I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   2 A p r i l   2020 ,   p p.   192 4 ~ 193 4   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 2 . pp192 4 - 193 4             1924       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   Pe r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   t h e   IE E E   8 0 2 . 1 1 n   r a n d o m   t o p o l o g y   W L A N   w i t h   Qo S   a p p l i c a t i o n         Zi yad   K h al af  F a r e j M u s tafa  M o h am m ad   Jas i m   D e pa r t m e n t   of   C o m put e r   E ng i n e e r i ng ,   N o r t h e r n   T e c hn i c a l   U n i 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 d   M a r   30 ,   2 019   R e v i s e O c t   2 2 ,   20 19   A c c e pt e N o v   1 ,   20 19       T he   I E E E   802. 11n  s u ppo r t s   hi g da t a   r a t e   t r a ns m i s s i o ns   due   i t s   ph y s i c a l   l a y e r   M ul t i pl e   I nput   M ul t i pl e   O ut put   ( M I M O )   a dv a nc e d   a n t e nna   s y s t e m   a nd   M A C   l a y e r   e nha nc e m e nt   f e a t u r e s   ( f r a m e   a g g r e g a t i o a nd  bl o c a c kno w l e dg e m e nt ) .   A s   a   r e s ul t   t h i s   s t a nda r d   i s   v e r y   s u i t a b l e   f o r   m ul t i m e d i a   s e r v i c e s   t h r o ug i t s   E nh a nc e d   D i s t r i bu t e d   C ha n n e l   A c c e s s   ( E D C A ) .   T h i s   p a pe r   f o c us e s   o n   e v a l ua t i ng   t he   Q u a l i t y   o f   S e r v i c e   ( Q o S )   a ppl i c a t i o o n   t he   p e r f o r m a nc e   o f   t he   I E E E   8 02 . 11n   r a n do m   t o po l og y   W L A N .   T hr e e   di f f e r e nt   num b e r   o f   no de s   ( 3 ,   9   a n 18 )   r a n do m   t o pol o gy   w i t o ne   a c c e s s   po i nt   a r e   m o de l e a nd  s i m u l a t e by   us i ng   t he   R i v e r b e O P N E T   17. 5   M o dul a r   t o   i nv e s t i g a t e   t h e   W i r e l e s s   L oc a l   A r e a   N e t w o r k   ( W L A N )   pe r f o r m a nc e   f o r   di f f e r e n t   s pa t i a l   s t r e a m s .   T he   r e s ul t   c l a r i f i e d   t h e   i m pa c t   o f   Q o S   a ppl i c a t i o a nd   s ho w e t h a t   i t s   e f f e c t   i s   be s t   a t   t he   18  no de   num be r   t o po l ogy .   F o r   a   4 x4  M I M O w he Q o S   i s   a ppl i e a n w i t r e s pe c t   t o   t he   no  Q o S   a ppl i c a t i o c a s e ,   s i m ul a t i o r e s u l t s   s ho w   a   m a x i m um   i m pr o v e m e nt   o f   86. 4 % ,   33 . 9 % ,   5 2. 2%   a nd   ‎‎ 68. 9 %   f o r   t hr o ug hput ,   de l a y ,   d a t a   dr o a nd   r e t r a ns m i s s i o a t t e m pt s ,   r e s pe c t i v e l y .   Ke y w or d s :   E D CA   IE E E   802. 11 n   M IM O   M ul t i m e di a   s e r v i c e s   Q o S   R i ve r b e m o de l e r   17 . 5   W L A N   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 :   Z i y a K ha l a f   F a r e j ,   P h D     D e pa rt m e n t   o f   Co m put e E ngi n e e ri n g ,   N o r t h e rn  T e c hni c a l   U n i v e r s i t y ,   M o s ul ,   I r a q.   E m a i l :   d r z i y a dk. f a r e j @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N   R e s e a r c h e s   o n   w i r e l e s s   n e t w o r ks   a i m   f o r   f e a s i b l e   a n c h e a b r o a db a nd  i n t e rn e t   a c c e s s ,   a s   w e l l   a s   i n v e s t i ga t i o o Q u a l i t y   of   S e r v i c e   (Q o S fo r   c r i t i c a l   t i m e   s e r v i c e s   s y s t e m s   (s uc a s   h e a l t h c a r e   a n t e l e m e di c i n e ,   e m e r ge n c y   a n d   di s a s t e n e t w o r ki n s y s t e m s h a v e   r e c e nt l y   a t t r a c t e c o n s i de ra b l e   a t t e n t i o n.   W i r e l e s s   m ul t i - h o n e t w o r ks ,   s uc a s   w i r e l e s s   m e s n e t w o r ks   (W M N s r a ndo m   t o po l o g y ,   a r e   c o n s i de r e d   a i de a l   n e t w o r ks   f i e l f o r   s uc s e r v i c e s   [1]  t h us ;   m ul t i - h o w i r e l e s s   n e t w o r ks   b e c o m e   n e c e s s a r y   fo r   us e r s .   H ow e ve r   due   t o   t h e   l i m i t a t i o n   o f   t h e   t ra n s m i s s i o n   ra n ge   o w i r e l e s s   n e t w o r i nt e r f a c e s ,   m ul t i p l e   h o ps   a r e   n e e de t o   e xt e n ra n ge   a n e xc h a nge   da t a   b e t w e e n   s t a t i o n s   i n   t h e   n e t w o r a n t h e   IE E E   802 . 11  s t a n d a r i s   w i de l y   a ppl i e i n   m u l t i - h o w i r e l e s s   n e t w o r ks   [2 ,   3 ].   T h e   pr o b l e m   w i t h   t h e s e   n e t w o r ks   i s   t h e   n e e fo r   hi g c h a nn e l   c a pa c i t y   a n t hr o ug h put   t o   s a t i s fy   t h e   r e qui r e m e n t   of   a dv a n c e w i r e l e s s   w o r ks t a t i o n s   f o r   hi g h   da t a   ra t e   a n Q o S   a ppl i c a t i o n.   T hi s   p r o b l e m   i s   a ddr e s s e t hr o ug h   t h e   IE E E   802 . 11 n   s t a n d a r i m p r o v e m e n t s .   T h e s e   i m p r o v e m e n t s   i n c l ude   t h e   p h y s i c a l   l a y e r   M ul t i pl e   In p ut   M u l t i pl e   O ut p ut   (M I MO)   s m a rt   a n t e nna   s y s t e m   a n d   t h e   n e c e s s a r y   M A l a y e r   e nh a n c e m e n t   s uc a s   f r a m e   a gg r e ga t i o n   a nd  B l o c A c kn o w l e dg e m e n t   (B A )   [ 4 ] .   T h e   f ra m e   a gg r e g a t i o m e c ha n i s m   i n c l ude s   t w o   l e v e l s   (M A S e r v i c e   D a t a   U ni t   (M S D U a n M A P r o t o c o l   D a t a   U n i t   (M P D U ))   o f   a gg r e ga t i o n s .   A l l   t h e   a b o ve   c a us e   t h e   s t a n d a r d   da t a   ra t e   a n d   s pe c t r a l   e ff i c i e n c y   t o   b e   i n c r e a s e by   s e n di n m o r e   da t a   f r a m e s   i n   a   s i n gl e   t ra n s m i s s i o n A l s o   B A   i m p r o ve s   t h e   M A e ff i c i e n c y   t o   r e s o l v e s   t h e   d r a w b a c o f   l a r ge   a gg r e ga t i o w i t h o ut   t h e   n e e t o   a c k n o w l e dge   e v e r y   r e c e i v e d   uni c a s t   f ra m e ,   s o   i t   i s   o b v i o us l y   s ui t a b l e   f o r   uni c a s t   a n de l a y   s e n s i t i v e   o r   r e a l   t i m e   a pp l i c a t i o n s   w h e r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       P e r f or m anc e   e v a l uat i on   of   t he   IE E E   80 2. 11 r an dom   t o po l o gy   W L A N     ( Z i y a Kh al a f   F ar e j )   1925   r e t ra n s m i s s i o n   i s   c r i t i c a l ,   a s   a   r e s ul t   t hr o ug h put   c a b e   s i gni f i c a n t l y   i n c r e a s e [ 5 6 ].   T h e   r a ndo m   t o po l o g y   i s   c o n s i de r e t o   de pl oy   m ul t i - h o a n e xt e n n e t w o r r a nge .   A s   a   r e s ul t   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   n e t w o r i s   de gr a de d.   I t hi s   pa pe r   t h e   Q o S ,   w h i c h   i s   a IE E E   802 . 11 n   f e a t ur e ,   i s   a pp l i e a n i t s   e f fe c t s   o n   t h e   W i r e l e s s   L A N   pe r f o r m a n c e   i s   i n v e s t i ga t e d.   I c o m pa ri s o w i t i t s   p r e v i o us   c o un t e r p a r t   t h e   I E E E   80 2. 11 ha s   b e t t e r   pe r f o r m a n c e ,   c o m pa t i b l e   w i t p r e v i o us   W L A N   s t a n d a r ds   a n d   s uppo rt s   Q o S   pr o t o c o l   of   t h e   I E E E   ‎‎ 802. 11e   w hi c g ra n t s   d i f fe r e nt i a t e s e r v i c e s   for  v o i c e ,   v i de o   a n d   da t a   [ 7 8 ] . T h e   c ha n ge s   a t   t h e   p h y s i c a l   a nd  M A C   l a y e r s   o f   t h e   I E E E   802 . 11 s t a n da rd  e nh a n c e   t h e   p r e v i o us   IE E E   802 . 11   s t a n da rds   a n d   t h e   pe a k   da t a   ra t e   o f   t h i s   s t a n d a r d   m a y   r e a c h   a r o un d   300   o 6 00   M b ps   w h e w o r ki n g   o t h e   2. 4   o 5   G H z   b a n d   w i t h   ‎‎ 20  o 40   M H z   c h a nn e l   b a n dw i dt r e s pe c t i v e l y   [ 5 ,   6 8 9 ] .       2.   RE LA TED   WO R K   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   W L A N   b a s e o t h e   IE E E   802 . 11 s t a n d a r d   i s   b e t t e w h e n   us i n g   t w o   l e ve l   f r a m e   a gg r e ga t i o n s   a t   t h e   M A C   l a y e r   a nd  M IM O - O F D M   a t   p h y s i c a l   l a y e r   c o m pa r e t o   t h e   n o   f ra m e   a gg r e ga t i o c a s e ,   r e f e r e n c e   [ 10 ]   s h o w s   i m p r o ve m e n t   i t h e   pe r f o r m a n c e   w i t v a l ue s   o f   37. 4 a n d   13 . 7%   i t e rm s   o f   t hr o ug h p ut   a n d   e n d   t o   e n d   de l a y   r e s pe c t i v e l y .   T h e   a ut h o r s   i [1 1 ]   p r o po s e a   r o ut i n g   pr o t o c o l   f o r   w i r e l e s s   bo d y   a r e a   n e t w o r t o   t r a n s m i t   d a t a   w i t l o w   e n e r g y   c o n s um p t i o v a l ue   a n hi g n e t w o r l i f e   t i m e ,   m o r e o ve r   t h e y   p r e s e n t e d   a   m ul t i - h o ra n do m   t o po l o g y   a n d   pe r f o rm a n c e   e v a l ua t i o n   us i n g   s i m ul a t i o n s   a pp r o a c h.   I [1 2 ],   t h e   a ut h o r s   p r o po s e a   s c h e m e   w h i c i s   b a s e o IE E E   802 . 11   s t a n d a r d   f o r   m ul t i - h o w i r e l e s s   n e t w o r ks   w i t h   T ra n s m i s s i o O ppo rt u ni t y   (T X O P t o   s uppo r t   Q o S   f o r   w i r e l e s s   n e t w o r ks .   T h e i s c h e m e   a s s i g n s   t h e   v a ri a b l e   l e n g t o f   T X O P s   t o   di f f e r e n t   t r a f f i c s   b a s e o n   p r e c i s e   c ha nn e l   c o n di t i o pr e di c t i o n.   T h e y   c o n c l ude t ha t   t h e i s c h e m e   i m p r o v e t he   n e t w o r r e l i a b i l i t y   (by   a l l ow i n g   m o r e   f a i l u r e   r e c ov e r y   t i m e s ),   r e duc e de l a y   a n d   i n c r e a s e t hr o ughput .   T h e   a u t h o r s   i [ 3 p r e s e n t e a n   a pp r o xi m a t e a n a l y t i c a l   m o de l   f o r   t h e   t hr o ug h pu t   a n d   de l a y   pe r fo r m a n c e   fo r   m ul t i - h o a h o c   n e t w o r ks ,   t h e y   s h ow   a ob v i o us   i m p r o v e m e n t   o n   t h e   8   n o de s   r a ndo m   t o po l o g y   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   I E E E   802. 11a   s t a n d a r d   w i t h   e nh a n c e d   D CF ,   t h e i i m p r o v e m e n t   v a l ue s   w i t Q o S   a p pl i c a t i o n s   a r e   7. 14%   a nd   40%   f o r   t hr o ug h put   a n d   de l a y   r e s pe c t i v e l y .     T h e   a u t h o r s   i n   [1 3 c o n c e n t ra t e o n   t h e   I E E E   802 .   11  M a c   l a y e r   pa ra m e t e r s   a nd  us e t h e   O P N E T   n e t w o r s i m ul a t i o t o o l   t o   s h o w   t h a t   t h e   W L A N   pe r f o r m a n c e   c a n   b e   i m p r o v e by   f i n e   t u n i ng  pa ra m e t e r s   s uc h   a s   f r a g m e nt a t i o t hr e s h o l d,   R e que s t   t o   S e n (R T S t hr e s h o l ds   a n b uf fe r   s i z e .   T h e   a ut h o r s   i n   [1 4 s um m a r i z e t h e   M o di f i e B i na r y   P a rt i c l e   S w a rm   O p t i m i z a t i o (M B P S O a l go ri t hm   t o   i m p r o v e   t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   w i r e l e s s   n e t w o r r a n do m   t o po l og y .   W i t t h e   us e o pt i m i z a t i o f un c t i o n   a n d   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   n o de s   t a ke n   i nt o   c o n s i de ra t i o n,   t h e i r   r e s ul t   s h o w   t ha t   t h e   m a xi m u m   i m p r o v e m e n t   i s   8. 3 3%,   5 . 79%  a n d   17 . 83%   f o r   e n t o   e n de l a y ,   t hr o ug h put   a n d   pa c k e t   de l i v e r y   r a t i o   r e s pe c t i v e l y .   M a n y   o t h e r   a t t e m p t s   h a v e   b e e n   m a de   by   r e fe r e n c e s   [1 5 ,   1 6 t o   pr o v i de   m o r e   s i m pl e   a na l y t i c a l   m o de l s   t o   c o m put e   t hr o ug h pu t   a n d   de l a y .   T h e i a na l y s i s   w i t h o ut   h i dd e n o de   p r o b l e m   s h o w   t ha t   i n t e r f e r e n c e   a m o n n o de s   c a b e   r e duc e t o   m a xi m i z e   t hr o ug h p ut   by   us i n t h e   s m a l l e s t   t ra n s m i s s i o ra n ge   a n d   t h e   a c hi e v a b l e   pe r   n o de   t hr o ug h p ut   i s   11%   o f   t h e   c h a nn e l   c a p a c i t y .   T h e   a ut h o r s   i [1 7 ]   h a v e   c o n s i de r e d   t h e   e f f e c t   of   Q oS   a ppl i c a t i o n   o n   t h e   IE E E   802 . 11 b a s e u n i f o r m   (o r   s i n gl e   h o p)  t o po l o g y   pe r fo r m a n c e .   F o r   1 8 - n o de   uni f o r m   t o po l o g y   w i t h   4 x4  s pa t i a l   s t r e a m s ,   t h e i r e s ul t s   s h o w   t h a t   w h e n   Q o S   i s   a pp l i e t h e   m a xi m um   i m p r o v e m e n t   v a l ue s   a r e   91 . 6%  a n 34 . 8%  f o r   t h r o ug h p ut   a n de l a y   r e s pe c t i v e l y .   T hi s   pa pe r   i n v e s t i ga t e s   t h e   IE E E   802 . 11 ra n do m   t o po l o g y   p e r f o r m a n c e   a n t h e   e ffe c t   of   Q oS   a ppl i c a t i o n .   I n   c o m pa r i s o n   w i t h   [1 7 w h i c h   i s   pa r t   o f   o ur   M S c .   r e s e a r c h,   t h e   h i g n u m b e r   o f   n o de s   r a n do m   t o po l o g y   s h o w s   h i g h e r   t hr o ug h p ut   pe r f o r m a n c e .   H ow e v e r   w h e n   Q o S   i s   a ppl i e t h e   i m p r o v e m e n t   i s   l ow e r   t h a n   t h a t   of   t h e   un i f o r m   t o po l o g y .   T h e   r e a s o n   f o r   t ha t   i s   t h e   b o t t l e n e c o r   a c c e s s   p o i n t   c o n ge s t i o n   o f   un i f o r m   t o po l o g y   i s   di s t ri b ut e o ve r   t h e   m u l t i pl e   h o ps   o f   t h e   a v a i l a b l e   d i f fe r e nt   r o ut e s   f o r   ra n do m   t o po l o g y .         3.   I EEE  80 2. 11n   A M EN D M EN TS   A N D   Q o S   A P P LI C A TI O N   IE E E   802 . 11 h a s   hi g h e r   t hr o ug hput   i m p r o v e m e n t s   a n d   b e t t e r   s pe c t ra l   e f f i c i e n c y   due   t t h e   i m p r o v e m e n t   o f   t h e   p h y s i c a l   l a y e r   (M IM O a n t e nna   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m   a n d   t h e   n e c e s s a r y   M A l a y e r   e nh a n c e m e n t   s uc a s   t h e   t w o   l e ve l   (A - M S D U   w i t m a x i m u m   s i z e   i s   793 by t e s   a nd  A - M P D U   w i t m a x i m u m   s i z e   i s   655 35  by t e s f r a m e   a gg r e ga t i o n   m e c h a ni s m   a n b l o c k   a c kn o w l e dge m e n t   t h a t   r e s o l v e s   t h e   d r a w b a c o f   l a r ge   a gg r e ga t i o b y   r e t r a n s m i t t i ng   o n l y   e rr o n e o us   f r a m e s   a s   s h o w n   in   F i gu r e   1   [ 5 6 1 8 1 9 ].   Q o S   t e c h n o l o g y   i s   a ppl i e d   t o   m a na ge   a n d   i n v e s t i ga t e   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   t h e   h i g h   da t a   t r a f f i c   l o a fo r   hi g n u m b e r   o f   n o de s   n e t w o r m o de l   a n d   a l s o   i o r de r   t o   pe r f e c t l y   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   (t hr o ug h put s ,   p a c ke t   l o s s   a n d   r e duc e   l a t e n c y of   t h e   n e t w or k   [20 - 22 ].   T hr o ug t h e   d a t a   f l o w   m a n a ge m e n t   pr o c e s s   w i t p r i o r i t i e s   f o r   t h e   di f f e r e n t   s e r v i c e s ,   c e r t a i l e v e l   of   da t a   f l o w   i s   e n s ur e d   a n a s   a   r e s ul t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     192 4   -   193 4   1926   pe r f o r m a n c e   i s   i m p r o v e d.   T h e   Q o S   i s   i m pl e m e n t e t hr o ug h   t h e   a ppl i c a t i o n   o f   t h e   M A l a y e r   H y b r i Co o r di na t i o n   F u n c t i o (H CF w i t h   E nha n c e D i s t ri b ut e Cha nn e l   A c c e s s   (E D CA m e c ha ni s m   a s   s h o w n   i F i gu r e   2( a )   [ 2 3] A c c o r di n g   t o   t hi s   n e c e s s a r y   f un c t i o n ,   t h e   pa r a m e t e r s   o n   w h i c t h e   Q o S   i s   p r i o r i t i z e d   a r e   t h e   m i ni m u m   s i z e   Co n t e n t i o W i n do w   (CW m i n)   a nd   m a xi m u m   s i z e   c o n t e n t i o w i ndow   (CW m a x)   t e c hn i q ue s   w h i c h   c o un t   o n   p r o v i di n g   t h e   re qui r e d   A r b i t r a r y   I n t e r   F ra m e   S pa c e   (A IF S a n T ra n s m i s s i o n   O ppo r t u n i t y   (T X O P ).   It   s h o w s   t h a t   t h e   b a c k - off   of   t h e   hi g h e s t   p ri o ri t y   a c c e s s   c a t e go r y   (A C)  i s   a s s i g n e d   t h e   l o w e s t   v a l ue   o f   A IF S ;   t h e   T X O P   i s   a   bo un de t i m e   i n t e r v a l   du ri n g   w h i c a   n o de   c a s e n a s   m a n y   f r a m e s   a s   po s s i b l e .   In   t h e s e   s c e n a ri o s   w h e n   Q o S   i s   a pp l i e d,   t h e   Q o S   pa r a m e t e r s   a r e   l i s t e i T a b l e   a n t h e   R T S   t hr e s h o l w a s   us e a n de t e rm i n e b y   a   f r a m e   l e n gt o f   512  by t e s .   In   o ur   pe r f o r m a n c e   a n a l y s i s   t h e   s c h e dul e d   s e r v i c e   que ue s   a r e   c o n s i de r e a s   V o i c e ,   V i de o   a n B e s t   e f fo r t   (F T P )   a s   s h o w n   i F i gu r e   2 (b ) .           (a )   (b )     F i gu r e   1 ( a )   T w o   l e ve l   f r a m e   a g g r e ga t i o n ;   (b )   B l o c a c k n o w l e dge m e n t   i n   I E E E   802 . 11 s t a n da rd           (a )   (b )     F i gu r e   2 .   ( a T i m i n di a g r a m   r e pr e s e nt a t i o n   o f   E D CA ;   ( b Q o S   m a ppi ng  m o dul e       T a b l e   1 E D CA   (Q o S p ri o r i t i z e p a r a m e t e r s   P a ra m e t e r s   V a l u e s   V o i c e   V i d e o   Be s t   e ffo r t   M a x   T X O P   ( m s )   6 . 0 1 6   6 . 0 1 6   3 . 2 6 4   A I F S N ( b a c k - o ff )   ( t o l s )   2   2   3   CW m i n   ( s l o t )   3   7   15   CW m a x   ( s l o t )   7   15   1023     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       P e r f or m anc e   e v a l uat i on   of   t he   IE E E   80 2. 11 r an dom   t o po l o gy   W L A N     ( Z i y a Kh al a f   F ar e j )   1927   4.   TH E O R ETI C A P ER F O R M A N C O F   M U LTI - H O P   WI R ELES S   N ET WO R K S   T h i s   t y pe   of   N e t w o r ks   o ffe r s   c o m m uni c a t i o n s   c a pa b i l i t y   t o   m ul t i pl e   us e r s   w i t h   f i xe i n f ra s t r uc t u r e .   E a c n o de   i a   w i r e l e s s   m u l t i - h o p   n e t w o r f un c t i o n s   a s   b o t a   h o s t   a n d   a   r o ut e r ,   a n d   t h e   n o de s   i n   t hi s   n e t w o r fo r w a r da t a   t o   t h e   de s t i na t i o n   a c c o r di n t o   t h e   A d - h o c   r o ut i n p r o t o c o l .   T h e   n e t w o r pa c ke t s   c a t r a v e r s e   m u l t i pl e   i n t e rm e di a t e   n o de s   f r o m   t h e   s o ur c e   t o   t h e   de s t i na t i o a nd  e a c fo r w a r d i n s t e i s   c a l l e a   h o p.   A   s i m pl e   u n i f o r m   m u l t i - ho w i r e l e s s   n e t w o r k,   w h i c h   f o r m s   t h e   b a s i s   of   t h e   W M N   r a ndo m   t o po l o g y ,   i s   s h o w n   i F i g u r e   3   [ 2 4 2 5 ].             F i gu r e   3 .   M u l t i - h o w i r e l e s s   a d - h o c   n e t w o r ks       A   s i m p l e   m a t h e m a t i c a l   m o de l   t ha t   p r o v i de s   t h e   uppe r   b o n d   t hr o ug h pu t   a n d   de l a y   i s   g i v e n   by   [2 6 ] :                                (                 )                                                                                           (1)                                                            (2)     W h e r e :   D S   =   D a t a   S ub c a rr i e r s   (e qu a l   t o   52   f o r   20   M H z ),   S S   =   S p a t i a l   S t r e a m   i s   v a ri a b l e   f r o m   o n e   up   t o   f o ur ,   B i t s   pe S y m bo l   a r e   f o r   6 4 - QAM,     CR   =   Co de   R a t e   i s   5/ 6,     S y m bo l   D ura t i o n   e qu a l   3 . s   i n c l ude   gu a r d   i nt e r v a l   o f   400  ns ,                i s   t h e   A - M P D U   l e n g t h   w hi c h   is   655 35  b y t e s   a n T a b l e   s how s   t h e   m a x i m um   t h e o r e t i c a l   t hr o ug h pu t   a n d   de l a y   fo r   di f f e r e n t   s pa t i a l   s t r e a m .       T a b l e   2 S h o w s   t h e   m a xi m um   t h e o r e t i c a l   t hr o ug h pu t   a n d   o v e ra l l   de l a y   v a l ue s   of   t h e   8 02. 1 1 n   s t a n d a r d   S p a t i a l   s t r e a m   1 X 1   2 X 2   3 X 3   4 X 4   T h ro u g h p u t   (M b p s )   7 2 . 2   1 4 4 . 4   2 1 6 . 6   2 8 8 . 8   D e l a y   ( S e c . )   0 . 0 0 7 2 6   0 . 0 0 3 6 3   0 . 0 0 2 4 1   0 . 0 0 1 8 1       5.   R A N D O M   TO P O LO G Y   WI R ELES S   N E TW O R K S   M O D ELI N G   A N D   A S S U M P TI O N S   T o   t e s t   t h e   r e a l   n e t w o r b e h a v i o r   a s   t h e   r a n ge   e xt e nde w i t h   h i g h   l o a d,   t hr e e   ra n do m l y   di s t r i b ut e n o de   t o po l o gi e s   w i t h   d i f fe r e nt   (3 ,   a n 1 8)  n u m b e r   o n o de s   a r e   c o n s i de r e a s   s h o w n   i n   F i g u r e   4.     T h e s e   t o po l o gi e s   a r e   m o de l e a n s i m ul a t e us i ng  t h e   O P N E T   ‎‎ (R i v e r be d)  m o de l e r   v e r s i o n   17 . 5 .   T h e   n o de s   i n   t h e s e   t o po l o gi e s   t r a n s m i t   m u l t i m e di a   s e r v i c e s   ‎‎ (fo r   m o ni t o r i n a n d i a g n o s t i c s uc h   a s   a ud i o ,   v i de o ,   a n d   ur ge nt   i m a ge s   t o   t h e   m o n i t o r i ng  c e n t e r   ‎‎ (de s t i n a t i o n).   B a s e o t h e   Q o S   p a r a m e t e r s   w h i c a r e   i n t r o duc e i T a b l e   1   a nd   u n de r   t h e   a s s um p t i o n   t h a t   n o   h i dde t e rm i na l   pr o b l e m   e xi s t s ,   t h e s e   t o po l o gi e s   a r e   c o n s i de r e (w i t a A D O V   r o ut i n g   p r o t o c o l t o   i n v e s t i g a t e   t h e   pe r f o rm a n c e   o f   t h e   IE E E   8 02 . 11 b a s e W L A N   u n de r   t h e   fo l l ow i n s i m u l a t i o s e t   u p a ra m e t e r s   a s   s h o w n   i T a b l e   3. ‎‎   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     192 4   -   193 4   1928           F i gu r e   4 3 ,   a n d   18 - n o de   r a ndo m   t o po l o g y       T a b l e   3 W L A N   b a s e 802 . 11 s i m ul a t i o n   pa ra m e t e r s   P a ra m e t e r s   V a l u e s   Ra n d o m l y   d i s t r i b u t e d   a r e a   1 0 0 0   x   1 0 0 0   m   Bu ffe s i z e   (b i t s )   1 0 2 4 0 0 0   D a t a   ra t e   (M b p s )   288   p a c k e t   s i z e   (b y t e s )   2048   S t a n d a rd   s l o t   t i m e   s e c )   9   V o i c e   t y p e   G . 7 1 1   (e n c o d e r   s c h e m e )   V i d e o   t y p e   3 0   f ra m e / s e c -   3 5 2 x 2 4 0   p i x e l   F i l e s   i n fo r m a t i o n   ( b y t e s )     h i g h   l o a d   T ra n s m i t   p o w e ( W a t t )   0 . 1   P a c k e t s   r e c e p t i o n   p o w e t h r e s h o l d   (d b m )   - 95   RT S   T h re s h o l d   ( b y t e s )   (5 1 2 / N o n e   a n d   CT S   t o - s e l O p t i o n   i s   E n a b l e d   F ra m e   a g g re g a t i o n   A - M S D U   ( b y t e s )   7935   F ra m e   a g g re g a t i o n   A - M P D U   ( b y t e s )   6 5 5 3 5   p h y s i c a l   c h a ra c t e r i s t i c s   8 0 2 . 1 1 n   ,   2 . 4   G H z z H s   2   W     l o n a c   t i w   Bl o c k   A c k n o w l e d g e m e n t   c a p a b i l i t y   S u p p o r t e d   S i m u l a t i o n   t i m e   ( m i n )   1       6.   I EEE  80 2. 11n   WLA N   WI T H   R A N D O M   T O P O L O G Y   R ES U LT  A N A L Y S I S   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   n e t w o r ks   w i t h   r a ndo m   t o po l o g y   h a s   b e e n   i n v e s t i ga t e i t e r m s   of   ‎‎ ( T hr o ug h pu t ,   D e l a y ,   P a c ke t s   D r o ps   a n d   R e t ra n s m i s s i o n s   a t t e m p t s ).   T h e   s i m u l a t i o p r o c e s s e s   a r e   c a rri e o ut   unde r   t h e   n e t w o r a s s um p t i o n s   a n d   s i m ul a t i o n   s e t   up   p a r a m e t e r s   t h a t   ha v e   be e n   i n t r o duc e i n   T a b l e   ‎‎ a n T a b l e   1   p r e v i o us l y .   D i f fe r e nt   num b e r s   (1,   2 ,   3   a n d   4)  o f   s pa t i a l   s t r e a m s   a r e   c o n s i de r e d   i t h e   p r o c e s s   o i n v e s t i ga t i ng  t h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   IE E E   80 2. 1 1 n   W L A N   e ff i c i e n c y .       6 . 1   Th r o u gh p u t   A s   a   m a t t e o f   f a c t   a n d   f o r   t h e   di f f e r e n t   s pa t i a l   s t r e a m s   1x1,   2x2 ,   3x3   a n d   ‎‎ 4x4  c o n f i gu r a t i o n ,   t h e   a v e r a ge   t hr o ug h put   g r a dua l l y   i n c r e a s e s   a s   t h e   n e t w o r i s   l o a d e w i t da t a .   F r o m   F i gu r e   (a - d ) ,   i t   c a b e   n o t e t ha t   t h e   m a x i m um   t hr o ug h pu t   v a l ue   de c r e a s e s   a s   t h e   n u m b e r s   o f   n o de s   i n c r e a s e f r o m   3   n o de s   t o   18  n o de s   due   t o   m o r e   c o l l i s i o n   a n d   pa c ke t s   d r o w h e n   hi g n u m b e r   o f   pa c ke t s   a r e   i n j e c t e t o   t h e   c o o r di n a t o r .   B ut   w h e n   Q o S   i s   i m p l e m e nt e d,   t h e   t hr o ug h p ut   i s   i m p r o v e d   a n t ha t   i s   o bv i o us   s pe c i a l l y   a t   h i g n u m b e r   o n o de s   a n d   f o r   di f fe r e n t   a nt e nn a s   c o n f i gu r a t i o n;   t h e   r e a s o f or  t ha t   i s   Q o S   pr o v i de pri o ri t i e s   t o   t h e   s c h e du l e s e r v i c e s   a n o r g a ni z e s   da t a   f l o w i n g.   W i t h o ut   a n w i t h   Q o S   a n f o r   a   1x1  a n t e nna   s y s t e m ,   t h e   r e s ul t s   s h o w   t ha t   t h e   m a xi m u m   t hr o ug h pu t   v a l ue s   t ha t   c a b e   a c qui r e a r e   ( 57. 3,   40 . 8,   ‎‎ 30. 5   M b ps a nd   (61. 4 ,   54 . 6 ,   53 . M b ps f o r   ‎‎ 3,   a n 18  n o de s   s c e n a r i o s   r e s pe c t i v e l y .   S o   w h e n   Q o S   i s   a ppl i e d   t h e   i m p r o v e m e n t   v a l ue s   a r e   ‎‎ 6. 9% ,   ‎‎ 33. 8%   a nd  76%   f o r   3,   9   a n 18  n o de s   s c e n a r i o s   r e s pe c t i v e l y .   A l t h o ug h   t h e   m a x i m u m   t hr o ug h p ut   v a l ue   i s   a t   t h e   l o w e s t   (3)  n o d e   n u m b e r   t o po l o g y ,   h o w e v e r   t h e   h i g h e s t   i m p r o v e m e n t   i s   ob t a i n e a t   t h e   hi g h e s t   ‎‎ (18)  n o de   n u m b e r   t o po l o g y ;   t h e   r e a s o n   f o r   t h a t   i s   t h e   e ff e c t   o f   Q o S   be c o m e s   m o r e   ob v i o us   w h e n   c o n ge s t i o n   w i t h   n u m b e r   o f   h o ps   a r e   i n c r e a s e d.   S o   Q oS   a ppl i c a t i o n   i s   r e qui r e t o   i m p r o ve   n e t w o r pe r f o r m a n c e .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       P e r f or m anc e   e v a l uat i on   of   t he   IE E E   80 2. 11 r an dom   t o po l o gy   W L A N     ( Z i y a Kh al a f   F ar e j )   1929       (a )   (b )           (c )   (d)     F i gu r e   5( a ,   b ,   c   a n d   d) .   S h o w s   t hr o ug h pu t   pe r f o r m a n c e   w i t a n w i t h o ut   Q o S   a ppl i c a t i o n   fo r   (1x 1,   2x2 ,   3x3   a n d   4x 4)   a n t e nna   s y s t e m s   r e s pe c t i v e l y       6 . 2   D e l ay   F i gu r e   6   ( a b c   a nd   d s h o w s   de l a y s   f o r   di f f e r e n t   num b e of   s pa t i a l   s t r e a m s   a l s o   w i t a n d   w i t h o ut   Q o S   a ppl i c a t i o n.   T hr o ug h   t h e   i n c r e a s e   o f   t h e   d a t a   l o a ( n u m b e r   o f   n o de s o f   t h e   n e t w o r k,   t h e   de l a y   i s   i n c r e a s e a s   w e l l   a n t ha t   l e a ds   t o   m o r e   c o l l i s i o n   a n r e t ra ns m i s s i o n   a t t e m pt s .   T hi s   l a t e n e s s   e n s u r e s   h a ndi n g   of   t h e   da t a   w h e n   t h e   W L A N   i s   c r o w de d.   W i t h o ut   Q o S   a n f o r   1x1   a nt e nna   s y s t e m   t h e   a v e r a ge   de l a y   ha s   m a x i m um   s t e a dy   s t a t e   v a l ue s   o f   0. 076 3,   0 . 1459   a nd  0. 278   s e c o n d s   f o r   3,   ‎‎ a nd  18   n o de s   n um b e s c e n a r i o s   r e s pe c t i v e l y .   H ow e ve r   w h e Q o S   i s   a pp l i e a nd  da t a   i s   s c h e du l e d,   t h e   l a t e n c y   i m p r o v e m e n t   (r e duc t i o n   pe r c e n t a ge   i de l a y fo r   h i g n u m b e r   o f   n o de s   m o dul e   i s   t h e   b e s t   a n i t   ha s   t h e   v a l ue s   of   8. 5%,   12. 9%   a nd  2 7. 6 f o r   n o d e s   n um b e o f   3,   9   a n d   ‎‎ 18  v a l ue s   r e s pe c t i v e l y ,   w h e r e   t h e   m a xi m u m   de l a y   v a l ue s   a r e   0. 0698 ,   ‎‎ 0. 0127   a n d   0 . 201   s e c o n d s   r e s pe c t i v e l y   a s   w e l l .     6 . 3 .     D ata   d r o p   F i gu r e   7( a - d i l l us t ra t e s   t h e   da t a   pa c ke t s   d r o f o r   di f f e r e nt   n u m b e r   o f   n o de s   (3,   a n d   ‎‎ 18)  w i t h   s pa t i a l   s t r e a m s   (1,   2 ,   3   a n d   4) .   I ge n e ra l ,   da t a   p a c ke t s   d r o i s   g r o w i n up   o ve r   t i m e   a s   t h e   n e t w o r i s   l o a de w i t h   d a t a .   F i gu r e   7( a s h o w s   t h a t   t h e   d a t a   d r o i n c r e a s e s   a s   t h e   n u m b e r   o f   n o de s   i n c r e a s e s   a nd  (f o r   1x1   s pa t i a l   s t r e a m )   t h e   m a x i m um   a v e r a ge   pa c ke t   d r o i s   ( 61,   6 9. 8,   78 . 6)   a nd  ‎‎ (76 . 9,   9 9. 7 ,   ‎‎ 137. 4)   w i t a nd   w i t h o ut   Q o S   r e s pe c t i v e l y .   T h e   i n c r e a s e   i t h e   d r o ppe da t a   p a c ke t s   i s   due   t o   t h e   c o l l i s i o n s   w hi c a r e   a s   w e l l   i n c r e a s e s   a s   t h e   n u m b e r   n o de s   a r e   i n c r e a s e d,   h o w e ve r   f o t h e   m e s (o ra n do m )   t o po l o g y ,   t h e   c o l l i s i o n   do m a i n   i s   d i s t r i b ut e o v e r   a l l   t h e   n o de s   a l o n t h e   r o ut i n g   pa t h s   a n d   t h e   c o l l i s i o n s   a r e   n o t   c o n c e nt r a t e a t   t h e   c o o r di n a t o a s   i u ni f o r m   (s i n g l e   h o pe t o po l o g y   w h e r e   t h e   n e t w o r s uf f e r i n g   h i g d r o ppi n g   p a c ke t s   w h e n   i t   i s   h i g hl y   l o a de d.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     192 4   -   193 4   1930       (a )   (b )           (c )   (d)     F i gu r e   6( a ,   b ,   c   a n d   d) .   S h o w s   de l a y   pe r f o r m a n c e   w i t a n d   w i t h o ut   Q o S   a ppl i c a t i o n   fo r   (1x 1,   2x2 ,   3x3   a n d   4x 4)  a n t e nna   s y s t e m s   r e s pe c t i v e l y           (a )   (b )     F i gu r e   7 .   ( a ,   b )   S h o w s   da t a   d r o p   pe r f o r m a n c e   w i t h   a n d   w i t h o ut   Q o S   a p pl i c a t i o n   fo r   (1x 1,   2x2 ,   3x3   a n d   4x 4)   a n t e nna   s y s t e m s   r e s pe c t i v e l y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       P e r f or m anc e   e v a l uat i on   of   t he   IE E E   80 2. 11 r an dom   t o po l o gy   W L A N     ( Z i y a Kh al a f   F ar e j )   1931       (c )   (d)     F i gu r e   7 .   (c ,   d)   S h o w s   da t a   d r o p   pe r f o r m a n c e   w i t h   a n d   w i t h o ut   Q o S   a p pl i c a t i o n   fo r   (1x 1,   2x2 ,   3x3   a n d   4x 4)   a n t e nna   s y s t e m s   r e s pe c t i v e l y       6 . 4 .     R e t r an s m i s s i o n   atte m p t   F i gu r e   8( a ,   b ,   c   a n d   d )   s h o w s   t h e   r e s u l t   o f   t h e   r e t r a n s m i s s i o n   a t t e m pt s   w h i c a r e   f o r   18   n o de s   a r e   f a i rl y   m o r e   t ha t ha t   f o r   9   a nd  n o de   t o po l o gi e s   due   t o   t h e   l o a i n c r e a s e   o f   t h e   W L A N ,   c o n ge s t i o n   a n d a t a   pa c ke t   d r o ppi ng.   R e t ra n s m i s s i o a t t e m pt s   de c r e a s e s   a nd   da t a   p a c ke t s   d r o p   de c r e a s e s   a s   t h e   n u m b e r   o f   s pa t i a l   s t r e a m s   i n c r e a s e s   due   t o c h a nn e l   c a p a c i t y   e nh a n c e m e n t .   H ow e ve r   i c o m pa r i s o w i t h   n o   Q o S   c a s e ,   w h e n   Q o S   i s   c o n s i de r e d,   t h e   r e t ra n s m i s s i o a t t e m pt s   a r e   i n c r e a s e by   t h e   Q o S   da t a   s c h e du l e t o   r e duc e   t h e   p a c ke t s   dr o c ha n c e s .   F o a   4x4   s pa t i a l   s t r e a m   w i t h   a n d   w i t ho ut   Q o S   a pp l i c a t i o n,   F i gu r e   8(d )   s h o w s   t ha t   t h e   m a x i m um   a v e r a ge   r e t ra n s m i s s i o a t t e m pt   v a l ue s   a r e   ( 0. 495 ,   2 ,   3. 92)   a n d   (0 . 371 ,   1 . 47 ,   2. 32)   f o r   3,   9   a n d   18   n u m b e r   of   n o de s   r e s pe c t i v e l y ,   w h e r e   i t   i s   c l e a t ha t   t h e   b e s t   i m p r o v e m e n t   ( hi g h e s t   r e t r a n s m i s s i o n   a t t e m pt   i . e .   l e a s t   pa c ke t   d r o p)  o f   68. 9%   i s   a c qui r e d   a t   1 n o de   n um b e s c e n a ri o .   T h e pe r f o r m a n c e s   o f   t h e   t hr o ug h put ,   de l a y ,   pa c ke t s   dr o ps   a n r e t ra n s m i s s i o n   a t t e m pt s   w i t h   t h e i r   i m p r o v e m e n t s ,   w h e n   Q o S   i s   a ppl i e d,   a r e   s u m m a r i z e i n   T a b l e s   4 5 a n d   7   r e s pe c t i v e l y .           (a )   (b )     F i gu r e   8 .   ( a ,   b )   S h o w s   r e t ra n s m i s s i o a t t e m pt   pe r f o r m a n c e   w i t a n d   w i t h o ut   Q o S   a ppl i c a t i o n   fo r   (1x 1,   2x2 ,   3x3   a n d   4x 4)   a n t e nna   s y s t e m s   r e s pe c t i v e l y     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   2 A p ri l   2020   :     192 4   -   193 4   1932       (c )   (d)     F i gu r e   8 .   (c ,   d)   S h o w s   r e t ra n s m i s s i o a t t e m pt   pe r f o r m a n c e   w i t a n d   w i t h o ut   Q o S   a ppl i c a t i o n   fo r   (1x 1,   2x2 ,   3x3   a n d   4x 4)   a n t e nna   s y s t e m s   r e s pe c t i v e l y       T a b l e   4 S u m m a r i z i ng  t hr o ug h put   pe r f o r m a n c e     S p a t i a l     S t r e a m s   3   N o d e s   9   N o d e s   1 8   N o d e s   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   1 x 1   5 7 . 3 8 3   6 1 . 4   6 . 9   4 0 . 8   5 4 . 6   3 3 . 8   3 0 . 5   5 3 . 7   76   2 x 2   1 1 3 . 4   112   7 . 5   7 6 . 4 0 2   1 0 2 . 5   3 4 . 1   5 4 . 9   9 9 . 8   8 1 . 7   3 x 3   1 6 6 . 2   1 8 0 . 9   8 . 8   1 1 3 . 9   1 5 4 . 7   3 5 . 8   8 0 . 7   1 4 8 . 1   8 3 . 5   4 x 4   2 2 4 . 9   248   1 0 . 2   156   215   3 7 . 8   1 1 1 . 0 4   2 1 0 . 0 1   8 6 . 4       T a b l e   5 S u m m a r i z i ng  de l a y   pe r f o r m a n c e   S p a t i a l     S t r e a m s   3   N o d e s   9   N o d e s   1 8   N o d e s   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   1 x 1   0 . 0 7 6 3 1   0 . 0 6 9 8   8 . 5   0 . 1 4 5 9   0 . 1 2 7   1 2 . 9   0 . 2 7 8 0   0 . 2 0 1   2 7 . 6   2 x 2   0 . 0 3 2 0   0 . 0 2 8 7   1 0 . 5   0 . 0 7 5 1   0 . 0 6 4   1 4 . 7   0 . 1 4 3 4   0 . 0 9 9 7   3 0 . 4   3 x 3   0 . 0 2 3 1   0 . 0 2 0 5   1 1 . 2   0 . 0 4 8 9   0 . 0 4 0 1   1 7 . 9   0 . 9 8 1   0 . 0 6 7   3 1 . 7   4 x 4   0 . 0 1 7 4   0 . 0 1 5 1   1 3 . 2   0 . 0 3 6 6   0 . 0 2 9 8   1 8 . 3   0 . 0 7 0 9   0 . 0 4 6 8   3 3 . 9       T a b l e   6 S u m m a r i z i ng  d a t a   d r o pe r f o r m a n c e   S p a t i a l     S t r e a m s   3   N o d e s   9   N o d e s   1 8   N o d e s   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   1 x 1   7 6 . 9 8 5   6 1 . 0 9 3   2 0 . 6   9 9 . 7 8   6 9 . 8   30   1 3 7 . 4   7 8 . 6   4 2 . 5   2 x 2   5 1 . 8   4 0 . 7   2 1 . 4   7 7 . 3   4 9 . 1   3 6 . 4   1 1 6 . 8   6 3 . 5   4 5 . 6   3 x 3   2 7 . 8 9 5   2 0 . 4   2 6 . 8   3 5 . 8 1 7   2 2 . 4 0 1   37.   5 5 . 6 7 0   2 8 . 7   4 8 . 3   4 x 4   6 . 0 0 9   3 . 9 7 8   3 3 . 7   9 . 2 7 9   4 . 8   4 8 . 2   1 0 . 5 2 2   5 . 0 1 9   5 2 . 2       T a b l e   7 S u m m a r i z i ng  r e t ra n s m i s s i o a t t e m p t   pe r f o r m a n c e   S p a t i a l     S t r e a m s   3   N o d e s   9   N o d e s   1 8   N o d e s   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   W i t h o u t   Q o S   W i t h   Q o S   %   I m p r o v e   1 x 1   0 . 7 1 1   0 . 9 0 5   2 7 . 2   2 . 4 0 1   3 . 1 1 6   2 9 . 7   3 . 8 9 6   5 . 3 1 0   3 6 . 2   2 x 2   0 . 5 6 0   0 . 7 2 9   3 0 . 1   2 . 0 4   2 . 7 8 7   3 3 . 3   3 . 6   4 . 9 9 0   3 8 . 6   3 x 3   0 . 4 0 6   0 . 5 3 4   3 1 . 5   1 . 8 2 1   2 . 5 3 4   3 9 . 1   2 . 9 9   4 . 2 5 2   4 5 . 5   4 x 4   0 . 3 7 1   0 . 4 9 5   3 3 . 4   1 . 4 7   2   4 2 . 8   2 . 3 2   3 . 9 2   6 8 . 9       7.   C O N C LU S I O N     T h i s   pa pe p r e s e n t s   a i n v e s t i g a t i o n   a n d   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   o f   t h e   IE E E   80 2. 1 1 n   ra n do m   t o po l o g y   W L A N   fo r   m ul t i m e di a   s e r v i c e s .   T h e   o pt i m a l   c o n f i gu ra t i o n   o f   t h e   s t a n da rd  M A C   l a y e r   fe a t ur e s   w i t t h e   s u i t a b l e   p h y s i c a l   l a y e r   s p a t i a l   s t r e a m   c l a ri f i e t h e   i m pa c t   o f   t h e   s t a n d a r d   o t h e   n e t w o r pe r f o r m a n c e .   A l t h o ug h   t hr o ug hput   v a l ue   de c r e a s e s ,   t h e   e ff e c t   o f   Q o S   o n   i m p r o v i n g   t h e   W L A N   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       P e r f or m anc e   e v a l uat i on   of   t he   IE E E   80 2. 11 r an dom   t o po l o gy   W L A N     ( Z i y a Kh al a f   F ar e j )   1933   n e t w o r e f f i c i e n c y   i n c r e a s e s   a nd  b e c o m e s   m o r e   o bv i o us   a s   t h e   n u m b e r   o f   n o de s   i n c r e a s e s .   W i t h o ut   a nd  w i t Q o S   a n f o r   a   4x4  M IM O ,   s i m ul a t i o n   r e s ul t s   s h o w   t h a t   t h e   m a x i m u m   a v e r a ge   t hr o ughput   c a b e   a c qui r e a t   t h e   l o w e s t   n o de   n u m b e r   t o po l o g y   a n i t s   v a l ue s   a r e   (2 24. 9,   156,   ‎‎ 111. 04  M b ps a n (248 ,   215 ,   2 10. 0 M b ps fo r   3 ,   a n d   18  n o de   n u m b e r   t o po l o g y   r e s pe c t i v e l y .   T h e   s i m ul a t i o n   r e s ul t ,   w hi c a r e   w i t hi t h e   uppe b o n t h e o r e t i c a l   r e s ul t s   a l s o   r e f l e c t s   t h e   e ff i c i e n c y   a n f e a s i b i l i t y   of   t h e   s t a n d a r f o r   hi g h   l o a n e t w o r ks   s pe c i a l l y   w h e n   s e r v i c e s   a r e   s c h e dul e t hr o ug h   t h e   Q o S   p r o c e s s   a c c o r di n g   t o   i t s   E D CA   m e c h a ni s m .       R EF ER EN C ES   [ 1]   S .   A l a ba dy ,   e t   a l . " T hr o ug hput   a nd   D e l a y   A na l y s i s   o f   I E E E   ‎‎ 802 . 11   D C F   i n   t h e   P r e s e nc e   o f   H i d de n   N o de s   f o r   M ul t i - H o W i r e l e s s   N e t w o r ks , "   W i r e l e s s   P e r s onal   C om m un i c a t i on s ,   V o l .   79 ,   pp .   9 07 - 927 ,   2014 .   [ 2]   P .   M a ha s ukho n ,   e t   al . " P e r f or m anc e   A nal y s i s   o f   M ul t i - h op   I E E E   802. 11   D C F   B ac k ha ul   N e t w or k s , "   I nt e r na t i o na l   C o nf e r nc e   o W i r e l e s s   a nd   M o bi l e   C o m put i ng   o N e t w o r ki ng   a nd   C o m m uni c a t i o ns   ( W i M O B ) pp . 69 - 74 ,   ‎‎ 2008 .   [ 3]   A .   M a h e r   a nd   Z .   K ha l a f ,   " D e s i g a nd   P e r f o r m a nc e   A na l y s i s   o f   B i o m e di c a l   W i r e l e s s   S e n s e r   N e t w o r k, "   M . Sc .   T he s i s ,   N or t he r n   T e c hn i c a l   U ni v e r s i t y ,   201 7.   [ 4]   B .   M a qh a t ,   e t   al . " P e r f or m a nc e   A na l y s i s   o f   F ai r   Sc he du l e r   f or   A - M SD U   A gg r e gat i on  i n   I E E E 802 . 11 W i r e l e s s   N e t w or k s ,"   2 014  2n I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   o E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c s   a nd  S y s t e m   E ng i ne e r i ng   ( I C E E S E )   978 - 1 - 4799 - 720 1 - 2/ 14 / $ 31. 00   @2 014   I E E E .   [ 5]   Y .   L i n   a nd  V .   W .   S .   W o ng ,   " W S N 01 - 1:   F r a m e   A gg r e g a t i o a nd   O pt i m a l   F r a m e   S i z e   A da pt a t i o f o r   I E E E   802 . 11 n   W L A N s ,   "   San   F r anc i s c o ,   C A ,   U SA ,   I E E E 2 006 .   [ 6]   D .   S ko r do ul i s ,   e t   a l . " I E E E   802 . 11n   M A C   f r a m e   a g g r e g a t i o n   m e c ha ni s m s   f o r   ne xt - g e ne r a t i o hi g h - t hr o ug hpu t   W L A N s , "   I E E E   W i r e l e s s   C om m un i c at i on s ,   V o l .   15 ,   F e b   2 008 .   [ 7]   E .   P e r a hi a ,   " I E E E   802 . 11n   D e v e l o pm e n t :   H i s t o r y ,   P r o c e s s ,   a nd  T e c hn o l o gy , "   C om m un i c a t i ons   M agaz i ne ,   I E E E V o l .   4 6,   pp .   48 - 55 ,   2008 .   [ 8]   I .   A .   A l i m i ,   e t   a l . " A   H y br i C o di ng   T e c hni qu e   f o r   E f f i c i e nt   B a n dw i d t h   U s a g e   i n   C o nf o r m i t y   w i t h   I E E E   802 . 11   W L A N   S t a nd a r d , "   I nt e r n at i on al   J ou r na l   o f   E l e c t r i c al   and  C om pu t e r   E ng i ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   V o l .   3 ,   pp.   593 - 602 ,   N o .   5 ,   O c t   2013 .   [ 9]   A .   Z .   Y o uni s ,   " P e r f o r m a nc e   A na l y s i s   o f   I E E E   802. 11 a c   B a s e d   W L A N   i W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o S y s t e m s , "   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ‎‎ ( I J E C E ) ,   V o l .   9 ,   pp .   1 131 - 113 6,   N o .   2,   A pr   2 019 .   [ 10]   M i r   M .   a nd   S a um a B . ,   " P e r f o r m a nc e   I m pr ov e m e nt   o f   I E E E   802. 11n  W L A N s   v i a   F r a m e   A gg r e g a t i o i N S - 3, "   I nt e r n at i on al   C on f e r e nc e   on   E l e c t r i c a l ,   and   C om m un i c at i on   E ngi ne e r i n ( E C C E ) ,   I N S P E C   N O .   1685 1147 ,   B a ng l a de s h ,   2017 .   [ 11]   B .   A bi di ,   e t   a l . " W i r e l e s s   S e ns e r   N e t w o r ks   i n   B i o m e di c a l :   W i r e l e s s   B o d y   A r e a   N e t w o r k s , "   E u r ope   and   M E N A   C oope r at i on   A d v an c e s   i I n f o r m at i on   an C om m un i c a t i on  T e c hno l ogi e s ,   V o l .   5 20 ,   p p.   32 1 - 329 ,   N o .   33 ,   2017 .   [ 12]   D .   L e e ,   e t   a l . " D y na m i c   T r a f f i c   P r i o r i t i z a t i o a nd  T X O P   A l l o c a t i o i ‎‎ 802 . 11 e   B a s e d   M ul t i ho W i r e l e s s   N e t w o r ks , "   I n t e r nat i on al   J our n al   o f   C om pu t e r   S c i e nc e   and   N e t w or k   Se c u r i t y   ( I J C SN S) ,   V o l .   12 ,   N o .   2,   F e b   201 2.   [ 13]   R .   v o hr a ,   e t   al . ,   " W L A N   P e r f o r m a nc e   I m pr o v i s a t i o n   by   F i n e   T uni ng   I E E E   802 . 11   P a r a m e t e r s , "   I n t e r na t i ona l   J our nal   o f   C om pu t e r   A p pl i c a t i on s   ( I J C A ) ,   V o l .   43 ,   N o .   6 ,   A pr i l   ‎‎ 2012.   [ 14]   S .   Q .   A m e e a nd   F .   L .   K ha l e e l ,   " W i r e l e s s   M e s h   N e t w o r k s   B a s e d   o M B P S O   A l g o r i t hm   t o   I m pr ov e m e nt   T hr o ug hput , "   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   o f   E l e c t r i c a l   a nd  C om pu t e r   E ngi ne e r i n ‎‎ ( I J E C E ) ,   V o l .   8 ,   pp .   4 374 - 438 1,   N o .   6,   D e c   2 018 .   [ 15]   P .   S i r i po ng w ut i ko m ,   " T h r ou ghpu t   A n al y s i s   o f   A n   I E E E   802 . 11 M u l t i ho A h oc   N e t w or k , "   I T E N C O N   2006 I E E E   R e g i o 10  C o nf e r e nc e   I E E E ,   pp . 1 - 4 ,   2 006 .   [ 16]   V .   A .   S i r i s ,   e t   a l . " A   s i m pl e   E nd - to - e nd   T h r o ug hput   M o de l   f o r   ‎‎ 802. 11 M u l t i - r a t i o   M ul t i - r a t e   W i r e l e s s   M e s h   N e t w o r ks , "   I E E E   C om m un i c a t i ons   L e t t e r s ,   V o l .   ‎‎ 15,   pp .   635 - 6 37,   2 011.   [ 17]   Z .   k .   F a r e j   a n M .   M .   J a s i m ,   " I nv e s t i g at i on   on   t he   P e r f or m a nc e   o f   t he   I E E 802 . 11n   B a s e W i r e l e s s   N e t w or k s   f or     M u l t i m e di Se r v i c e s , "   20 18  2 nd  I nt e r na t i o na l   C o nf e r e nc e   f o r   E ng i ne e r i ng ,   T e c hno l o gy   a nd  S c i e nc e s   o f   A l - K i t a ( I C E T S ) ,   a dde t o   I E E E   X pl o r e :   30  M a y   2019 .   [ 18]   Y .   X i a o ,   " I E E E   802 . 11 n:   E nha nc e m e n t s   f o r   hi g he r   t hr o ug hput   i w i r e l e s s   L A N S , "   I E E E   W i r e l e s s   C om m un i c at i on s V o l .   1 2,   D e c   2005 .   [ 19]   I .   P a ude l   a n d   D .   Z e g hl a c he " Q o S   P r o v i s i o n i ng   i F ut ur e   W i r e l e s s   L oc a l   A r e a   N e t w o r ks , "   P h. D T he s i s     2015T E L E 000 4,   T e l e c om   SudP ar i s ,   E v r y ,   F r a nc e 15   J a n .   2015 .   [ 20]   M .   I .   Y o us s e f ,   e t   a l . " P e r f o r m a nc e   E n ha nc e m e n t   o f   M I M O - O F D M   u s i ng   R e dund a n t   R e s i d ue   N um be r   S y s t e m , "   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   V o l .   8 ,   pp .   3 902 - 391 2,   N o .   5,   O c t   2018 .   [ 21]   M.   A .   A l - M a q r i e t   a l . " R e v i e w   o Q o S   pr o v i s i o ni ng   a pp r o a c he s   f o r   s uppo r t i ng   v i de o   t r a f f i c   i I E E E 802. 11e :   c ha l l e ng e s   a nd   i s s ue s , "   D O I   1 0. 1109 / A C C E S S. 2018 . 28 7277 0,   I E E E   A c c e s s ,   20 18 .   [ 22]   A.   M a l i k ,   e t   a l . " Q o S   i I E E E   802 . 11 - ba s e d   W i r e l e s s   N e t w o r ks :   A   C o nt e m po r a r y   S ur v e y , "   J our na l   o f   N e t w or k   and  C om pu t e r   A p pl i c a t i ons ,   D O I :   10. 1016 / j . j nc a. 2015 . 04 . 0 16 ,   V o l .   55 ,   pp .   24 - 46 ,   S e p.   20 15 .   [ 23]   M .   H a m e e d   a nd  J .   J a s pe r n e i t e " P e r f o r m a nc e   E v a l ua t i o o f   I E E E   802 . 11 e   f o r   I ndus t r i a l   W i r e l e s s   N e t w o r k s , "   M . Sc .   T he s i s   1 5181 037 ,   O s t w e s t f a l e n - L i ppe   U ni v e r s i t y   o f   A ppl i e S c i e nc e s   -   H öx t e r L e m go,   G e r m any A ug .   2 007 .   [ 24]   S .   X u,   e t   al . " L a y e r - M ul t i - ho I E E E   802 . 11   A r c hi t e c t ur e :   D e s i g a nd   P e r f o r m a nc e   A na l y s i s , "   I E E E   P r oc . - C om m uni c at i on ,   V o l .   151 ,   N o .   5 ,   O c t   ‎‎ 2004 .   [ 25]   L .   T .   N g uy e n ,   e t   a l . " P e r f or m an c e   A na l y s i s   of   I E E E   802 . 11   i M u l t i - hop   W i r e l e s s   N e t w or k s , "   P r o c .   o f   t he   3r d   I nt e r na t i o n a l   C o nf e r e nc e   o M o bi l e   A d - ho c   a nd  S e ns o r   N e t w o r k s   ( M S N ) ,   S pr i ng e r - V e r l a g   B e r l i n ,   2 007 .   [ 26]   J .   A .   M o ha m e d ,   " W i r e l e s s   L o c a l   A r e a   N e t w o r k   W L A N   802. 11 , "   D I T ,   D i g i t al   N e t w or k s ,   E T U   0 8102 ,   M ay   201 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.