I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   3 0 7 7 ~3 0 8 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 3 0 7 7 - 3089          30 77       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Ra pidly  IPv6   m ul ti m edia   m a na g e m ent  sch e m es ba se d LTE - w ireless  net w o rk       Abeer   T w a k o l K ha lil 1 ,   A. I .   Abdel - F a t a h 2 ,   H esh a m   Ali   S a k r 3     1 Ele c tri c a En g in e e rin g   De p a rtme n t,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   Ba n h a   Un iv e rsit y ,   Eg y p   2 El e c tro n ics   a n d   Co m m u n i c a ti o n s E n g in e e rin g   De p a rtm e n t,   F a c u lt y   o f   En g in e e rin g ,   M a n s o u ra   U n iv e rsity ,   Eg y p t   3 In sti tu te  o f   P u b li c   A d m in istratio n ,   El e c tro n ics   a n d   Co m p u ti n g   De p a rtm e n t,   S a u d A ra b ia        Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   15 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   Mar   2 3 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   A p r   1 9 ,   2 0 1 9       En su ri n g   th e   b e st  q u a li ty   o f   s m a r m u lt im e d ia  se r v ice b e c o m e a n   e ss e n ti a g o a f o m o d e rn   e n terp rise so   th e re   is  a l w a y a   n e e d   f o e ff e c ti v e   IP   m o b il it y   s m a rt   m a n a g e m e n sc h e m e in   o rd e to   f u lf il th e   f o ll o w in g   t w o   m a in   f u n c ti o n s: ( I)  in terc o n n e c ti n g   th e   m o v in g   ter m in a ls aro u n d   t h e   e x ten d e d   in d o o sm a rt  se rv ic e s .   In   a d d it io n ,   (II)  p r o v id in g   se ss io n   c o n t in u it y   f o r   in sta n d a ta  tran sf e in   re a l - ti m e   a n d   m u lt im e d ia  a p p li c a ti o n w it h   n e g li g ib le  late n c y ,   e ff icie n b a n d w id th   u ti li z a ti o n ,   a n d   im p ro v e d   re li a b il it y .   In   th is  c o n tex t,   it   f o u n d   o u t   t h a t h e   G e n e ra li z e d   M u lt i - P ro to c o L a b e S w it c h in g   (G M P L S o v e LT E - A   n e t w o rk   t h a o f f e r m a n y   a d v a n c e d   se rv ic e f o larg e   nu m b e rs  o f   u se rs  w it h   h ig h e b a n d w id th s,  b e tt e sp e c tru m   e ff ic ien c y ,   a n d   lo w e late n c y .   In   G M P L S ,   th e re   i a n   e li m in a ti o n   o f   th e   ro u ti n g   se a rc h e a n d   c h o ice   o f   ro u ti n g   p ro to c o ls  o n   e v e r y   c o re   LT E - A   ro u ter  a lso   it   p ro v id e th e   a rc h it e c tu re   si m p li c it y   a n d   in c r e a se th e   s c a lab il it y .   A   c o m p a ra ti v e   a ss e ss m e n o f   th re e   ty p e o f   IP v 6   m o b il it y   m a n a g e m e n sc h e m e o v e th e   LT E - A   p ro v id e d   b y   u sin g   v a rio u ty p e o f   m u lt ime d ia.  By   u sin g   OP NET   S im u lato 1 7 . 5 ,   In   a c c o rd a n c e   w it h   th e se   s c h e m e s,  it   wa p ro v e n   th a th e   IP v 6 - GM P L S   sc h e m e   is  th e   b e st  c h o ice   f o th e   sy ste m ' s   o p e ra ti o n ,   in   c o m p a riso n   to   t h e   I P v 6 - M P L S   a n d   M o b il e   I P v 6   f o a ll   m u lt i m e d ia   o f fe rin g s a n d   o n   th e   o v e ra ll   n e tw o rk   p e rf o rm a n c e .     K ey w o r d s :   GM P L   I P v 6   L T E -   Mo b ilit y   OP NE T   1 7 . 5   Scalab ilit y     T r af f ic  E n g in ee r i n g   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Hesh a m   A li  Sak r ,     Dep ar t m en t o f   E lectr o n ic  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   I n s tit u te  o f   P u b lic  A d m i n is tr at io n -   A b h a -   Sau d A r ab ia .   E m ail:  He s h a m _ s a k r 2 0 1 0 @ y a h o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N     No w ad a y s ,   b y   th u s o f   ad v an ce d   s m ar tp h o n es  a   s er io u s   is s u co u ld   b n o ticed   clea r ly   w it h   th e   cu r r en tl y   u s i n g   o f   L o n g   T er m   E v o l u tio n   A d v an ce d   ( L T E - A )   n et w o r k in g   ap p r o ac h es  t h at  ar v er y   li m i ted   w it h   r eg ar d   to   h ig h   m o b ilit y ,   i n cr ea s ed   o f f er i n g   o f   lar g er   b an d w id th   a n d   h ig h er   ac ce p tab le  v alu e s   d e m an d   o f   m u lti m ed ia  q u alit y   o f   s er v ice  ( Qo S ) .   I n   ad d itio n ,   th w id s p r ea d   o f   n e w   ad v a n ce d   d ev ic es  an d   s er v ice s   ar m ak in g   m o b ile  n e t w o r k i n g   ev en   m o r co m p lex   a ls o   ca u s es     n et w o r k   co n g e s tio n   p r o b lem s   .   Fo r   ex a m p le,   th e   e m er g i n g   e n d - u s er   ap p licatio n s   s u ch   as  v id eo   s tr ea m i n g ,   v o i ce   an d   w eb   b r o w s i n g   h a v to   f u lf i ll  ce r tai n   Qo S   r eq u i r e m en ts ,   s u c h   as   lo w   l aten c y   an d   g u ar an tees   o f   co n s ta n d ata  r ate.   I n   t h is   r e g ar d ,   th I P   tr af f ic   m an a g e m e n p r o ce s s   r ep r esen ts   m aj o r   is s u in   m o b ile  co m m u n icatio n   [ 1 ] th u s ,   t h I P   m an a g e m e n s c h e m e     h as  a   m aj o r   r o le  r eg ar d in g   th e   s er v ice  p er f o r m a n ce   an d   t h o v er all  n et w o r k   p er f o r m a n ce .   Fu r t h er m o r e,   th er e   is   n o   d o u b th at  th tr an s m is s io n   s p ee d   o f   w ir eles s   co m m u n icatio n s   is   co n s ta n tl y   in cr ea s i n g   w i th   t h e   ap p ea r an ce   o f   n e w   ad v an ce d   a n d   en ab lin g   tec h n o lo g ies [ 2 ] .     T h er ef o r e,   m an y   r esear c h er s   h a v p r o p o s ed   s ev er al   s i g n i f ican m o d i f icatio n s   th a h av e   b ee n   d em a n d ed   in   o r d er   to   attain   r o b u s n e x g e n er atio n   L T E - A   ar ch itect u r e.   Hen ce ,   t h I P   m o b ilit y   m an a g e m en t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   3 0 7 7   -   3 0 8 9   3078   ( i.e .   I P   h an d o v er /h a n d o f f   m a n ag e m e n t)   is   co n s id er ed   to   b th m ai n   co n ce r n   in   L T E - A   ar ch itect u r w i t h   r eg ar d   to   b r in g i n g   m o b ilit y   [ 3 ] 4 ] .   I n   th is   s e n s e ,   Me en ak s h S u n d ar a m   R .   p r o p o s ed   n e w   i n te g r ated     IP v 6 - MP L S   ar ch itect u r th at   o f f er s   I P - in te g r atio n ,   e n d - to - en d   q u alit y   o f   s er v ice,   s e cu r it y ,   s ca lab il it y ,   r esil ien c y   an d   m a n a g e m en e n h a n ce m en ts   f o r   th d ep lo y m en o f   d ata,   v o ice  an d   v id eo   s er v ices.  I n   ad d itio n ,   th e y   h a v estab li s h ed   tes t   b ed   in   o r d er   to   test   th p er f o r m an ce   o f   th e ir   p r o p o s e d   ar ch itectu r [ 5 ].   Fu r t h er m o r e,   Dr .   S.  T h ab as u   k an n a n   a n d   T .   Ven g ate s h   p r o v id ed   an   u n p r ej u d iced   ex p er im en tal  p er f o r m a n c an al y s is   b et w ee n   t h t w o   p r o to co s tack s   ( I P v 4   an d   I P v 6 ) ,   f o cu s i n g   o n   h o w   it  r elate d   to   th p er f o r m a n ce   o n   id en tical  s e tti n g s .     T h e y   f o u n d   o u th at  th n et w o r k   p er f o r m an ce   d o es  n o d ep en d   o n l y   o n   th I P   v er s io n   a n d   tr af f ic  t y p e,   b u t   also   o n   t h c h o ice  o f   t h O S.  T h is   e x p er i m e n tal  a s s e s s m e n t p r o v ed   b e y o n d   an y   d o u b t t h at  t h I P v 6   is   n o y et  m at u r e n o u g h   tec h n o lo g y ;   th u s ,   in   m a n y   c ases ,   t h p er f o r m a n ce   o f   I P v 6   p r o v ed   to   b w o r s th an   I P v 4 ,   en d u r i n g   an   o v er h e ad   th at  i s   m u c h   h i g h er   t h a n   it s   ex p ec ted   th eo r et ical  co u n ter p ar [ 6 ].   J .   Am u th a ,   et  al , .   p r o p o s ed   an   I n teg r ated   Secu r A r ch i tectu r f o r   I P v 4 /I P v 6   A d d r ess   T r an s latio n   b et wee n   I P v 4   an d   I P v 6   Net w o r k s ,   w it h   a n   I P v 4 /I P v 6 - E n ab led   Gate w a y   T r an s lato r   ( I P4 6 E G T ) an d   th at  is   i n   o r d er   to   attain   M A C - lev el,   VP N - I P Se an d   C er ti f i ca te  lev el   s ec u r it y .   I n   th is   r e g ar d ,   th e y   e v al u ated   t h n et w o r k   p er f o r m a n ce   a n d   tab u lated   th e   ac q u ir ed   r es u lts .   T h is   n e w l y   s u g g ested   ar ch i tectu r p r o v id ed   d ata  in te g r it y ,   av ai lab ilit y   an d   au th e n tica tio n ,   h e n ce   p r o v id in g   e n d - to - en d   s ec u r co m m u n i ca tio n   b et w ee n   t h s o u r ce   an d   th d es tin a tio n   [ 7 ].   W ith in   t h s a m e   co n te x t,   Yu n es  A b d u s s ala m   Am g a h d   a n d   R ag h a v   Yad a v   p r o v id ed   d et ailed   s t u d y   ab o u t t h e   cu r r en s tate - of - t h e - ar Mo b il I P   p r o to co ls   in   Mo b ile  I P   n et w o r k s .   Fir s t,  th e y   d is c u s s ed   th e x is t in g   w o r k s   o n   r o u tin g   an d   h a n d o f f th e n ,   th e y   an a l y ze d   th e x is t in g   s ec u r it y   m ec h a n i s m s   b y   ca teg o r izin g   t h s ec u r it y   m ec h a n i s m s   a s   f o llo w s s ec u r i t y   o n   r o u te  o p ti m izatio n   a n d   s ec u r it y   d u r in g   h a n d o f f .   A f ter   t h at,   t h e y   p r o v id ed   an   o v er v ie w   f o r   th k e y   co n ce p t,  u s ed   m etr ics,  a n d   th ad v a n tag e s   an d   d r a w b ac k s   o f   ea ch   m ec h a n i s m   [ 8 ].     Mo r eo v er ,   W alaa   F.  E ls ad ek   an d   Mik h ail  N.   M ik h ail  ad d r ess ed   th a s s e s s m e n o f   I P   m o b ilit y   an d   th d if f ic u lt  ch alle n g es  b ef o r g lo b al  m o b ilit y   in   r ea 4 L T E   d e p lo y m en t s .   I n   th i s   r eg ar d ,   th f o cu s   o f   r esear ch er s   h as   al w a y s   b ee n   attr ac ted   b y   s o f t w ar d e f in ed   n et w o r k in g   ( S DN)   w it h   i ts   lo g ical  ce n tr alize d   co n tr o p lan e;  an d   th at  is   in   o r d er   to   af f ec th d ec is io n   d ir ec tl y   d u r in g   r ea ti m m o tio n .   T h er ef o r e,   s o m e   SDN  r esear ch er s   h a v s u g g es t e d   s ev er al  attr ac tiv id ea s   in   o r d er   to   en h an ce   t h m o b ilit y   p er f o r m an ce   i n   r ea l   d ep lo y m en t s   w it h   s ea m les s   ex p an s io n   cr o s s   p r o v id er s w h ile  o th er   r esear ch er s   h ad   f ea r s   ab o u th p er f o r m a n ce   d eg r ad atio n ,   as  th co n tr o ller   r ep r esen ts   s i n g le  p o in o f   f ail u r e .   On   th e   o th er   h an d ,   o th er   r esear ch er s   o v er s i m p li f y   th e x is t in g   c h allen g e s   in   m o b ilit y ,   an d   o f f er   n o n - f ea s ib le  s o l u tio n s   [ 9 ].   A .   E la k k i y a   an d   P .   Selv ar aj ,   o n   th o th er   h an d ,   in tr o d u ce d   n e w   SDN - b as ed   ar ch itectu r f o r   th L T E   p a ck et  co r n et w o r k ,   in   o r d er   t o   en h an ce   th Qo m an a g e m e n t.  I n   th i s   co n tex t,   th e y   s u g g e s ted   d y n a m ic  Qo S - b ased   I P   h a n d o f f   m an a g e m e n p r o ce d u r w it h   th p u r p o s o f   h an d li n g   th ap p licati on - ce n tr ic  m o b ilit y   m a n a g e m e n t.   T h is   Qo S - b ased   h a n d o v er   p r o ce s s   is   m ea n to   e n s u r t h r eq u ir ed   lev e o f   q u alit y   f o r   th o n - g o in g   co n n ec tio n s   i n   ac co r d an ce   w it h   th p o licies  en f o r ce d   b y   t h SDN  co n tr o ller .   A lt h o u g h   th s a m I P   h an d o v er   m ec h a n i s m   m a y   n o ab le  to   f u lf i ll  t h v ar io u s   r eq u ir e m e n ts   o f   t h ap p licatio n s   o r   th s ev er al  n et w o r k i n g   s ce n ar io s   i n   a n   o p ti m al  m a n n er ,   th in tr o d u ctio n   o f   SDN  i n   L T E   n et w o r k   h a s   en ab led   t h m a n a g e m en o f   m o b ile  n et w o r k s   w it h   u t m o s t f lex ib ilit y   i n   lo w er   co s t [ 1 0 ].     A cc o r d in g   to   th p r ev io u s   s t u d ies  m en tio n ed   ab o v e,   th i s   cu r r en ca s s t u d y   w il m o d i f y   o n   t h w ea k n ess   p o in ts   p r o v id ed   th r o u g h   t h u s o f   Mo b ile  I P v 6 ,   Mo b ile  I P v 4   an d   I P v 6 - MP L s ch e m es  o n   th co r e   in f r astru ct u r o f   4 n et w o r k s   i n   t h p r ev io u s   s t u d ies   b y   u s in g   t w o   i m p le m e n ted   I P   tr af f ic  m an a g e m e n t   s ch e m es   t h I P v 6 - MP L a n d   I P v 6 - GM P L b ased   t h 4 . 5 n et w o r k s .   th i s   c u r r en t   p ap er   ai m s   to   ad d   n e w   id ea s   an d   co n tr ib u tio n s   r eg ar d in g   th f o llo w i n g ( I )   Th r o u g h p u t:   Usu all y ,   h i g h   a m o u n o f   d ata  d r o p s   d u r in g   th p r o ce s s   o f   m u lt i m ed ia   s tr ea m i n g   tr a n s m i s s io n ,   lead in g   to   t h e   lo w   q u al it y   o f   th r ec ei v ed   d ata;  n o n et h eles s ,   h ig h e r   t h r o u g h p u r ates  co u ld   b ac h ie v ed   t h r o u g h   t h u s o f   I P v 6 - GM P L b ased   L T E - n et w o r k .   I n   ad d itio n ,   ( I I )   De la R ed u ctio n :   T h is s u o f   h ig h er   d ela y   r a n g e s   d u r i n g   t h p r o ce s s   o f   d ata   tr an s m is s io n   is   p r esen at  all  m u lti m ed ia  ap p licatio n s n o n e th eles s ,   th d ela y   r ates  co u ld   b d ec r ea s ed   u n d er   co n d itio n s   o f   in cr ea s in g   t h e   co v er ag an d   m o b il it y ,   t h r o u g h   th u s o f   I P v 6 - GM P L o v er   L T E - A .   Fu r t h er m o r e,   ( I I I )   I n crea s in g   C o ve r a g A r ea :   W ca n   s o l v t h d ela y   is s u e   p r o v id in g   h ig h   p er f o r m an ce ,   th r o u g h   th e   u s o f   I P v 6 - GM P L S   th a e n ab les  u s   ac ce s s in g   m u lti m ed ia  a n y w h er a n d   i n cr ea s in g   t h d i s ta n ce .   I n   ad d itio n ,   ( I V )   B a n d w id th :   T h is s u o f   b an d w id th   l i m it atio n s   f ac ed   b y   m u lt i m ed ia  d u r in g   t h e   p r o ce s s   o f   tr an s m is s io n   co u ld   b s o lv ed   th r o u g h   t h u s o f   I P v 6 - GM P L S b ased   L T E - A   n et w o r k .     T h at  is   to   s a y ,   a n   i m p r o v e m e n t o f   t h m u lti m ed ia  Qo S p ar am eter s ,   a s   w el l a s   in cr ea s in g   t h s p ee d   o f   m u lti m ed ia  ac ce s s ,   w i th   h i g h er   r ates  o f   SN R   a n d   lo w er   r at es  o f   B E R   co u ld   b ac h iev ed .   I n   t h i s   r eg ar d ,   t h is   cu r r en p ap er   s u g g est s   n e w   ap p r o ac h   r ep r esen ted   in   th p r o p o s ed   m etr ics  f o r   ev alu ati n g   t h Qo S   p er f o r m a n ce   o f   th e   L T E - A   n et w o r k an d   t h at  i s   b y   co v er in g   th I P v 6 - lab elin g   m ec h a n is m s   in   n et w o r k s   b ey o n d   5 t h at  o cc u r   b et w ee n   t h eNB s .   I n   ad d itio n ,   n o   al p r ev io u s   s t u d ies  ad d r ess ed   t h i m p ac o f   u s i n g   th p r o p o s ed   s ch e m es  co m p a r ed   to   th o th er   tr ad itio n al  m o b ile  I P v 6   s c h e m o n   th m u lti m ed ia  an d   th e   o v er all  n e t w o r k   p er f o r m an ce .   T h at  is   to   s a y ,   in   t h is   cu r r en p ap er ,   th r esear ch er   w i ll  p r o v id co m p ar ati v e   s tu d y   b et w ee n   th MiP V6   s ch e m e,   I P v 6 - MP L s c h e m an d   th I P v 6 - GM P L s c h e m e   th r o u g h   t h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R a p id ly  I P v 6   mu ltimed ia   ma n a g eme n t sch eme s   b a s ed   LT E - A   w ir eles s   n etw o r k s   ( A b ee r   T w a ko l Kh a lil )   3079   m ea s u r e m e n t   ca s es.  Hen ce ,   th m ai n   o b j ec tiv o f   th i s   c u r r en r esear c h   i s   to   a n al y ze ,   ch ar ac ter ize  an d   d if f er e n tiate  b et w ee n   t h p er f o r m a n ce   o f   th th r ee   s c h e m e s   b ased   o n   t h L T E - A   n et w o r k ,   r esu l tin g   i n   t h e   d ec r ea s o f   th p ac k e lo s s   d u r in g   t h p r o ce s s   o f   tr a n s m i s s io n ,   as  w e ll  as  t h i m p r o v e m en o f   t h o v er all   n et w o r k   p er f o r m a n ce   th r o u g h   th u s o f   I P v 6 - GM P L s ch e m e.   T h r est  o f   r esear ch   is s ec tio n   2   w h ich   d is cu s s es  t h r esear ch   m et h o d s   u s ed   in   th is   p ap er   an d   th Q o m atr ic s   u s ed   in   o u r   f r a m e w o r k .   T h en   s ec tio n   3   w h ic h   illu s tr ates  t h s i m u lati o n s   r esu l ts   an d   t h g e n er al  d is cu s s io n   o f   r es u lt s .   Fin a ll y ,   s ec tio n   4   w h ic h   in cl u d es  th e   co n clu s io n   o f   r es ea r ch   an d   f u t u r r e m ar k s .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     2 . 1 .     M o bil I P v 6   MI P v 6   p er m it s   p ath   o p ti m izat io n   th a allo w s   th e   ce n tr al  n o d to   p er ce iv th e   lo ca tio n   o f   t h m o b il e   n o d es  af ter   s e n d i n g   i ts   f ir s p ac k et;  i.e .   w h i ls t h ce n tr al   No d ( C N)   tr an s m its   t h p r i m ar y   p ac k et  to   th e   m o b ile  No d ( MN ) .   T h m o b i le  I P v 6   p ac k et   as  s h o w n   i n   F i g u r e   1   co u ld   b tr an s m itted   to   th h o m ag e n o f   th MN   t h at  f o r w ar d s   it to   th o v er s ea s   ag e n s er v i n g   t h M at  th is   ac t u al  ti m [ 11 - 17 ].                               Fig u r e   1 .   Mo b ile  I P v 6   h ea d er     2 . 2 .     M P L S   No lik e   t h I P   p r o to co l,  MP L r ed u ce s   th e   q u a n tit y   o f   r o u t in g   s ea r c h es   an d   g et s   r id   o f   t h n ee d   to   h av e   s p ec i f ic  r o u ti n g   p r o to co o n   ev er y   r o u ter .   W it h   t h e   aid   o f   as s i g n i n g   lab el  to   e v er y   p ac k et,   it 's  f ar   f ea s ib le  to   k ee p   th e   s i m p licit y   o f   an   s tr u c tu r a n d   ad d itio n a ll y   to   g r o w t h   i ts   s ca lab ilit y .   Mu lti - pr o to co l   l ab el   s w itc h in g   ( MP L S)  is   g e n er atio n   f o r   i n te g r atin g   t h d is t i n cti v s o r ts   o f   i n f o r m atio n   in clu d in g   n et  te x t u al   co n ten t,  a u d io   ( v o ice) ,   v id eo   an d   m a n y   o th er s .   f r o m   n u m er o u s   ass e ts ,   e. g . ,   E t h er n e t,  W L A Ns  a n d   A T M;  w it h i n   th o th er   p h r ase s ,   it  lets   i n   th MP L tr ac es  to   ex te n d   th tr af f ic  h a n d li n g   ab ilit ie s   o f   th s ec o n d   la y er   ( in   lin w it h   o p en   s y s te m   I n te r co n n ec tio n   ( OSI )   m o d el)   [ 18 - 22 ] ,   e. g . ,   A s y n h cr o u n s   tr an s f e r   m o d ( A T M )   an d   f r a m e   R e la y   n et w o r k s .   C o n s e q u en tl y ,   MP L tr af f ic  g e n er a tio n   co u ld   b v e r y   v ita f o r   m u lti m ed ia  s er v ice  ca r r ier s   an d   ty p icall y   in ter n et   p r o v id er   c o m p an ies  ( I SP s )   co n s id er in g   b ac k b o n o r   co r e   n et w o r k s   h av to   ass is an   to   b h ad   h ig h   b an d w id t h   f o r   th o s u s a g es,  s o   th n et w o r k s   s h o u ld   b v er y   s tab le,   r eliab le  an d   ex ce lle n q u ali t y   o f   s er v ice  ( Q o S)  ass u r ed   w h er ei n   t h e y   ar ab le  to   r esis co n v er s a tio n   li n k   o r   n o d d is aster s .   Qo m a y   ad d itio n al l y   h av m an y   u n iq u s o r ts   o f   m ea n i n g s   i n   ev er y   ap p licatio n ,   as  a n   ex a m p le  n et w o r k   m a y   b p u o f f   a w ar ( f o r   r ea l - ti m u s a g e s ) ,   b it  r ate - a w a r an d   s o   f o r th As  ill u s tr ated   i n   F ig u r 2 ,   w h il s a   L ab el  s w i tch in g   r o u ter   ( L S R )   g ets  a   p ac k et,   it  p er f o r m s   o n o r   ex tr o f   t h s u b s eq u e n m o v e m e n t s ( I )   p u s h :   p r o v id es  lab el.   T h at  is   n o r m all y   ca r r ied   o u w it h   t h aid   o f   t h i n g r ess   r o u ter .   A d d itio n a ll y ,   ( I I )   s w a p p in g :   R ep lace s   lab el.   T h at  is   n o r m all y   d o n b y   m ea n s   o f   L S R s   a m o n g   t h i n g r e s s   a n d   eg r es s   r o u ter s .   Mo r eo v er ,   (III)  p op elim i n ate s   lab el.   T h at  is   m o s u s u a ll y   d o n e   w it h   t h aid   o f   th e g r es s   r o u ter .   T h is   d iag r a m   illu s tr ates  h o w   a n   ea s y   MP L S   n et w o r k   w o r k s   as s h o w n   i n   F i g u r 3   [2 3 - 27 ].           Fig u r e   2 .   MP L lab el  co m p o n en ts   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   3 0 7 7   -   3 0 8 9   3080       Fig u r e   3 .   MP L o p er atio n       2 . 3 .     G M P L   GM P L is   co n ce p tu a ll y   j u s li k MP L S,  b u r ath er   th a n   th u s o f   s p ec if ic  lab el  to   d if f e r en tiate  an   L SP   at  ev er y   L S R ,   f e w   p h y s ical  as s ets  o f   th e   o b tain ed   d ata  f lo w   i s   u s ed   to   in f er   w h ich   L SP   it  b elo n g s   to .   T h m a x i m u m   g en er all y   u s ed   s ch e m es  ar ( I )   th ti m eslo u s a g to   b ec o m a w ar o f   th e   L SP ,   b y   u s i n g   t h e   t i m d iv is io n   m u ltip le x i n g   ( T DM ) .   A l s o   ( II )   th w a v elen g t h   u s ag to   p ick   o u t h L SP ,   th r o u g h   t h u s o f   w a v ele n g t h   d i v is io n   m u ltip le x ed   ( W DM ) .   Fin all y ,   ( III f ib er   o r   p o r o n   w h ich   p ac k e is   o b tain ed .   L SP s   ar co n s eq u e n tl y   i m p lici tl y   lab ele d   in   GM P L n et w o r k .   GM P L m a y   b u s ed   to   s et  u p   L SP s   f o r   cir cu it  tr af f ic  ( s i m ilar l y   to   p a ck et  tr af f ic) .   T h u s ag o f   t h T DM   an d   W DM   ex a m p les  ab o v e,   t h L SP   tr af f ic  is   s w itc h ed   p r im ar il y   b ased   o n   co n ti n u o u s ,   s tead y   as s ets  o f   t h i n f o r m atio n   f lo w .   T h in f o r m atio n   f lo w   is   n o al w a y s   s w itc h ed   o n p ac k et  at  tim e.   T h is   p er m its   f o r   to tally   ef f i c ien i m p le m e n tatio n   in s id th d ata  p lan w it h   0   in   k ee p i n g   w it h - p ac k et  lo o k u p s ,   m a k i n g   GM P L e x ce p tio n all y   s u i tab le  p r o to co t o   r u n   in   e x ce s s i v b an d w id t h   n e t w o r k s .   B esid t h is ,   GM P L f o r w ar d in g   o p er atio n   o f   t h L SR s   is   m u ch   lik th M P L e x a m p le   m en tio n ed   ab o v i n   F i g u r 3 .   A e v er y   L SR ,   t h i m p licit  lab el  o n   o b tain ed   d ata  d eter m i n es  t h o u t g o i n g   in ter f ac e   an d   t h i m p licit  la b el  w it h   w h ic h   to   tr a n s m it  o n w ar d s   d ata  [ 28 - 3 0 ].   A s   s h o w n   i n   F ig u r 4 ,   f o r   MP L S,  o n i n   e v er y   o f   t h r ee   v ital   s i g n ali n g   p r o to co ls   l ab el  d is tr ib u tio n   p r o to c al  ( L DP ) r eso u r ce   r eser v atio n   p r o to co f o r   tr af f ic   en g i n ee r in g   ( R SVP - TE )   an d   b o r d er   g ate w a y   p r o to ca ( B G P )   ar e   u s ed ,   r ely i n g   at  th ap p licatio n   [3 1 - 3 2 ] .             Fig u r e   4 .   MP L S a n d   GM P L p r o to co ls       2 . 4 .     L T E - o v er v iew   T h is   s ec tio n   i s   co n ce r n ed   w i th   t h r eq u ir ed   b asic  k n o w le d g an d   in f o r m a tio n ,   i n   o r d er   to   f u ll y   u n d er s ta n d   t h n a tu r o f   th e   attac k s   o n   L T E - A   n et w o r k s .   I n   t h is   co n te x t,  t h is   s ec ti o n   w ill  p r o v id a n   o v er v ie w   ab o u t h L T E - A   n et w o r k   ar c h itect u r as  w ell  a s   it s   s ec u r it y   m ec h a n is m .     Fig u r 5   illu s tr ates  t h e   s tr u ct u r o f   th L T E - A   n et wo r k   in   d etail.   it  is   p ar ticu lar l y   co n s is ted   o f   r ad io   ac ce s s   n et w o r k   a n d   co r e   n et w o r k .   As  f o r   th e   r ad io   g et  r ig h t o f   en tr y   to   n et w o r k ,   it ' s   m iles   r ef er r ed   to   as   t h E - UT R A N ; a s   i t d ev e lo p ed   f r o m   th o r ig in al  3 GP P   UM T t er r estrial  r a d io   ac ce s s   n et w o r k   ( UT R A N) co n s eq u en tl y ,   th ab b r ev iatio n   ( UM T S)  r ef er s   b ac k   to   th u n i v er s al  m o b ile  t elec o m m u n icatio n   s y s te m .   o n   t h is   r e g ar d ,   th E - UT R A N   in cl u d es  m u lt ip le  ev o lv ed - No d eB s   ( e - No d eB s ) ,   t h at  h av t h id en tical  f ea t u r es  o f   t h N o d eB s ,   ad d itio n all y ,   to   m a n y   f ea t u r es  o f   t h R ad io   Net w o r k   C o n tr o ller   w it h in   t h e   UT R A N.   Fu r t h er m o r e,   th u s er   eq u ip m e n ( UE )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R a p id ly  I P v 6   mu ltimed ia   ma n a g eme n t sch eme s   b a s ed   LT E - A   w ir eles s   n etw o r k s   ( A b ee r   T w a ko l Kh a lil )   3081   an d   th e - No d eB   ar co n n ec ted   v ia  th air   in ter f ac ( Uu   i n ter f ac e)   [ 3 3 ].   Mo r eo v er ,   th e - No d eB s   ar lin k ed   to   ev er y   o th er   v ia  th X2   in ter f ac e,   as  th e y ' r esp ec iall y   in v o lv ed   w i th   t h s u b s eq u en f ea t u r es:  r ad io   r eso u r ce   m an a g e m e n t,  I P   h ea d er   co m p r ess io n   a n d   en cr y p t io n   f o r   t h u s er   i n f o r m atio n ,   co n n ec ti o n   to   th e   Mo b ilit y   m an a g e m e n E n tit y   ( MM E )   t h r o u g h   S1 - MM E   i n ter f ac ( to   b ab le  to   ac h iev e   m o b ilit y   m an a g e m e n t,  p ag i n g   cu s to m er s ,   a n d   p ass in g   No n e   ac ce s s   Stra t u m   ( N A S)   s i g n a lin g ,   a n d   m a n y   o t h er s . ) ,   an d   co n n ec tio n   to   t h Ser v i n g   Gate w a y   ( SGW )   w it h   th aid   o f   th S1 - i n ter f ac e.   Mo r eo v er ,   th L T E - A   ad d itio n all y   h elp s   HeN B s   an d   r ela y   n o d ( R N) co n s e q u en tl y ,   w h ils w id v ar iet y   o f   HeN B s   ar d ep lo y ed ,   h o m B ase  Sta ti on  Gate w a y   s h al b d ep lo y ed   [ 3 4 ].   Fig u r 5   ill u s tr ate s   t h s tr u ctu r o f   t h L T E - ad v an ce d   f o r   th E - UT R A N.   I is   esp ec ial l y   co n s i s ted   o f   P - GW ,   S - GW ,   MM E ,   S1 - M ME ,   eNB ,   HeN B ,   HeN B - G W   an d   r ela y   n o d as   f o llo w s   [ 35 - 37 ].           Fig u r e   5 .   A r ch itectu r o f   t h L T E - A   n et w o r k         2 . 5 .       Q o S P er f o r m a nce  M et rics    2 . 5 . 1 .   E nd   t o   end dela y   As  ill u s tr ated   i n   ( 1 )   an d   ( 2 ) ,   th d ela y   f o r   o n m an n er   s h all   b m u c h   les s   t h an   2 0 0 m s i n   an y   o t h er   ca s e,   an y   E 2 E   d elay   e x tr th an   4 0 0 m s   s h al b tak en   in t o   co n s id er atio n   as  u n ac ce p ta b le.   C er tain l y ,   t h is   co m p o n e n t   ex p r es s es   an   ac cu r ate  esti m atio n ,   f o r   th i s   r ea s o n ,   e v er y   r o u ter   h as  its   v er y   o w n   d tr a n s ,   d p r o p ,   d p r o [ 38 ].     2 = [  +  +  +   ]     ( 1 )   =            (           1 )   ( 2 )     W h er e:  ( I )   d end - end  is   r ef er r in g   to   th en d - to - en d   d ela y also   ( I I )   d trans  is   r ef er r in g   to   th tr an s m i s s io n   d elay ; ( I I I )   d prop   is   r ef er r i n g   to   th e       p r o p ag atio n   d ela y ; ( I V)   d proc   is   r e f er r in g   to   th e       p r o ce s s in g   d ela y ; a n d   ( V)   d queue   is   r ef er r in g   to   th q u e u i n g   d ela y .     2 . 5 . 2 .   P a ck et   dela y   v a ria t io n     P DV   s h o u ld   b e   less   th an   6 0 m s t h er ef o r e,   th er ar a   s u b s eq u en 4   p ar am eter s   w h ic h   r ec o g n ized   s o   to   ca lcu late  P DV:  ( I )   T im e s ta m p   o f   th s ec o n d   tr an s m i tted   p ac k et;  ( I I )   t im e s ta m p   o f   f ir s tr an s m itted   p ac k et;   (III)  t im es ta m p   o f   th s ec o n d   o n ar r iv i n g   p ac k et;  a n d   ( I V)   t i m e s ta m p   o f   t h p r i m ar y   ar r iv in g   p ac k et.   T h at  is   to   m en t io n ,   if   th p ac k e t la ten c y   is   co n s ta n t v al u e,   P DV  w ill   eq u al  ze r o   b ec au s th d if f er e n ce   in   la ten c y   d o es   n o   lo n g er   c h an g f r o m   p ac k et  to   p ac k et,   as illu s tr ated   in   ( 3 )   [ 39 ].      = | (  ) ( ) (  ) (  ) | = | (  ) (  ) (  ) (  ) |   ( 3 )     2 . 5 . 3 .   M ea o pin io n sco re     MO v al u r ef er s   t h d e g r ee   o f   th h i g h - q u al it y   e x ce lle n ce   o f   ev er y   v o ice  an d   v id eo   telec o m m u n icatio n   ce ll u lar   o f f er in g s ,   th e   n u m er ical  v al u e   o f   M OS  s h all  v ar iet y   f r o m   1   to   5 1   b ein g   th e   w o r s q u a lit y   a n d   5   b ein g   t h g r ea h i g h - q u a l it y ,   a s   p r o v en   in   ( 4 )   p r o ce d u r th at  co u ld   b h ig h l y   ti m e - co n s u m i n g   W h er R   ar th i n d iv id u al  r ati n g s   f o r   g i v e n   s ti m u lu s   b y   s u b j ec ts   [ 40 ].      = = 0   (4 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   3 0 7 7   -   3 0 8 9   3082   2 . 5 . 4 .   Ver a g e   t hro ug hp ut   T h r o u g h p u is   t h m ea s u r o f   o v er all  q u an tit y   o f   p ac k e ts   w h ic h   h av e f f icie n tl y   r e ac h ed   th e   o p p o r tu n it y   d esti n atio n   n o d in s id w ir ele s s   n e t w o r k .   On   th i s   co n tex t,  th n u m e r ical  v alu o f   t h th r o u g h p u s h all  u s u all y   b h i g h ,   b ec au s it  d ir ec tl y   i m p ac t s   th o v er all  p er f o r m a n ce   an d   class   o f   o f f er in g s   s tated   w i th i n   t h 4 . 5 n et w o r k s .   In   th is   s e n s e,   ca lc u late  th e   p h y s ical  la y er   in f o r m atio n   th r o u g h p u f o r   f e in s ta n c es,  a s   s h o w n   i n   ( 5 )   [ 40 ] .         =      [  ]   /      [ ]   ( 5 )     2 . 5 . 5 .   Sig na l - to - no is ra t io   T h SNR   ca n   b d escr ib ed   as  th r atio   a m o n g   t h p o w er   s tr en g th   o f   th o r ig in al  s ig n al  an d   th e   p o w er   s tr en g th   f o r   th u n w a n ted   n o is e.   Fu r t h er ,   it ' s   also   u s ed   to   d is co v er   th s en s iti v i t y   co m m o n   o v er all   p er f o r m a n ce   o f   th d est in ati o n .   co n s eq u en t l y ,   t h ap p r o p r ia te  v al u es  o f   t h S NR   f o r   aler ts   s h a ll  b ab o v 2 5   d B   f o r   th e   m u lt i m ed ia   s er v ice s ,   as   ill u s tr ated   i n   ( 6 ) w h er e:  'P '   s ta n d s   f o r   t h s tr en g t h   o f   t h in co m i n g   s i g n al;   ' I '   s tan d s   f o r   t h i n ter f er e n ce   p o w er   o f   t h i n ter f er in g   s ig n als  in s id t h n e t w o r k a n d   ' N '   s ta n d s   f o r   s o m e   n o is ter m s   t h at   co u ld   b co n s tan t o r   r an d o m   [ 4 1 ].      ( ) = / ( + )   ( 6 )     2 . 5 . 6 .   B it   er ro ra t e   T h B E R   ca n   b d escr ib ed   as  t h r atio   b et w ee n   th e   o v e r all  n u m b er s   o f   er r o r s   to   t h e   co m p lete   q u an tit y   o f   tr an s m itted   b its .   I n   th is   s e n s e,   i f   th ch a n n el  a m o n g   th d eliv er   an d   th d esti n a tio n   is   at  an   ex ce lle n s tate  w i th   b etter   S N R ,   t h B E R   is   p r o b ab ly   v er y   s m al a n d   w ill   r ea lize  t h e x c ellen t   q u alit y   a n d   o f f er i n g s ; a s   r es u lt,  t h v id e o   an d   v o ice  s ig n als ar i n s id t h b est ca s e,   as d escr ib ed   in   ( 7 )   [ 4 2 ].        =    /              ( 7 )       3.   SI M UL AT I O N,     R E SU L T A ND  ANA L YS I S   3 . 1 .     Si m ula t io n o f   s ce na rio s   I n   th p r ese n ted   ca s e,   t h r ee   id en tical  s ce n ar io s   h av b ee n   i m p le m en ted   i n   o r d er   to   d if f er en tia te   b et w ee n   th r ee   I P   tr af f ic  m an a g e m e n s ch e m es  MiP V6 ,   I P v 6 - MP L a n d   th I P v 6 - GM P L s ch e m es  b ased   o n   th L T E - A   n et w o r k .   I n   ad d iti o n ,   as  s h o w n   i n   F ig u r 6 ,   o n e   m o b ile  u s er   h as  b ee n   u s ed   i n   th t h r ee   n et w o r k s   r o tatin g   ar o u n d   t h r ee   eNo d es  w it h   th m o b ilit y   f ea t u r w it h   h ig h   co v er ag e - r o tatin g   r ad iu s .   T h p ath   lo s s   f ad in g   e f f ec ts   ar o u n d   t h r ee   e No d es  at  th s i m u latio n   r u n ti m e,   w h ic h   eq u al s   4 8 2   s ec o n d s .   I n   ad d itio n ,   s h o w n   in   T ab les  1 ,   2   an d   3   th at  th th r ee   tr af f ic  m a n ag e m e n s ce n ar io s   th at  t h r ee   t y p es  o f   ap p licatio n   u s ed   v o ice,   v id eo ,   an d   HT T P   tr af f ic  b y   u s in g   t h r ee   ap p licatio n   s er v er s .   T h OP NE T   Mo d eler   1 7 . 5   ( V er s io n   8 )   s i m u lato r   is   u s ed   f o r   m o d eli n g   t h th r ee   s ce n ar io s .   F u r th er m o r e,   cr itic al  p er f o r m a n ce   m atr ices   ar u s ed   to   ex a m i n e   th e   p er f o r m a n ce   o f   th e   o v er all   L T E - A   n et w o r k   s u c h   a s   ( P DV E 2 E   d ela y ,   MO S ,   J itter ,   T r af f ic  Sen t   R ec ei v ed   a n d   th P L R )   i n   th v o ice,   v id eo   an d   HT T P   h ea v y   b r o w s in g   d at a.   A d d itio n all y ,   th B E R SN R ,   Do w n li n k   P ac k et  Dr o p ,   T h r o u g h p u u s ed   f o r   m e asu r i n g   t h p er f o r m a n ce   o f   t h e   o v er all  L T E - A   n et w o r k .           Fig u r e   6 .   Net w o r k   t o p o lo g y   o f   th th r ee   I P   s ch e m es       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R a p id ly  I P v 6   mu ltimed ia   ma n a g eme n t sch eme s   b a s ed   LT E - A   w ir eles s   n etw o r k s   ( A b ee r   T w a ko l Kh a lil )   3083   T ab le  1 .   Vo ice  p ar am eter s   P a r a me t e r   V a l u e   A p p l i c a t i o n   S i l e n c e   L e n g t h   ( s)   M e a n   0 . 6 5 ,   Ex p o n e n t i a l l y   d i s t r i b u t e d ,   De - C o mp r e ssi o n   D e l a y   ( s)   0 . 0 3   se c o n d   T a l k   S p u r t   L e n g t h   ( s)   M e a n   0 . 3 5 2 ,   Ex p o n e n t i a l l y   d i st r i b u t e d   En c o d e r   S c h e me   P C M   Ty p e   o f   S e r v i c e   B e st   e f f o r t   ( 0 )       T ab le  2 .   Vid eo   p ar am eter s   P a r a me t e r   V a l u e   F r a me   i n t e r - a r r i v a l   t i me   i n f o r mat i o n   1 6   f r a me / se c   F r a me   si z e   i n f o r mat i o n ( b y t e s)   1 2 8 * 2 4 0   p i x e l s   Ty p e   o f   S e r v i c e   B e st   e f f o r t       T ab le   3 .   L T E - A   n et w o r k   p ar a m eter s   P a r a me t e r s   V a l u e   SC - F D M A   ( U L )   F r e q u e n c y   1 7 1 0   M H z   H y b r i d   O F D M A   ( D L )   F r e q u e n c y   2 1 1 0   M H z   T r a n smissi o n   P o w e r   2 6   d B m   G a i n   A n t e n n a   1 7   d B i   A n t e n n a   H e i g h t   40m   R a d i u C o v e r a g e   2 5 K m   P r o p a g a t i o n   M o d e l   U r b a n   D u r a t i o n   o f   s i mu l a t i o n   4 8 2 s       3 . 2 .         Si m ula t io n r esu lt s   3 . 2 . 1 .   Ca s e - 1 :   v o ice   As  s h o w n   i n   F i g u r 7 ,   th er is   an   i m m en s v ar iatio n   in   th v o ice  q u al it y   ac co r d in g   to   t h MO S;   th u s ,   u s i n g   t h MiP V6 ,   th v alu o f   MO is   ab o u 1 . 1 2 .   I n   ad d itio n ,   th er is   d e g r ad atio n   u p   to   2 . 6   o n   th e   q u alit y   o f   v o ice   u s i n g   IP v 6 - M P L S t h e n   it   w ill   i n cr ea s to   4 . 2   all  o v er   t h e   s i m u latio n   a f ter   th u s e   o f   th e   I P v 6 - GM P L s ch e m e.   T h er ef o r e,   b ased   o n   t h r es u lti n g   h i g h   q u alit y   f o r   v o ice,   w e   co n cl u d th at  u s in g   I P v 6 - GM P L s c h e m i s   p r ef er r ed .   Mo r ev er ,   a s   illu s tr ated   in   F ig u r 8 ,   in   c ase  o f   u s in g   t h th r ee   s c h e m es,   th v ar iatio n   o f   p ac k et  d ela y s   s ati s f ies  lo w er   v alu e s   t h at  v er if y   0 . 0 0 0 0 0 1   s ec o n d   b y   u s in g   I P v 6 - GM P L S.     I n   ca s e   o f   u s in g   th e   I P V6 - MP L a n d   MiP V6 ,   p ac k et  d ela y   v ar iatio n   w ill   d if f er   f r o m   0 . 0 0 0 2 7 5 1   to   0 . 0 0 0 8   r esp ec tiv el y   b y   u s i n g   MiP V6 .           Fig u r e   7 .   MO S u s i n g   th r ee   I P   s ch e m es       Fig u r e   8 .   P DV  u s in g   t h r ee   I P   s ch e m es       A cc o r d in g   to   Fi g u r 9 ,   s m a ll  v o ice  j itter   v al u ap p r o x i m atel y   e q u a ls   ze r o ,   af ter   th u s o f   I P v 6 - GM P L s c h e m e,   co m p ar ed   to   - 0 . 0 0 0 0 0 1 2 4   s ec   w i th   t h I P v 6 - MP L S;  t h en   b y   u s i n g   th M iP V6   th v alu w il l   in cr e m e n t   u p   to   0 . 0 0 0 0 2   s ec .   T h en   w il d ec r ea s to   0 . 0 0 0 0 0 4 2   s ec   at  th en d   o f   s i m u lati o n   th is   s h al in   t u r n   in f lu e n ce   t h o v er all   tr an s m i t ted   v o ice  tr af f ic.    I n   ad d itio n ,   F ig u r e   10   illu s tr ates  t h at  t h v al u o f   t h E 2 E   d elay   s a tis f ie s   v al u es  n ea r   to   0 . 1 0 3 7 6   an d   0 . 6 1 0 3 4   s ec o n d s   in   ca s e   o f   u s i n g   th I P v 6 - GM P L an d   I P v 6 - MP L e n ab led   r esp ec tiv el y .   On   t h o t h er   h a n d ,   it  w i ll  b eq u al  to   3 . 2 7 8   s ec o n d s   b y   u s i n g   th e   MiP V6   at  t h e   en d   o f   th s i m u lat io n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   3 0 7 7   -   3 0 8 9   3084       Fig u r e   9 .   J itter   u s in g   th r ee   I P   s ch e m es       Fig u r e   1 0 .   E 2 E   Dela y   u s i n g   t h r ee   I P   s ch em e s       Fig u r 1 1   s h o w s   t h at  t h a v er ag tr af f ic  s en o v er   t h t h r ee   s ch e m es  r e s p ec tiv el y   eq u als  2 6 0 0 0   ( b y te s /s ec )   at  4 8 2   s ec o n d s .   H o w e v er ,   F ig u r 1 2   illu s tr ate s   th at  th tr a f f ic  r ec eiv ed   t h r o u g h   t h u s o f   I P v 6 - GM P L ap p r o x i m atel y   eq u al s   ab o u 2 6 0 0 0   ( b y tes/ s ec ) ,   a n d   th er ar n o   lo s s es  w it h   th I P V6 - GM P L S.   No n eth ele s s ,   i n   ca s o f   u s i n g   MiP V6 ,   th er is   b ig   p ac k et  d r o p   in   th tr af f ic  r ec eiv ed ,   t h u s ,   ap p r o x i m atel y   g r ea ter   th a n   5 0 o f   th v o ice   tr af f ic  d r o p p ed .   On   th o t h er   h an d ,   ap p r o x i m atel y   4 0   o f   th tr af f ic  d r o p p ed   u s i n g   I P V6 - MP L S   s c h e m h en ce ,   t h p ac k et  lo s s   r atio   c an   b ac c u m u lated   f o r   ea ch   t y p e,   w h ich   eq u al s   0 . 0 0 5 2 3 %,  4 2 . 3 0 8 %,  an d   5 7 . 7   r esp ec tiv el y   f o r   th I P v 6 - GM P L S,  I P v 6 - MP L a n d   Mi P V6   s ch e m es  at  t h e   en d   o f   th s i m u lat io n .           Fig u r e   1 1 .   T r af f ic  s e n t u s i n g   t h r ee   I P   s ch e m e s   ( b y te s /s ec )       F ig u r e   1 2 .   T r af f ic  r ec eiv ed   u s i n g   t h r ee   I P   Sch e m e s       3 . 2 . 2 .   Ca s e - 2 :   v ideo   s t re a m ing   da t a     A cc o r d in g   to   F i g u r e   1 3 ,   th v alu es   o f   th e   v id eo   E 2 E   d ela y   s atis f y   v al u e s   a f ter   u s i n g   t h th r ee   m o b ile   I P   s ch e m e s ,   e n ab led   r esp ec tiv el y   at   t h e n d   o f   th e   s i m u latio n .   Ho w e v er ,   th e   v id eo   E 2 E   d ela y   w i th   t h MiP V6   h as  v er y   h ig h   v al u u n d er   th co n d itio n   o f   m o b ilit y   an d   h i g h   co v er a g ar ea   ap p r o x i m ate l y   eq u al  2   s ec o n d s ,   it  is   v er y   b ig   v al u f o r   th d ela y ,   w h ich   w i ll  h av g r ea ef f ec o n   t h q u ali t y   o f   r ec e iv ed   tr af f ic  co m p ar ed   to   th e   I P v 6 - MP L S,   w h ich   ap p r o x i m atel y   eq u al  0 . 9 5 2 3   s ec o n d s .   O n   t h o t h er   h an d ,   th e   I P v 6 - GM P L S   is   th e   b est  en d - to - e n d   d ela y   v al u e,   w h ic h   eq u als  0 . 0 0 0 2 3 1   s ec o n d ,   w h ic h   is   an   ac ce p tab le  v alu less   th a n   5 0 0 m s ec   f r o m   t h b eg i n n i n g   to   th e n d   o f   th s i m u latio n   ti m e.     A s   s h o w n   i n   F i g u r 1 4 ,   p ac k et  v ar iatio n   w il b v er y   h i g h   v alu e   ac co r d in g   to   t h h ig h   co v er ag e   ar ea ,   h en ce ,   t h ac cu m u lated   v alu e   b y   u s i n g   MiP V6   is   0 . 7 1 0 2   s ec o n d ,   it  is   v er y   b ig   v al u an d   w i ll  ef f ec o n   th tr a f f ic  q u alit y .   A d d itio n a ll y ,   I P v 6 - MP L p ac k et  d ela y   v ar iatio n   w i ll  b d ec r e m en ted   t o   0 . 3   s e co n d s   . o m   th o t h er   h an d   th e   I P v 6 - GM P L S   is   t h lo w e s p ac k et  d ela y   v al u ap p r o x i m atel y   eq u al  0 . 2 4 1   at  th s tar o f   s i m u lat io n   t h en   w i ll b d ec r ea s ed   to   0 . 0 0 2 4 5 1   s ec o n d s   an d   th at  is   a n   ac ce p tab le  P DV  v alu e.     Fig u r e   1 5   s h o w s   t h at  th e   tr af f ic  s e n u s i n g   t h t h r ee   I P   m o b ilit y   s ch e m e s   o v er   t h L T E - A   n et w o r k   u s i n g   ap p r o x i m atel y   eq u al s   5 2 0 0 0 0   ( b y te s /s ec ) .   I llu s tr ated   in   F i g u r 1 6 ,   it  w i ll  b b ig   t r af f ic  lo s s   u s i n g   th e   MiP V6   s ch e m e,   w h ic h   is   d u to   th h i g h   v al u es  o f   t h E 2 E   d elay   a n d   p ac k et  d ela y   v ar iati o n .   T r af f ic  r ec eiv ed   b y   u s i n g   MiP V6   2 8 0 0 0 0   b y tes  p er   s ec o n d ,   th en   w i ll  i n cr em en b y   u s i n g   t h t w o   o th er   m et h o d s   I P v 6 - MP L S   an d   I P v 6 - GM P L S,  w h ic h   w i ll  eq u al  5 1 9 5 0 0   an d   5 0 5 3 4 0   r esp ec tiv el y .     T h er ef o r e,   th m etr ic  o f   P L R   ac cu m u lated   f o r   t h I P v 6 - G MP L S,  I P v 6 - MP L S,  a n d   Mi P V6   w ill  eq u al  0 . 0 9 6 1 %,  2 . 8 1 9 % ,   an d   4 6 . 1 5 %   r esp ec tiv el y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R a p id ly  I P v 6   mu ltimed ia   ma n a g eme n t sch eme s   b a s ed   LT E - A   w ir eles s   n etw o r k s   ( A b ee r   T w a ko l Kh a lil )   3085       Fig u r e. 1 3   E 2 E   Dela y   f o r   t h r ee   I P   s ch e m es       Fig u r e   1 4 .   P DV  f o r   th r ee   I P   s ch e m e s           Fig u r e   1 5 .   T r af f ic  s e n u s i n g   t h r ee   I P   s ch e m e s   ( b y te s /s ec )           Fig u r e   1 6 .   T r af f ic  r ec eiv ed   u s i n g   t h r ee   I P   s ch e m e s       3 . 2 . 3 .   Ca s e - 3 :   H T T P   I n   F i g u r e s   1 7   an d   1 8   s h o w n   th at  f o r   th e   HT T P   w eb   b r o w s in g   tr a f f ic  t h MiP V6   s ati s f i ed   h ig h er   d elay   o b j ec an d   p ag r esp o n s v al u es   ap p r o x i m atel y   eq u a 6 . 9   s ec o n d s   th e n   i n cr ea s u p   to   1 3   s ec o n d s   an d   0 . 3 9   s ec o n d   r esp ec tiv el y .   T h i s   w i ll  ca u s b ad   in f lu e n ce   d ir ec tl y   o n   th tr af f ic  r e ce i v e d   q u alit y   co m p ar ed   w it h   I P v 6 - MP L a n d   I P v 6 - G MP L r esp ec ti v el y   t h ese  o b j ec r esp o n s ti m v al u es   ac cu m u lated   to   b eq u al  2   s ec o n d s   a n d   0 . 0 0 0 1 2   s ec o n d s   also   t h p ag e   r esp o n s ti m ap p r o x i m a tel y   eq u al  0 . 0 5   an d   0 . 0 1   s ec o n d   r esp ec tiv el y .   A d d itio n all y ,   I n   F ig u r es  19   an d   2 0 ,   illu s tr ated   HT T P   tr af f ic  s e n t a t t h s tar t o f   s i m u latio n   w ill b e   6 3   b y tes   s e n t p er   ev er y   s ec o n d   th e n   w il l d ec r e m e n t to   1 5   b y t es p er   s ec o n d   at  t h e n d   o f   s i m u latio n   ti m e,   t h er ar h u g b y tes  d r o p p ed   in   t h tr af f i r ec ei v ed   b y   u s i n g   M iP V6   d u to   h i g h   r esp o n s e   d ela y   v al u es.  O n   t h e   o th er   h a n d ,   b y   t h u s e   o f   I P v 6 - MP L a n d   I P v 6 - G MP L S   b y te s   r ec ei v ed   i n cr ea s ed   to   4 4   b y tes   p er   ev er y   s ec o n d   th e n   d ec r ea s ed   to   1 2   b y tes  p er   s ec o n d   a n d   5 9   b y tes  p er   s ec o n d   to   1 4 . 5   b y tes  p er   s ec o n d   at  th en d   o f   s i m u lat io n .   T h P L R   v al u es   eq u al  1 . 6 %,  2 6 . 6 an d   8 0 r esp ec ti v el y   f o r   I P v 6 - G MP L S,  I P v 6 - MP L   an d   MiP V6 .           Fig u r e   1 7 .   Ob j ec t r esp o n s tim u s i n g   t h r ee   I P   s ch e m es ( s ec )       Fig u r e   1 8 .   P ag r esp o n s ti m e   u s i n g   t h r ee   I P   s ch e m es ( s ec )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   3 0 7 7   -   3 0 8 9   3086       Fig u r e   1 9 .   T r af f ic  Se n t u s in g   t h r ee   I P   s ch e m e s       Fig u r e   2 0 .   T r af f ic  r ec eiv ed   o f   th r ee   I P   s ch e m e s       3 . 2 . 4 .   Ca s e - 4 :   n et w o rk   perf o r m a nce    T h o v er all  d o w n li n k   p ac k et   d r o p p ed   o v er   th L T E - A   n e t w o r k   a n d   b y   u s i n g   t h t h r e s c h e m e s   ac co r d in g   to   Fig u r 2 1   ap p r o x i m atel y   0 . 1 ,   0 . 2 6   an d   0 . 5 1 2   p ac k ets  p er   s ec o n d   b y   u s i n g   I P v 6 - GM P L S,  I P v 6 - MP L an d   MiP V6   r esp ec tiv el y .   Hen ce   s h o w n   t h er is   h u g ef f ec o n   th m u lti m ed ia  s t r ea m in g   b y   t h u s e   o f   I P v 6 - GM P L o n   t h L T E - A   n et w o r k s .   I n   ad d itio n ,   ac co r d in g   to   o u r   f r a m ew o r k   an d   as  s h o w n   in     Fig u r 2 2 ,   th ac cu m u lated   b it   er r o r   r ate   v alu es  i n   ca s o f   u s in g   t h I P v 6 - GM P L ar v er y   s m all  ( ab o u ze r o )   o v er   th d o w n li n k   w h ic h   w il h av an   ex ce llen in f lu e n ce   o n   th m u l ti m ed ia  s tr ea m i n g   o v er   th L T E - n et w o r k s   co m p ar ed   w it h   t h e   o th er   s c h e m e s .   A cc o r d in g   to   t h s i m u lated   s y s te m   a n d   as  s h o w n   in   Fi g u r 2 3 w it h   u s i n g   th e   I P v 6 - GM P L s ch e m t h er w as  a   v er y   g o o d   th r o u g h p u v al u ac c u m u la ted   ap p r o x i m atel y   eq u al  6 0 0 0 0 0 0   b its   p er   s ec o n d s   at  th en d   o f   s i m u latio n   ti m co m p ar ed   w it h   4 5 0 0 00 0   b its   p er   s ec o n d   b y   u s i n g   I P v 6 - MP L S.  On   t h o t h er   h a n d ,   th w o r s v al u es  a cc u m u lated   b y   u s in g   M iP V6   w h ic h   a f f ec ted   t h e   o v er all  m u lt i m ed ia   s tr ea m in g   s h o w n   i n   t h p r ev io u s   r es u lt s .   I llu s tr ated   i n   F i g u r 2 4 ,   all  th th r ee   s ch e m e s   s atis f y   th ac ce p tab le  v al u e s   o f   th s ig n al  to   n o i s r atio ,   th ac ce p tab le  v alu es  o f   SN R   m u s b lar g er   th a n   2 3   d B   in   g en er al.           Fig u r e   2 1 .   DL   P ac k et  d r o p   u s in g   t h r ee   I P   s ch e m e s       Fig u r e   2 2 .   DL   B L E R   u s i n g   th r ee   I P   s ch e m es           Fig u r e   2 3 .   T h r o u g h p u t u s i n g   t h r ee   I P   s ch e m e s           Fig u r e    2 4 .   Do w n li n k   SN R   o f   th r ee   I P   s ch e m e s       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.