  ve hicle s   are  m ov ing   in  high  sp ee d.   Aft er  that  the  ve hicle   tri ps   a re  gen e rat ed  by  sp e ci fyi ng  the  re qu ire d  ti m e  of   the  si m ulati on .  Fi nally ,  SU M O  create s  a   com plete   si m u la ti on   file   w hic h  incl ud es   al l  veh ic le s,  pat hs  an d  trip  detai ls  for  eac h  veh i cl e  dep e ndin g  on  the   pro vid e d  m ap.   A  python - base d  sc ript  is  t hen  us e d  t o  tra ns l at e  the  S UMO   sim ulatio n  fil e  to  the   N S2  m ob il i ty   and  config ur at io n  f il es.    I n  the   N S2   sim ulator  t he  m ob il it y  and   the   s peed  of  veh ic le s  a re  a djust ed  i n  the   m ob il it y  file .  Data  are  fo r warde d  to  the  central  com m un ic at ion   locat ion   for  stori ng  an d  processi ng.  Fig ur e  3  il lustrate   the  locat io n  of  the  ve hicle s  in  the  sim ulati ng   ne tw ork  befor e  i ns erti ng  t he  r oa d  side   unit   (RS U) s.   A  gr i d  of   ro a d  si de un it s  is i ns erte d  in  th e n et w ork  to  c ov e r  t he whole  s im ulatio n  a re a as s how n  in   Figure  4.           Figure  3 .  The   NS2 sim ulati on   netw ork   befor e  addin g R SU s       Figure  4 .  The  s i m ulati on  n et w ork  a fter a ddin g  RS Us         3.1.   Simul at i on   parameter s   The  netw ork  sim ula ti on   pa ra m et ers  that  are   assig ned  to  ne twork  node s  ar e  li ste d  in    Ta ble  1  w he re   diff e re nt  si m ulati on   scenari os  hav e  be en  i m ple m ented  usi ng   di ff e ren t  si m ulati on   tim e,  diff e re nt  ve hicle   sp ee ds   hav e  b e en  sim ulate d  and p e rfo rm ance co m par iso n h as b ee n  i nv est i gated  [ 20 ] .       Table  1 .   Netw r ok  sim ulati on  p aram et ers  val ues   Para m eter   Valu e   Ch an n el ty p e   W ire less  Ch an n el   Rad io - p rop ag atio n   m o d el   Two Ray  G rou n d   Netwo rk Inte rf ace  Ty p e   W ire less  Phy .   An ten n a ty p e   O m n i Anten n a   Interf ace  q u eu e typ e   Drop  T ail /  Pr i - Qu eu e   Maxi m u m  pack et i n  Queu e   50   MAC t y p e   8 0 2 .11 ,  8 0 2 .11 p   Top o g raph ical Ar e a   1 3 0 0 0  x 1 3 0 0 0  sq m   Ro u tin g  pro t o co ls   DSDV   Nu m b e r  o f   m o b ile  n o d es   40   Si m u latio n  T i m e   60  seco n d s   Data Flow   CBR   Pack et Size   256   b y te   Data Bit  rate   0 .5 MB/s   Veh icle sp eed   1 0 ,  2 0 ,  3 0 ,  4 0 ,  5 0 ,  6 0 ,  7 0 ,  8 0 ,  9 0 ,  1 0 0 ,  1 1 0 ,  1 2 0 ,  1 3 0 ,  1 4 0 ,  1 5 0 ,  2 0 0  K m /h       3.2.   Perfo r ma nce  metric s   Diff e re nt ev al ua ti on  m et rics can be m easur e d,  i nclu ding:    1.   En d  t o  e nd del ay     The  e nd - to - en d  delay   re pr e se nts  the  a ver a ge   a m ou nt  of   ti m e,  w hich  is  ta ke n  by  eac h  ve hi cl e  pack et s   to  trave rse  the p at h  from   a  veh ic le   to  an oth e r  ve hicle   or   RS U.   E 2E  delay   is  accum ulati ve  of  d iffe re nt  ne twork   delay   ty pes.   It  m ai nly  include s  proc essi ng   de la y  fo r  buff e r ing   delay ,  r ou t e  disco ver y  a nd  interm ediat e  node  forw a r ding  delay .  E2E  delay   is  con si der e d  as   a  sign ific ant  ne twork  pe rfo r m ance  ind ic at or  wh e re  sm all  values  E2E  delay   repr esents  bette r  ne twork  perfor m ance.  Increas ed  delay   can  be   caus ed  by  r outi ng   over hea d  or   li nk   fail ur e.  T o  est i m at e the av era ge  E 2E dela y f or a  netw ork,  t he follo wing e qu at io n  is  u se d:     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Perf orma nce c omp ar iso n bet we en 802. 11  and 8 02. 11p   f or hig h spee d  ve hicle …   ( Mo hamm e d  H as an  A lw an )   3691   2 = (   –   )          (1)     Wh e re,  T _E 2E   is  the  Av era ge   E2E  Delay ,  T R  is  pack et s  re cei ved   ti m e   at   destinat io n  no de  an d  TS  is   pack et s  sen t t i m e fr om  the s ource  no de.       2.   Packet  l os s   Packet  loss  is  ob ta ine d  by  subtract in g  the  num ber   of   pac ke ts  received  at   Access  P oin t  f ro m   the  total   n um ber   of p ac kets tra ns m itte d.          =   ∑         −   ∑           (2 )           =   (      ∗   100 ) ∑         (3 )     3.   Netw ork   thr oughput   Thro ughput  re ferred  to  the  ve hicle s  pack et s   nu m ber   w hich  is  correct ly   delivere d  ove r   the  netw ork   for  a  sp eci fic  ti m e.  To  m easure   thr ough pu t  put  in  a   li nk  between  tw o  node s  total   num ber   of  pac kets  th at   hav e   been  s uccess ful ly  d el ivered  to  the d esi red   nodes  are cou nted.  Increa sin g  thr ough pu t val ue s is a g reat i nd ic at or  for  en han c ed  perform ance.  I t  is  m easur ed  i n  bits  per   sec ond  (b it /s  or   bps).   T hroug hput   can  be  re pr es ented   m at he m at ic a lly as in e quat io n belo w:     ℎ   ℎ  =    .          ∗     ∗ 8           (4)       4.   MEASU REM ENT RES UL TS A ND AN A LYSIS   To  in vestigat e   the  pe rfor m ance  of  bo t h  802.1 1  a nd   802.1 1p,  we  ha ve   il lustrate d  the   perform ance  com par ison   be tween  both  p r ot oco ls  in  te rm   of   ev al uatio n  m et rics.  The  est i m at ed  resu lt s  of   the  ex per i m ented  var i ou s  m ai n  scenari os   of  dif fer e nt  sp ee ds   a re  show n  in  t he   fo ll owin g  dia gr am s.  Fig ure  5  sho ws  th at   802.1 1p  has  decli ne   t he   nu m ber   of  dr oppe d  pac kets  sign ific a ntly   wh en  it   is  com par ed  with  80 2.11   wh e n  the  ve hicle  sp ee d  is  increa sed,   wh ic h  m e ans  that  the  80 2.11p  ha s  bee n  en han c ed  th e  nu m ber   of  dro pped   pack et s   up   to   70%.   T he  e ff i ci ent  en hance m ent  in  num ber   of  droppe d  pack et s   f or  802.1 1p  is  a cheive d  by  ha nd li ng   perform ance an om al y pr oble m  eff ic ie ntly .     The  net work  del ay   resu lt s  sh ow  b et te r  perf orm ance  fo r  80 2.1 1p  w he re  the   end   to  en d  del ay   has  been  decr ease d  up   t o  12%  le ss  tha n  the  r esults  of   802.1 1  m ac  pr oto c ol  as  sho w n  in  Fi gure  6.   802.1 1p   al lo w  faster   delivery  of  pa ckets  f or  it s  de sti nation  i n  hi gh e r  s peed  ve hicle s  due  t o  bette r  handlin g  of  traf fic  fl ow  a nd   sign al s  powe r f or m ob il e d evi ces.           Figure  5 .  N umber  of  dro pp e d packets  for b ot h  802.1 1  a nd 80 2.11p       Figure  6.  En d  t o  e nd d el ay   for  both 8 02.11 a nd  802.1 1p         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g .  V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   20 19 :    3 6 8 7   -   3 6 9 4   3692   802.1 1p   al s o  e nh a nce  the  net work   pe rfor m ance  w her e  t he  nu m ber   of  s uc cessf ully   received  pac kets   is  increased  as   sh own  in  Fig ur e   7.  The  net work   th r oughput  has  bee n  in creased  up   to  41%  m or e  than  802.1 1  m ac  protoc ol.   Eff ecei nt   ha nd li ng   of   pe rform ance  an om aly  prob le m   by  802.1 1p  has   dr a m arical ly   decr ease  the   nu m ber   of  dro pp e d  pac ket  and   th us   en ha nc e  the  deliver y  of   data  t raf f ic   to  i ts  final  destinat io n  su c cessf ul  handlin g  of  data  delive ry  re fle ct ed  in   bette r   ne twork   th rou ghput  a n d  highe r  pack et   del ive ry  rati o  as  dip c te d  in   bo t h  F ig ur es  7 ,   8.   Fig ur e  7   sh ows  that  the  pack et   deliv er y  rati o  of   the  802.1 1p   m ac  pr ot oco l  is  m uch   la rg e r   than  t he  pac ke t  delivery  ra ti o  of  802.1 1.  The   pac ket  delivery  ra ti o  has   bee n  e nhance d  up  t o  41%   of the  802.1 1 .           Figure  7.  Net w ork  t hroug hput   f or   both  802.1 1   and 80 2.11p       Figure  8.  P DR  for bo t h 802.1 1  a nd 80 2.11p         The  res ults  sho w  pe rfor m ance  degrad at i on   for  data  com m un ic at ion   w hen   ve hicle   sp ee d  is  increas e d  wh ic h  ind ic at e s  that  data  com m un ic at ion   is  aff ect ed  in  hi gh   ve hicle s  s peed   m ob il it y.  The  perf or m ance  has  been  m easur ed   in  te rm   of   e va luati on   m et rics,  inclu ding  t hro ughp ut,  en d  to  en d  delay ,  dro pp e d  packe ts  and   pack et   delive ry r at io.   802.1 1p  m ac pr ot oc ols  pro vid e  bette r per form ance th an 802. 11 wh e re it can  ha nd le  d at a  com m un ic at ion   m or e  ef fici ently   wh e re  t he  perform ance  m et rics  is  en ha nc ed.   The   num ber   of   dro pped   pack et s  is  decr ease d  up  to  70%,  w he re  the  pack et   delivery  rati o  and   net work   thr oughput  is  i ncr ease d  up  to   41 %.   The  e nd to  end  d el ay  is al so d ecreased  do wn to 12% .    Perfo rm ance  ano m al y  and  pa rtic ularly   in  hi gh e r  s pe ed  veh ic le s,   m ob il i ty   is  sti ll   a  crit ic a l   perform ance  issue,  desp it e  th e  enh a ncem ent  of   80 2.11p  pr oto c ol  where  the  num ber   of   dro pp e d  pac ke ts  is   increase d  w he n  the  ve hicle   sp eed  is   inc reased  res ulti ng   i n  pe rform ance  degra da ti on   an d  dat a  loss.   The  ob j ect ive   of   in vestigat i ng   t he  effe ct s  of   high  sp ee d  ve hicle s  an d  it s  con se que nces  on  perform ance  ano m al y  pr oblem   since  802.1 1p   is  acc om pli sh e d  we re  res ul ts  sh ow  a  dire ct   per f orm ance  degrad at ion   of  data   com m un ic at ion   due  to  inc re ased  ve hicle   s peeds  in  te rm   of   e valuati on  m et rics  fo r  bo t h  80 2.11   a nd  802.1 1p  m ac protoc ols, howe ver 8 02. 11p p r ov i des be tt er p er f or m ance than 8 02. 11  protoc ols.       5.   CONCL US I O N     This  paper  pre sent  perform ance  com par iso n  f or   us i ng  80 2.11  an d  80 2.11p  in   V A NET   f or  hi gh  spe ed   veh ic le   m ob il ity  m od el .  A  real  env ir on m ent  base d  si m ulatio n  sce nar i o  ha s  been   buil t  wh ere  di ff e ren t  veh ic le   sp ee d  ha ve  be en  sim ulate d,   to  e valuate  the   perform ance  va rio us   data  del ivery,  e valuati on  m et ric s  have  bee n  m easur ed  i nclu ding  netw ork  t hro ughput,  network   relay   and  pack et   delive r y  rati o.   Re su lt s  sh ow  that  802.1 1p   protoc ols  pro vi de  bette r  pe rfo rm ance  in  te r m   of   eval uatio n  m et rics  wh ere  802.1 1p   has  re du ce d  the  nu m ber   of  dro pp e d  pack e ts  sign ific a ntly ,  res ults  sho w  that  802.1 1p  ha s  en han ce d  th e  nu m ber   of   dr oppe d  pa ckets  up   t o  70%.  Als o,   t he   end   t o  en d  de la y  has  bee n  de creased  up  to   12%  le ss  tha n  the  res ults  of   802.1 1.   T he  pa cket  delivery  rati o h as b ee n  e nhanc ed up t o 4 1% o f  the  80 2.11 as  well .       REFERE NC ES   [1]   M.  S.  Anw er  an d  C.   Guy ,   "A   su rve y   of  VA NET   te chnol og ie s,"  J .   Eme rg.  Tr ends  Comput.   Inf.   Sc i ,   vol.   5 ,   p.   671,   2014.   [2]   M.  Altay e b  and  I.   Mahgoub,   "A   surve y   of   vehicu la r  ad   hoc  n et w orks  routi ng  pro toc ols,"  In te rnat ional   Journal   of   Innov ati on   and  Appl ie d   Stud ie s ,   vol.   3 ,   pp .   829 - 8 46,   2013 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N:  20 88 - 8708       Perf orma nce c omp ar iso n bet we en 802. 11  and 8 02. 11p   f or hig h spee d  ve hicle …   ( Mo hamm e d  H as an  A lw an )   3693   [3]   C.   Cooper ,   e t  a l. ,   "A   compara tive  surve y   of  V AN ET   cl uster in g  te chn ique s,"  I EE E  Comm unications  Surve ys   &   Tutor ial s,  vol .   1 9,   pp .   657 - 681 ,   2017.   [4]   IEE E ,   "IE EE 80 2. 11p  -   IET F,"   e d,   2010 .   [5]   I.   Al - Anbagi  an d  H.  T.   Mouft a h,   "W AV E  4  V 2G:  W ire le ss   acce ss   in  vehicul a r  envi ronm ent s  for  vehi c le - to - gr id   appl i ca t ions,"  V e hic ular Commun ic ati ons ,   vol .   3 ,   pp.   31 - 42 ,   2016 .   [6]   S.  Al - Sulta n,   et  al. ,   "A   comprehe nsive  surve y   on  vehi cular  ad   hoc  net work,"  Journal  of  net w ork  and  compute r   appli cations ,   vo l .   37 ,   pp .   380 - 39 2,   2014 .   [7]   S.  Dem m el ,   e t  al . ,   " Empiric a l  I E EE   802 . 11  p  p er form anc e  eva lu a ti on  on  te st  track s" ,   Inte l li gen t vehicles symposium   ( IV) ,   IEE E,  pp.   8 37 - 842,   2012 .   [ 8 ]   W .   Alasm ar y   an d  W .   Zhua ng,   " Mobili t y   impac t   in  IEEE   802. 11   p  infra struc ture l ess  vehi cular  netw orks,"  Ad  Hoc   Net works,   vo l. 1 0,   pp .   222 - 230 ,   2012.   [9]   B.   Bel lalt a,   et   al . ,   "P erf orm anc e  eva lu at ion  of  IE EE   802. 11  p - en abl ed  vehicul ar  vide o  surveil l an ce   s y stem,"  IEEE  Comm unic ati ons Let t ers ,   vol .   18 ,   pp.   708 - 711 ,   20 14.   [10]   S.  Gräfl ing ,   et  al. ,   "P erf orm anc e  ev al u at ion   of  IEE E   160 9  W AV E  and  IEE E  802 . 11   p  for  vehicul ar   comm unic at ions , "  Sec ond  Int ernati on  Confe ren ce   on  Ubiquit o us  and  Fut ure  Net works  ( ICU FN) ,   p p.   344 - 348,   2010.   [11]   Kiho  Li m   and  D .   Maniv anna n ,   " An  ef ficien t   prot ocol   for   aut h ent i ca t ed  and   sec ur e   m essage   deliver y   in  veh ic u la r  ad   hoc  ne tworks" ,   Ve hi cul ar Comm unic ati ons ,   E lse vi er ,   pp  30 – 37 , 2 016.   [12]   N.  Singh,  R.   L.   Dua,   and  V.   Ma thur,   "N et work  s imulat or  NS 2  2. 35",  Inte rnation al  Journal  of  Ad vanc ed  Re searc h  in  Computer  S cienc e   and  So ft wa re  Engi n ee ring ,   vol.   2277 ,   pp .   22 4 - 228,   2012 .   [13]   Adel  Mounir  Sa id,   et   a l. ,   "M ode li ng  in te r ac t ive  r ea l - ti m e  app lications  in  VA NET s  with  per form a nce   eva lu ation‖",   Computer  Net wo rks,  pp  66 – 78 ,   2 016.     [14]   N.  S.  Rav indr an at h,   et  al . ,   "P erf orm anc e  Ev al u ation  of  I EE E   802 . 11ac  and   802. 1 1n  using  NS 3",  Indian  Journal   o f  Sci en ce and  Tec hnology ,   pp  1 - 9 ,   2016.   [15]   Z.   H.  Mir  and  F .   Fila li,  "LT E  an d  IEE E  802. 11  p  for  vehi cul ar  net working:  a  p erf orm anc e  ev aluati on , "  EURA S IP   Journa l  on  W ire le ss   Comm unic a ti ons and  N et wo rking ,   vo l. 2014, p. 89, 2014.   [16]   Steffe n  Mos er ,   et   a l. ,   "M IMO - Ena bli ng   PH Y  Lay er   Enh anc e m ent   for  Veh icular   Ad - Hoc   Networks",  Wire l ess  Comm unic ati ons and  Ne tworki ng   Confe ren ce,  I E EE ,   pp142 - 147,   2015.     [17]   Sai  Al - Sul ta n ,   et  al.,   "A   compreh ensive   surve y   on   vehicula r   Ad  Hoc  ne twork‖ ”,   Jo urnal   of   Ne twork   and   Computer   Appl ic a ti ons ,   pp 380 – 392,   2014 .     [18]   openstre e tmap.   Avail ab le :   htt ps: // ww w.Openstreetmap. org ,   2018 .    [19]   M.  Behri sch,   L.   Bie ker ,   J.  Erdmann,   and  D.  Krajz ew i cz,  "S UMO – sim ula ti on  of  urba n  m obil ity :   an  over vie w,"  3 rd   Inte rnational   Co nfe renc e  on   Advance s in   Syst em Simulati on   Proc ee dings o f  SIMU L 2011,   2011 .   [20]   Muham m ad  Sajj ad  Akbar,   e t  al. ,  " Ev al ua ti on   OF   IEE E  802. 11n  for  Multi m edi a  Applic a tion  in  VA NET " ,   4th  Int ernati onal   Symposium on Frontie rs   in   Am bie nt   and  Mobi l e  Syst ems,  E lsevi er ,   pp   953 - 958,   2014.       BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS       Mohamme d  Ha ss an  Alw an   r ecei ved   his  Ba chel or  in  Pow er   and   Mac hin e  Engi n ee ring   from  the   Dep art m ent  of  Pow er  and  M ac hin e  Eng ineeri ng,   Facult y   of   En gine er ing,   Unive rsit y   of   Di y ala   in   2012.   He   deci des  to  pursue   h i s   m aste r’s  in  comm unic at ion   and   Com pute r  Engi n ee ring   from  the   Depa rtmen t   of  El ec tr ical ,   El e ct roni c  and  S y stems ,   Facul t y   of  Engi n ee r in g,   Univer siti   Keba ngsaa n  Mal a y si a  (UK M).  H e  gr adua t ed  in  Jul y   2016 .   He  is  now  doing  PhD . in  El e ct ri ca l   Engi ne eri ng  at   t he  Depa rtment  of  El ec tr ical ,   El e c troni cs  a n d   Sy st ems ,   Facul t y   of  Engi ne eri ng,   (UTHM ).   His  m ai n  r ese ar ch  ar e a  is  Com m unic a ti on  Eng ineeri ng   on  the  VA NET .   He  al wa y s   le arn ed  to   be   un der   pr essure   at w ork .           K.   N.  Raml i   wa s  born  in  Bat u  P aha t ,   Johor,  Ma l a y si a,  in  1974 .   He  obta in ed  a   B Eng  degr e e  in  El e ct roni c  Engi n ee ring  from   th e  Univer sit y   of  M anc hest er  Instit u te   of  Sci ence  an d  Te chno log y   (UM IST),   United  Kingdom   in  1997,   and  the n   MEng  in  Univ ersit i  Keb angsa an  Mala y si a   (U KM ),   Malay s ia   in  2004.   Then  from   2007  he  worked  withi n   the   Antenna s  and  Applie d  El e ct rom agne t ic  rese arc h  group  at   Univer sit y   of   Bradf ord,   Unit ed  Kingdom   on   a  num ber   of  proje c ts,  concen tra ti ng  on  an te n na  design  and  c om puta ti ona l  el e ct rom agne t ic s.  He  rec e ive d  a   PhD   degr ee   for   rese arc h  in  e lectr om agne t ic   pr oble m s  using  hy brid  computati onal   m et hods   from   the   Univer sit y   of   Bradf ord ,   Unite d  Kingdo m   in  2011.   HE  is  cur ren t l y   working  at   the  Facul t y   of  E lect ric a l  and   E le c tr onic   Engi ne eri n g,   U  Unive rsiti  Tun  Hus sein  O n n  Malay si a   (UTHM ).   His  ma in  intere sts  are   in  the   fi el d  of  c om puta ti ona l  ele ct rom agne t ic s,  a nte nnas,   and  wire le ss   comm unic a ti ons.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g .  V ol.  9 , N o.   5 ,  Oct ober   20 19 :    3 6 8 7   -   3 6 9 4   3694     Aw s  Z uh air   Sa me en   recei ved  his  bac hel or ’s  in  Com pute r  and  Software   Enginee ring  from   Depa rtment  of  Com pute r  and  Software   Eng in ee ring ,   Facult y   of  Engi neering,  Univer sit y   o f  Di y a la   in  2011 .   He  de ci d es  t o  cont inu e  his   m aste r’s  in  c om m unic at ion  a nd  Com pute r  Engi ne eri ng  in  Depa rtment  of  El e ct ri ca l ,   Elec t ronic   and  S y st e m s  Engi nee ring,  Facul t y   of   Engi ne eri ng  and   Buil t  Envi ronm ent ,   Uni ver si ti   Keba ngsaa n  Mal a y sia  (UK M).  He  gra duat ed  i n   Marc h  2015.   He   is  now  doing  PhD .   in  Elec t rical   Engi ne eri ng  a t  the   Depa r tment  of  El e ct ri cal,   El e ct roni cs  and   Sy st ems   Engi nee ring ,   Facult y   of  Engi n ee r i ng  and  Buil t  Envi ronm ent ,   Univer siti   Keba ngsaa n  Mal a y s ia   (UK M).  His  m ai n  rese arc h   ar ea   i s  Biom edi cal  En gine er ing  on   BioSigna l  pro ces sing  for  health ca re   technolog y.   He  rou ti ne l y   using  S y stem  I dent ifica ti on   te chn ique s  for  c har acte ri zation  o f  the   hum an  vas cul ar  s y s te m   inv esti gated  with  o ptoe l ec tron ic   BioSigna ls.             Y a sir   Amer   J a wh a r   received   his  BS   deg ree  i n  elect rica l  engi neering   fr om  the   Coll eg e  of  Engi neerin g,  Un ive rs ity   of  A L - Mustan sir iya ,  Bagh dad ,  Ir aq,  in  19 98 ,  and   his  M S   deg ree   in  Engi neering   fr om   the   F acul ty  of  Electrical  and   Electroni c  Engi neerin g,  Un ive rs ity   T un   H ussein  O nn   M alay sia,  Joho r ,  Malay sia,  in  20 15 .  H e  is            curr ent ly  w orkin g  towar d  his  P hD  deg ree  in   Comm un icat ion   Engi neerin g   fr om   the   U ni versity  T un   Hu ss ein   O nn   Malay sia.  H is  m ain   res earch  int eres ts  are  signa l  processing  in  comm un icati on ,  O FDM,   P APR  reducti on  in M ult icarr ier  system ,  5 G   w aveform  design, a nd  w ireless  net w ork.           Hus sain   Mah di   is  from   Malay s ia   Section,   a  Ph. D.  in  el e ct ri cal  engi ne eri ng  a t  t he  El e ct ron ic  Depa rtment,   Fa c ulty   of  Engi n ee ri ng,   Univer sit i   Keba ngsaa n  Ma lay sia  (UK M).  He  joi ned  IE EE  7  y ea rs  ago ,   an d  since   th en.  He   was  the   soci al   ac t ivi t y   Ch ai r  2 012,   vice  ch ai r  2013  and  th e   cha ir   of  I EE E   UK M  Student  Branc h   2014.   He  was  I EEE  Mal a y s ia   Se ct ion   Student  Repre sent at iv e  2015,   IEE E  Re gion  10  As ia   P ac i f ic   Student s  Acti vities  Com m it te e  2015,   IEE EXtr eme  9. 0  Am bas sador  2015,   IEE E  Da y   Am bassador  2015,   IEE E  m a dC  ambass ador   coor dinator  of   R egi on  10   2016,   I EE EXtr eme  PA   Le ad ,   R egi on  10   and  ambass ador   coor din at or  2016  ,   IEE E  Re gion  10  Student   ac ti vi t y   comm it te e  South - E ast  As ia   coor dina tor   2016,   IEE E   Malay s ia   Sec ti o n  Young  Profes sional   Hum ani tarian   activitie s  C hai r  2016, 2017,   IEE E  Reg ion   10  Young  Profess iona l  Com m it te e  South - E ast  As ia   coor din at or  ( 2017 - 2018),   IEEE  Regi on  10   Hum ani ta ria n   a c ti vities  comm it tee  2017.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.