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.   7 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 7 ,   p p .   3 4 4 ~ 3 5 2   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 7 i 1 . p p 3 4 4 - 3 5 2           344       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Perf o r m a nce  Ev a lua tion o Int erac tive Video  S trea ming  ov er  WiM A X  N etw o rk       Sa na m   Na re j o 1 F a rz a na   K uls o o m 2 M .   M o a zz a m   J a w a id 3   1 De p a rte m e n o f   El e c tro n ics   a n d   T e le c o m m u n ica ti o n ,   P o li tec n ico   Di  T o rin o ,   Italy   2 De p a rte m e n o f   El e c tri c a l,   Co m p u ter &   El e c tro n ic s,  Un iv e rsity   o f   P a v ia,  Italy   3 De p a rtme n o f   El e c tri c a &   El e c tro n ic s   E n g in e e rin g Cit y   Un iv e rsity ,   Un it e d   Kin g d o m       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u n   9 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   No v   2 0 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   Dec   1 1 ,   2 0 1 6       No w a d a y s th e   d e sire   o f   in tern e t   a c c e ss   a n d   th e   n e e d   o f   d ig it a e n c o d i n g s   h a v e   in f lu e n c e d   q u it e   a   larg e   n u m b e o f   u se rs  to   a c c e ss   h ig h   q u a li ty   v id e o   a p p li c a ti o n .   Off e rin g   m u lt i m e d ia  se r v ice s   n o o n ly   to   th e   w ir e d   b u to   w irele ss   m o b il e   c li e n is   b e c o m in g   m o re   v iab le.  In   w irele ss   m e d i u m ,   v id e o - stre a m in g   stil h a h ig h   re so u rc e   re q u ire m e n ts ,   f o e x a m p le,   b a n d w id th ,   traff ic  p rio rit y ,   s m o o th   p lay - b a c k s .   T h e re f o re ,   b a n d w id th   d e m a n d o f   th e se   a p p li c a ti o n a re   f a e x c e e d in g   th e   c a p a c it y   o f   3 G   a n d   W irele ss   Lo c a A re a   Ne tw o rk ( LA Ns ).   T h e   c u rre n re se a rc h   d e m o n stra tes   th e   in tro d u c to ry   u n d e rsta n d i n g   o f   th e   W o rld w id e   In tero p e ra b il it y   f o M icro w a v e   A c c e ss   (W iM a x )   n e tw o rk ,   a p p li c a ti o n s,   th e   m e c h a n is m s ,   it p o ten ti a f e a tu re s,  a n d   tec h n iq u e u se d   to   p ro v i d e   Qo S   in   W iM AX ,   a n d   las tl y   th e   n e tw o rk   is   sim u late d     to   re p o rt  th e   d iv e rse   re q u irem e n ts  o f   stre a m e d   v id e o   c o n f e re n c in g   traff ic  a n d   it sp e c if ic a ti o n s.  F o r   th is  p u rp o se   tw o   in p u p a ra m e ter o f   v id e o   traff ic  a re   s e lec ted ,   i. e ,   re f re sh   ra te ,   w h ich   is  m o n it o re d   i n   term o f   f ra m e s   p e se c o n d   a n d   p ix e re s o lu ti o n w h ich   b a sic a ll y   c o u n ts  th e   n u m b e o f   p ix e ls   in   d ig it a im a g in g .   T h e   n e tw o rk   m o d e is  d e v e lo p e d   i n   O P NET .   Diff e re n t   o u tco m e f ro m   si m u latio n   b a se d   m o d e ls  a r e   a n a l y z e d   a n d   a p p ro p riate   re a so n a re   a lso   d isc u ss e d .   A p a rt  f ro m   th is ,   th e   se c o n d   a i m   o t h e   c u rre n re se a rc h   is  to   a d d re ss   w h e th e W iM A X   a c c e ss   tec h n o lo g y   f o r   stre a m in g   v id e o   a p p li c a ti o n c o u ld   p r o v i d e   c o m p a ra b le   n e tw o rk   p e rf o r m a n c e   to   A s y m m e tri c   Dig it a S u b sc rib e r   L in e   ( A DS L ) .   F o th is  p u rp o se   n e tw o r m e tri c e su c h   a En d   to   En d   d e la y   a n d   th ro u g h p u is  tak e n   in to   c o n sid e ra ti o n   f o o p ti m iza ti o n .   K ey w o r d :   Fra m es p er   s ec o n d   P ix el  r eso lu tio n   Qo S   Vid eo   s tr ea m in g   W ir eless   n et w o r k   Co p y rig h ©   2 0 1 7   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 :   San a m   N ar ej o ,     Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   T elec o m m u n icatio n ,   P o litecn ico   Di  T o r in o ,   I taly .   E m ail: sa n a m . n ar ej o @ p o lito . it       1.   I NT RO D UCT I O N   Stre a m i n g   o f   r ea l   ti m ap p lica tio n s   o v er   an y   w ir ele s s   n et w o r k   is   b a s icall y   k e y   is s u e.   I t   f ac es  m a n y   ch alle n g e s   d u e   to   u n c er tai n t y   in   th e   w ir eles s   n et w o r k   a n d   its   d y n a m ic  e n v ir o n m en t,  w h ich   ac t u all y   ca u s e s   lin k   er r o r s   an d   h ig h   p ac k et  lo s s   r atio s   [ 1 ] .     I n ter esti n g   tech n ical  c h alle n g es  ar is w h e n   u n - p r ed ictab le  n atu r o f   t h w ir ele s s   c h a n n el   m ee t s   t h e   r eq u ir e m en ts   o f   h i g h   d ata  r at an d   lo w   late n c y   o f   v id eo   t r an s p o r t.  Vid eo   s tr ea m in g   i n t u iti v el y   r eq u ir es  s tead y   f lo w   o f   i n f o r m atio n   a n d   d eliv er y   o f   p ac k ets  w it h   s o m ac k n o w led g e m en t   w it h i n   ce r tain   ti m f r a m e.   Ho w e v er ,   w ir eles s   n et w o r k s   h av e   d if f ic u lt y   to   p r o v id s u ch   s er v ice   r eliab l y   a n d   t h i s   r esu lt s   a s   j er k y ,   f r o ze n   a n d   p ix ilated   v id eo   [ 2 ] .   A s   d e m a n d s   f o r   b r o ad b an d   s er v ices   ar g r o w i n g   s p ec tacu lar l y ,   a n d   as  t h e   r eq u ir ed   tr an s m i s s io n   b an d w i d th   in cr ea s e s .   Mo r eo v er ,   it  is   ex p ec ted   th at  f u t u r tech n o lo g ies  s u c h   as  T V - on - d em a n d ,   d i g ital  lib r ar y   ac ce s s ,   v id eo   co n f er en ci n g   a n d   f ast   I n ter n et   ac ce s s   w ill   b all   I P - b ased .   As  f ar   as   t h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   3 4 4     352   345   W iMA X   is   co n ce r n ed ,   it   is   li k el y   to   b o n e   o f   th e   h o tte s w ir ele s s   b r o ad b an d   tech n o lo g ies   [ 3 ] .   Du to   th e   g r o w i n g   r eq u ir e m e n ts   f o r ce d   b y   th e n h a n ce d   m u lti m ed i s er v ices  o n   b an d w id th   a v a ilab ilit y   an d   ev er - p r esen t c o n n ec tiv it y ,   ac ce s s   te ch n o lo g y   c h o ice  b ec o m e s   k e y   p ar t o f   ea ch   s er v ice  p r o v id er s   s tr ateg y .     W ith   t h r o llo u o f   t h t h ir d   g en er atio n   ce ll u lar   n et w o r k s ,   3 G,   th s ee k   i s   alr ea d y   s et  to w ar d s   t h e   n ex t   g en er atio n .   F u t u r g en er atio n   n et w o r k s   w i ll  b e x e m p lif ied   b y   v ar iab le  a n d   h ig h   d a ta  r ates,  q u alit y   o f   s er v ices  a n d   f la w l ess   m o b ilit y   b o t h   w it h in   n et w o r k   a n d   b et w ee n   n et w o r k s   o f   d if f er e n tech n o lo g ie s   an d   s er v ice  p r o v id er s .   An   i m p o r tan p h ase  o f   t h co m p o n en ts   i n   g lo b al  n e x g e n e r atio n   n et w o r k   i s   s tan d ar d izatio n   to   allo w   v e n d o r   in d ep en d en ce   an d   in ter o p er ab ilit y .   A   tec h n o lo g y   d ev elo p ed   to   ac co m p li s h   th ese  c h ar ac ter is tics ,   s tan d ar d ized   b y   I E E E ,   is   8 0 2 . 1 6 .   I is   co m m o n l y   r ef er r ed   to   as  W o r ld w id I n te r o p er ab ilit y   f o r   Mi cr o w av Acc ess   ( W iMAX ) .   W iMA is   t h e n d - to - en d   n et w o r k   ar c h itect u r b u ilt  o n   th I E E E .   8 0 2 . 1 6   A n d   alter atio n s   s u c h   as   th I E E E   8 0 2 . 1 6 e.   W iMA p lan   is   to   h av h i g h   d ata  r ate,   Qu alit y   o f   s er v ice  ( Qo S),   r an g e,   lo w   co s to   ac ce s s   w ir ele s s l y   w it h i n   a   m etr o p o litan   ar ea .   T h n et w o r k   s tr u ct u r al  d esig n   is   d ev el o p ed   b y   t h W iM A Fo r u m ,   an   in ter est  g r o u p   b ac k ed   b y   tec h n o lo g y   co m p a n ies,  s u c h   as I n tel,   F u j its u ,   Sa m s u n g ,   A T & T ,   A l v ar io n ,   W atee n ,   an d   Mo to r o la.   I u s es  Scalab le  Or th o g o n al  Fre q u en c y - Di v is io n   Mu lt ip le  A cc es s   ( SOF DM A )   r ath er   th a n   Or th o g o n a Fre q u e n c y - Di v is i o n   M u ltip le x in g   ( O FDM) .   A d d itio n al l y ,   it  f u r th er   e m p lo y s   t w o   m u l tip le   d u p lex i n g   s ch e m e s T i m D iv is io n   D u p lex i n g   ( T DD)   an d   Fre q u en c y   Di v i s io n   D u p lex i n g   ( F DD)   an d   p r o v id es b an d w id t h   to   h u n d r e d s   o f   I n ter n et  s u b s cr ib er s   w it h   f r eq u en c y   b an d   f r a m 1 0   GHz   to   6 6   GHz .   Vid eo   s tr ea m i n g   en ab les   v ie wer s   to   s tar t v id eo   p la y b ac k   w h i le  th co n ten t   is   b ei n g   d o w n lo ad ed .   T h e   t w o   d o m i n an s o u r ce s   f o r   v id eo   s tr ea m in g   tr af f ic  i n   th i n t er n et  s p ac ar Netf lix   a n d   Yo u T u b [ 4 ] .   I n   th is   p ap er ,   w e   s t u d y   th e   n et w o r k   ch ar ac ter is tic s   o f   th e   t w o   m o s p o p u lar   v id eo   s tr ea m in g   s e r v ices,  Net f l ix   a n d   Yo u T u b e.   W also   p r esen t t h a t th s tr ea m in g   s tr ateg ie s   v ar y   w it h   t h t y p o f   th ap p licatio n   ( W eb   b r o w s er   o r   n ati v m o b ile  ap p licatio n ) ,   an d   t h t y p o f   co n tain er   ( Sil v er li g h t,  Flas h ,   o r   HT ML 5 )   u s ed   f o r   v id eo     s tr ea m i n g   [ 5 ] .   Stre a m i n g - V id eo   ap p licatio n s   ad o p m o r le n ien Qo S   r eq u ir e m e n ts   b ec au s e   t h e y   ar e   n o d ela y   s en s iti v as  th v id eo   ca n   tak s ev er al  s ec o n d s   to   q u eu u p   an d   a r lar g el y   n o j itter   s en s it iv b ec au s o f   ap p licatio n   b u f f er i n g .   A lt h o u g h ,   S tr ea m i n g - Vid eo   m i g h t   co n tai n   v alu ab le  co n te n t,  s u c h   as   e - lear n i n g   ap p licatio n s   o r   m u lt icast  co m p an y   m ee ti n g s ,   i n   w h ic h   ca s e   it  r eq u ir es  s er v ice   g u ar an tee s .   Ho w ev er ,   v id eo   co n f er en c in g   is   i n ter ac tiv e - v id eo   s tr ea m i n g .   W h en   p r o v i s io n i n g   Qo f o r   I n ter ac tiv e - Vid eo ,   i.e ,   v id eo   co n f er en c in g   tr af f ic,   th f o llo w i n g   g u id elin e s   d is cu s s ed   s u b s eq u en tl y   ar r ec o m m e n d ed .   L o s s   s h o u ld   b n o   m o r t h an   1 %.    Ho w e v er ,   v i d eo   s tr ea m i n g   w h et h er   u n icas o r   m u lticast   ca n   to ler ate  m i n i m u m   lo s s   o f   5 %.   L ate n c y   s h o u ld   b n o   m o r t h an   4   to   5   s ec o n d s   d ep en d in g   o n   t h v id eo   ap p licatio n ' s   b u f f e r in g   ca p ab ilit ies  f o r   v id eo   s tr ea m i n g .   On e - w a y   lat en c y   s h o u ld   b n o   m o r t h a n   1 5   m s .   T h li m ited   j itter   s h o u ld   b n o   m o r t h a n   3 0   m s .   T h er ar n o   s ig n i f ica n t j itter   r eq u ir em e n ts .   R ec en t l y ,   v ar io u s   m o b ile  b r o ad b an d   s er v ice  p r o v id er s   h av s tar ted   T s er v ice  o v er   m o b ile   W iMa x   n et w o r k s ,   w h ic h   is   e x p ec ted   to   b ex p an d ed   in   n ea r   f u tu r [ 6 ] [ 7 ] .   A lth o u g h ,   m a i n tai n in g   to p   q u alit y   o f   s er v ice  is   o n o f   t h m ain   c h alle n g e s   f o r   th e s ap p licatio n s .   Vid eo   s u r v eilla n ce   ap p licatio n s   h av e   ex p er ien ce d   an   in cr ea s in   d e m an d   o v er   th la s t   d ec ad e.   T h r esear ch er s   in   [ 8 ]   h a v atte m p ted   to   ad j u s th e   m u ltip u r p o s e.   T h co n tr ib u tio n s   o f   t h eir   r e s ea r ch   ar e   s i m p li f ied   s er v ice  ar c h itect u r e,   p ac k et - a w ar b a n d w id th   r eq u est  m ec h an is m   a n d   p ac k et - a w ar s ch ed u li n g   al g o r ith m s   f o r   d ed icate d   v id eo   s u r v eilla n ce   ap p licatio n   w it h   r ea l - ti m u n i f o r m   v id eo   tr af f ic .   W iMA X,   w it h   it s   d ep lo y m e n t   ea s a n d   ad ap tiv h i g h   b an d w id t h   ca p ac it y ,   b r o ad en   th e   r ea ch   o f   I MS   an d   r ep r esen ts   th e   f a s test   g r o w i n g   ac ce s s   tec h n o lo g y   in   th e   m ar k e to d a y .   O n o f   th e   m a i n   ad v a n ta g o f   it,  is   th lar g d eg r ee   o f   f le x ib ili t y   w h ic h   is   s u p p o r ted   b y   w id r an g o f   tr a f f ic  clas s es  w it h   d if f er en t   ch a r ac ter is tic s   an d   Qo r eq u ir e m en ts   [ 9 ] [ 1 0 ] .   A lo n g   w i th   s u ch   g r o w th ,   to   r ea lize  th tr ad eo f f s   o f   m o v i n g   t o   W iMA X,   it  i s   d esira b le  to   co m p u te  ap p licatio n   p er f o r m an ce   ac r o s s   th i s   tec h n o lo g y   u s in g   b a n d w id th   in te n s i v ap p licatio n   lo ad s   s u ch   a s   v id eo   s tr ea m in g .   C o n s eq u e n tl y ,   i n   th i s   r esear ch ,   f o r   ev alu at io n   an d   u n d er s ta n d in g s   o f   m u lti m ed ia  tr af f ic  s p ec i f icall y   v id eo   co n te n ts ,   th e   W iM A X   n et w o r k   i s   ta k en   to   b t h e   m o s t   d esira b le  o n e.   T h w o r k   m ai n l y   f o cu s es  o n   an al y s is   an d   e v alu a tio n   o f   m u l ti m ed ia  tr af f i b y   s i m u l ati n g   t h e   v id eo   co n ten t s   li k I PT an d   o th er   r ich - v id eo   ap p licatio n s   o v er   W iMAX   n et w o r k .   T h r est  o f   th m a n u s cr ip t   i s   o r g an ized   as  f o llo w s .   Secti o n   2   p r o v id es  th d etails  o n   th ad o p ted   r esear ch   m e th o d o lo g y   a lo n g   w it h   t h s i m u lated   ar ch itect u r m o d elin g   f o r   th cu r r e n p r o j ec t.  A d d itio n all y ,   th co r r esp o n d in g   d etail s   f o r   p ar am eter   s e tti n g s   ar also   p r o v i d ed   in   th i s   s ec tio n .   Sectio n   3   d ea ls   w i th   t h co m p r e h en s iv a n al y s i s   o f   th o b tain ed   r esu lts   w it h   ap p r o p r iate  r ea s o n s   f o r   th ac h i ev ed   o b s er v atio n s .   Sectio n   4   p r o v id es c o n clu s io n   w it h   d ir ec tio n   f o r   p o s s ib le  f u tu r w o r k .     2.   RE S E ARCH   M E T H O D   A   r ap id   m et h o d   f o r   d esig n i n g   lar g W L A N,   M A NE T ,   o r   cu s to m   w ir eles s   tech n o l o g y - b ased   n et w o r k s   is   to   m ak u s o f   t h w ir eles s   n et w o r k   d ep lo y m e n w izar d   in   Op n et  m o d eler .   B y   u s i n g   th i s   w izar d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P erfo r ma n ce   E va lu a tio n   o f I n t era ctive   V id eo   S tr ea min g   o ve r   W i MAX   N et w o r k   ( S a n a N a r ejo )   346   o n ca n   co n f i g u r in g   k e y   asp ec ts   an d   f ea t u r es  o f   n et w o r k s   r ap id ly ,   an d   ea s il y .   Net w o r k s   ca n   b cu s to m ized   to   co n tain   g r ea le v el   o f   d etail  f o r   ex a m p le  n o d la y o u t,  m o b ilit y ,   altit u d e,   tr an s m is s io n   p o w er ,   a n d   m o r e.   T h d ev elo p ed   m o d el  in   t h i s   s t u d y   co n ta in s   t h r ee   m aj o r   p ar ts .   T h er is   o n s er v er   w h ich   is   co n n ec ted   w i th   t w o   s u b n e ts ,   o n i s   w ir ed   an d   o n is   w ir eles s .   T h m aj o r   s tep s   f o llo w ed   i n   o r d er   to   d ev elo p   th n et w o r k   m o d el  f o r   o u r   s tu d y   ar p r esen ted   in   Fi g u r 1 .           Fig u r 1 .   Flo w   o f   Si m u la tio n   Mo d el       2 . 1 .   Dev elo ped Ne t w o rk   M o del   Fo r   an al y s is   p u r p o s e,   w co n s id er   s ce n ar io   b ased   o n   t h r ee   s u b n ets.  P h y s icall y ,   th e   s i m u lated   m o d el  co v er s       ar ea   o f   s o m r an d o m   cities  o n   th m ap .   T h p r o p o s ed   m o d el  is   p r esen ted   in   Fig u r 2 .     T h p r o j ec m o d el  co n s i s ts   o f   t h r ee   s u b n et s ,   co v er i n g   ar ea   o f   s o m citie s   in   P ak i s ta n .   T h s er v er   is   lo ca ted   at   R a w alp in d cit y   an d   t w o   n e t w o r k s   o n w ir ed   an d   o n w ir eless   ar lo ca ted   at  th H y d e r ab ad   city   in   Sin d h   p r o v in c o f   P ak i s tan .   T h m o d el  is   s h o w n   in   Fi g u r 3 .   T h R a w a lp in d s er v er   is   co n n ec ted   to   b o th   DSL  n et w o r k   a n d   w ir eless   n et w o r k   at  cit y   H y d er ab ad .   T h to p o lo g y   i m p le m e n ted   f o r   w ir eless   w a s   W iM A X   tech n o lo g y .   T h w h o le  n et w o r k   w as c o n n ec ted   t h r o u g h   O C 3   f ib er   o p ti lin e,   w h ic h   s er v ed   as b ac k b o n to   th e   n et w o r k   m o d el.           Fig u r 2 .   Si m u latio n   M o d el  o f   R esear ch   P r o j ec t   D e p l o y   p h y si c a l   l o c a t i o n s   i n   O p n e t   C r e a t e   W i M A X   a n d   mo b i l i t y   C o n f i g u r a t i o n s   C r e a t e   A p p l i c a t i o n   a n d   P r o f i l e   C o n f i g u r a t i o ns   M a x i m u m   su s t a i n e d   T r a f f i c   r a t e   W i M A X ,   B S   a n d   S S   P a r a me t e r   A ssi g n i n g   t r a j e c t o r i e t o   mo b i l e   n o d e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   3 4 4     352   347       Fig u r 3 Si m u latio n   Mo d el  R a w alp i n d Ser v er   S u b n et       2 . 2 .   Wirele s s   Su b net   T h is   w ir ele s s   s u b n et  i s   o f   g r ea ter   i m p o r tan ce   in   t h en tire   p r o j ec m o d el.   A s   it  i s   clea r l y   v i s ib le  f r o m   Fig u r 4 ,   th at  th i s   p ict u r p r esen ts   a n   ex p a n d ed   v ie w   o f   W iM A n e t w o r k   co v er i n g   th w h o le  ar ea o f   H y d er ab ad .   T h f ig u r s h o w s   th at  t h er ar s ev e n   ce lls   in   t h W iMA n et w o r k .   E ac h   ce ll   is   eq u ip p ed   w it h   a   B ase  Statio n   ( B S)  to   co n tr o u p lin k   a n d   d o w n l in k   co n n ec t io n s .   T h er ar i n   to tal   th r ee   Su b s cr ib er   Stat io n   ( SS )   in   ea ch   ce ll.  O u t o f   w h ic h   th t w o   ar m o b ile  n o d es a n d   o n is   f i x ed   n o d e.               Fig u r 4 .   Si m u latio n   Mo d el  W i m ax ,   H y d er ab ad   W ir elss   S u b n et       I n   o r d er   to   t r an s m it  th v id eo   tr af f ic  to   a n d   f r o m   t h s o u r c an d   d esti n atio n ,   f e w   m o r s tep s   w er e   f o llo w ed   in   ch r o n o lo g ical  o r d er .   On ce   th w ir eles s   n et w o r k   to p o lo g y   is   d ep lo y ed   in   OP N E T ,   th p ar am eter s   o f   t h n et w o r k s   ar n ee d ed   to   b in i tialized .   T h er ef o r e,   w e   h a v to   s et   s o m p r ef er en ce s   in   W I MA co n f i g u r atio n s .   I n   o r d er   to   p er f o r m   t h i s ,   an   ap p r o p r iate  Me d ia  A cc e s s   C o n tr o ( M AC )   s er v ice  cla s s   is   s elec ted   as  s ee n   i n   Fi g u r 5   an d   Fi g u r 6 .   I n   o r d er   to   ass ig n   th tr aj ec to r ies  to   m o b ile  n o d es  m o b ilit y   co n f i g   attr ib u tes ar s et  as  s h o w n   in   Fig u r 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P erfo r ma n ce   E va lu a tio n   o f I n t era ctive   V id eo   S tr ea min g   o ve r   W i MAX   N et w o r k   ( S a n a N a r ejo )   348   T h n ex t   s u cc es s i v s tep   is   to   cr ea te  tr af f ic  ap p licatio n   o f   s tr ea m ed   v id eo   co n f er e n ci n g   a n d   d ep lo y   its   ap p r o p r iate  p r o f ile  o v er   th n et w o r k   m o d el.   A th e   en d   B an d   SS   attr ib u te s   ar al s o   s et  to   ap p r o p r iate  v alu e s .           Fig u r 5 .   A ttrib u tes o f   W i m ax   C o n f ig   f r o m   OP NE T   Mo d ele r           Fig u r 6 .   A ttrib u tes o f   Mo b ilit y   C o n f i g   f r o m   OP NE T   Mo d eler       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   T h o b s er v ed   r esu lts   ar o n   t h b asis   o f   t w o   in p u p ar a m e ter s   o f   v id eo   tr af f ic  s u c h   as  r ef r es h   r ate   an d   p ix el  r eso lu tio n .   B y   an a l y zi n g   t h o b tain ed   g r ap h   s t atis tics ,   b est  s p ec i f icatio n s   a r co n clu d ed   as  r eq u ir e m en o f   s tr ea m ed   v id e o   co n f er e n cin g   tr af f ic.   B o t h   o f   th e   co n s id er ed   p ar am eter s   ar e   v ar iated   w i th   t h eir   ap p r o p r iate  v alu es.  T h n u m b er   o f   tim e s   d is p la y ' s   i m ag is   r ep ain ted   o r   r ef r esh ed   p er   s ec o n d   is   k n o w n   as   r ef r esh   r ate.   T h r ef r es h   r ate  i s   ex p r ess ed   i n   ter m s   o f   f r a m e s   p er   s ec o n d .   On ca n   ea s il y   a lte r   th r ef r es h   r ate  in   t h d is p la y   p r o p er ties .   Ho wev er ,   if   o n tr ies to   ch a n g t h e   r ef r esh   r ate  to   s e tti n g   t h at  t h d is p la y   h ar d w ar o r   v id eo   ca r d   n o s u p p o r ts ,   c o r r esp o n d in g l y ,   t h i m a g b ec o m e s   d is to r ted   o r   th d is p lay   g o es  b la n k .   I i s   r ec o m m e n d ed   to   c o n s u l th d is p la y .   T h s ec o n d   ch o s en   p ar a m eter   is   p i x el  r eso lu tio n .   T h r eso lu tio n   i s   o f te n   u s ed   as a   p ix el  co u n t i n   d ig i tal   i m ag in g .   T h p ix el  ca n   b d e f i n ed   as  a n   in d ep en d e n p ict u r ele m e n an d   is   u s u all y   ar tic u lated   i n   te r m s   o f   t h e   p r o d u ct  o f   w id t h   a n d   h eig h t,  w h ic h   f o r m s   p ict u r f r a m e.   T h is   e x p lan atio n   i s   o n d i m e n s io n al  d escr ip tio n   u s ed   to   d ef i n a n   i m a g e.   Ho wev er ,   v id eo   s tr ea m   i s   g e n er a ll y   co m p o s ed   o f   m u lt ip le  p ictu r f r a m es  th at  ar e   co n tin u o u s l y   d is p la y ed   i n   s eq u en ce   o f   o n a f ter   th e   o th er .   T h f r a m r ate  o f   s tr ea m ed   v i d eo   is   co m p u ted   i n   ter m s   o f   f r a m es p er   s ec o n d s .   I n f ac t,  th i s   f r a m r ate  r ep r esen t s   th m o tio n   asp ec t o f   t h v id eo   s tr ea m .     I n   o r d er   to   in v esti g ate   th e   b est  v id eo   g r ap h ic s   m o d es  f o r   r o b u s Qo i n   W iM AX  n et wo r k   th r ee   d if f er e n v id eo   r eso lu t io n s   w e r co n s id er ed .   Mo r e o v er ,   o n   e ac h   s p ec if ied   r eso lu tio n   t h r ee   m o tio n   asp ec t s   a s   m en tio n ed   i n   T ab le  1   ar ex a m i n ed .   T h m en t io n ed   T ab le  s u m m ar izes  t h v ar iab le  in p u p ar am e ter s   alo n g   w it h   p o s s ib le  o u tco m es.  As  s ee n   f r o m   t h tab le  th a th m o s o f   t h r ec eiv ed   v id eo   tr af f ic  in   all  ca s es  is   m o s tl y   ar o u n d   5 0   o r   le s s .   T h is   in d icate s   t h at  p ac k et  lo s s   i s   n o te w o r t h y   i s s u w h ile  co n d u cti n g   t h v id eo   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   3 4 4     352   349   co n f er en ce .   I is   ce r tai n   t h at  t h o b tain ed   r esu lt s   i n d icate   tr ad e - o f f s   b et w ee n   q u alit y   an d   d elay .   I is   k n o w n   f ac t t h at  v ar io u s   p ar a m eter s   a f f ec t t h Qo S o f   W iM A s u c h   as P ac k et  lo s s ,   en d   to   en d   d elay   an d   th r o u g h p u t.   I is   clea r l y   v i s ib le  f r o m   th tab le  th at  w h e n   v id eo   co n f er en cin g   tr a f f ic  w a s   s e n w it h   th h i g h er   r eso lu tio n   v id eo   s etti n g s ,   i.e ,   3 5 2 * 2 4 0 ,   th n et w o r k   w as  n o t   ca p ab le  en o u g h   to   tr an s m it  it.   I n   r esp o n s to   t h is   n o th i n g   w as  r ec ei v ed   at  t h d esti n a tio n .   T h is   o b s er v at io n   w a s   s i m ilar   f o r   th t h r ee   co n s id er ed   m o tio n   asp ec t s   r ates.    T h tab le  f u r th er   d em o n s tr ate s   th at  th s u b s ta n tial  a m o u n o f   tr af f ic  w as  r ec eiv ed   w h e n   th r eso lu tio n   s etti n g s   w er tak e n   as  1 2 8 * 2 4 0   at  m ed i u m   r eso l u tio n .   T h is   in ter p r etatio n   is   f u r t h er   co n f ir m ed   w ith   t h h el p   o f   W iM A lo ad ,   th r o u g h p u t   an d   d ela y   f o r   th m o tio n   as p ec 1 5   f p s   at  s p ec i f ied   m e d iu m   r e s o lu tio n   a s   s h o w n   in   F ig u r 7 ( a)   an d   ( b )   .           T ab le  1 .   P er f o r m a n ce   A n al y s i s o f   Vid eo   T r af f ic  S en t a n d   R e ce iv ed   I n p u t   P a r a me t e r s   P o ssi b l e   O u t c o me s   R ESO L U TI O N   ( N o :   o f     p i x e l s)   R e f r e sh   R a t e   ( f p s)   V i d e o   T r a f f i c   se n t     ( N o .   o f   P a c k e t s / S e c )   V i d e o   T r a f f i c   r e c e i v e d   ( N o .   o f   P a c k e t s / S e c )   T r a f f i c   r e c e i v e d   ( %)   H I G H   R ESO L U T I O N   ( 3 5 2 * 2 4 0 )   10   20   -   0%   15   60   -   0%   30   1 5 0   -   0%   L O W   R ESO L U T I O N   ( 1 2 8 * 1 2 0 )   10   40   20   5 0 %   15   60   30   5 0 %   30   1 2 0   10   8 . 3 %   M ED I U M   R ESO L U T I O N   1 2 8 * 2 4 0   10   20   10   5 0 %   15   30   15   5 0 %   30   1 8 0   20   1 1 %             Fig u r 7 .   ( a)   L o ad   an d   th r o u g h p u f o r   1 5   f p s   at  m ed iu m   r es o lu tio n   ( b )   P ac k et  en d - to - en d   d elay   f o r   1 5   f p s   at  m ed iu m   r eso l u tio n       T h Dig ital  S u b s cr ib er   L i n ( DSL )   n et w o r k   i s   d ev elo p ed   s o   th at  v id eo   co n f er en ci n g   s tr ea m ed   tr af f ic   ca n   b an al y ze d   o n   th is   w ir ed   tech n o lo g y   in   r esp o n s to   co m p ar t h p er f o r m an ce   o f   b o th   w ir an d   w ir eles s   tech n o lo g ies   an d   to   f u r th er   v e r if y   w h eth er   W iM AX  co m p et es  to   it s     a lter n ate   w ir ed   b r o ad b an d   i.e .   ADS L   o r   n o t .   I n   o r d er   t o   d ev elo p e   s im u lated   D S L   n et w o r k   m o d el  s ev e n   d if f er en t y p e s   o f   w o r k   s tatio n s   f o r   in s tan ce ,   ca m p u s ,   r e m o te  o f f ice,   h o m e,   b u ild in g ,   etc.   T h ese  s u b s tatio n s   ar p r esen o v er   d if f er en lo ca tio n s ,   w h ic h   ca n   b s ee n   in   t h f i g u r e.   As   s h o w n   i n   f i g u r 8   t h at   w o r k   s tatio n s   f r o m   al s ev e n   lo ca tio n s   ar co n n ec ted   to   ac ce s s   r o u ter   th r o u g h   DS L AM .   I n   o r d er   to   p er f o r m   t h co m p ar ativ a n al y s i s   w it h   s tr o n g   e v id en ce ,   w e   r ef er   to   th e   g r ap h s   p r esen ted   in   th ab o v f ig u r es  o f   DS L   an d   W iMa x   n o d s tatis t ics.  W h ile  f o cu s i n g   o n   t h e   DS L   n o d s tatis tic s ,   it  is   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P erfo r ma n ce   E va lu a tio n   o f I n t era ctive   V id eo   S tr ea min g   o ve r   W i MAX   N et w o r k   ( S a n a N a r ejo )   350   o b v io u s   f r o m   t h F i g u r 9 ( a)   an d   ( b )   th at  in   D S L   n et w o r k ,   w h e n   tr af f ic  s tar ts   r ec eiv in g   a n o d e,   in itial l y   t h e   tr af f ic  is   r ec eiv ed   at  C o n s ta n B it  R ate  ( C B R )   w it h   v er y   le s s   v ar iatio n s   an d   f lu ct u atio n s   i n   th r ec eiv in g   r ate.   B u t,  as  th s i m u latio n   ti m e   f u r t h er   in cr ea s e s ,   th n et wo r k   tr af f ic  o v er   h ea d   in cr ea s es.  T h is   r esu lt s   i n   co n g es tio n .   D u to   th i s   co n g e s tio n ,   p ac k ets  s tar ts   d r o p p in g   a s   it c an   b s ee n   in   F ig u r 9 ( b ) .   A s   f ar   as W iM A X   n et w o r k   is   co n ce r n ed ,   t h r e ce iv i n g   is   at  t h r ate  o f   1 5   p ac k ets/ s ec .   A   lo o f   v ar iatio n s   ca n   b s ee n   i n     Fig u r 1 0 ( b ) ,   w h ic h   d e m o n s tr ates  th r ate  o f   th e   r ec eiv ed   tr af f ic.   T h is   v ar iatio n   is   d u to   its   d y n a m ic  n atu r o f   w ir eles s   m ed iu m .   I n   r e s p o n s to   p r o v id co m p ar is o n   b et w ee n   b o th   tech n o lo g ie s ,   th o b tain ed   d ela y   o f   b o th   n et w o r k s   is   f u r t h er   e x a m in ed .     As  s ee n   i n   f i g u r e   1 1 ( a)   an d   ( b ) ,   DS L   n o d en co m p a s s es  m o r e   d ela y s   u p   to   1 5   s ec o n d s ,   w h er ea s   t h e   d ela y   i n   W iM A X   n o d i s   s i g n i f ica n tl y   le s s ,   e v e n   le s s   as  0 . 0 2 2   s ec o n d s .   A d d itio n al l y ,   it  i s   also   p er ce iv ed   f r o m   t h r es u lts   t h at  t h d elay   a DS L   n o d m ig h i n cr ea s es  li n ea r l y   a s   th e   s i m u lat io n   ti m is   i n cr ea s ed .           Fig u r 8 .   Si m u latio n   Mo d el  DSL   Net w o r k             Fig u r 9 .   DSL   n o d s tatis t ics  s h o w in g   n o : o f   p ac k ets ( a)   s e n t   an d   ( b )   r ec eiv ed             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E   Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   3 4 4     352   351   Fig u r 10 .   W iMA n o d s tati s tics   s h o w i n g   n o : o f   p ac k et s   ( a)   s en t a n d   ( b )   r ec eiv ed         Fig u r 11 .   P ac k et  E n d   to   E n d   Dela y   ( a)   DS L   an d   ( b )   W iMAX       4.   CO NCLU SI O N   I n   t h is   r esear ch   w o r k ,   f o r   a d d r ess in g   t h d i v er s r eq u ir e m en ts   o f   s tr ea m ed   v id eo   tr af f ic  o v er   W iMA n et w o r k s ,   t w o   p ar a m eter s   o f   v id eo   q u alit y   r e f r es h   r ate  a n d   p ix el  r eso l u t io n s   w er c h o s e n .   Su b s eq u e n tl y ,   t h s ec o n d   ai m   o f   t h is   r esear c h   w a s   to   a d d r ess   w h et h er   W iM A ac c ess   tec h n o lo g y   f o r   s tr ea m i n g   v id eo   ap p licatio n s   co u ld   p r o v id co m p ar ab le  n et w o r k   p er f o r m a n ce   to   A D SL .   Sp ec if ic  co n d itio n s   an d   p ar a m eter   s et tin g s   w er c o n s id er ed   in   t h i s   s t u d y .   Ho w e v er ,   th er m a y   b v ar iat io n s   i n   t h r es u lts   i f   t h ese   in p u t c o n d it io n s   a n d   p ar a m ete r s   ar alter e d .     A cc o r d in g   to   t h o b s er v atio n s   f o u n d   i n   t h c u r r en s tu d y ,   f o r   v id eo   tr af f ic  co m m u n icatio n   g e n er all y ,   3 0   f p s   o r   ap p r o x im a tel y   m o r th an   2 0   MH b an d w id th   i s   n e ed ed .   Ho w e v er ,   o n   th b asi s   o f   o b s er v ed   f i n d in g s   an d   s i m u latio n   r es u lt s   3 0   f p s   r ate  w a s   n o ap p licab le  i n   t h W iMA X   n et w o r k   f o r   v id eo   c o n f er en c in g   tr a f f ic.   A lt h o u g h ,   th o b tai n ed   r esu lt s   d em o n s tr ate  t h b est s ta tis t ics   o f   v id eo   co n f er e n ci n g   tr a f f ic  at  th r ate  o f   1 5   f p s   w it h   p ix el  r eso l u tio n   ta k e n   as  1 2 8 * 1 2 0   in   th s i m u lated   s ce n ar io   as  m e n tio n ed   i n   th m et h o d o lo g y .   I w a s   also   id en ti f ied   t h at  i f   th r at is   co n s id er ed   b elo w   1 0   f p s   th is   r es u lt s   a s   tr an s m is s io n   o f   j er k y   v id eo .   Mo r eo v er ,   if   t h r ate  is   r ed u ce d   f u r t h er ,   f o r   in s tan ce   b elo w   5   f p s ,   th e   tr an s m itted   v id eo   is   i n   t h f o r m   o f   p lay in g   s lid s h o w .   I n   r esp o n s to   th s ec o n d   o b j ec tiv o f   o u r   s tu d y ,   W I M AX  p r o v ed   to   b s tr o n g   co n ten d er   th at   co m p ete s   it s   a lter n ate   DS L   te ch n o lo g y   w it h   i ts   p r o m i s i n g   b eh av io r   a s   s ee n   i n   t h R es u lt s   s ec tio n .   A p ar t   f r o m   th is ,   t h d ela y   in   W iM A n e t w o r k   tr a f f ic  w a s   a p p r ec iab ly   m u c h   lo w er   th a n   DS L   n et w o r k   tr af f ic.   W iM A X   s tan d ar d   d eliv er s   p r o m p t - s p ee d   b r o a d b an d   in ter n et  ac ce s s   ab o v w ir ele s s   l in k   o v er   r elativ el y   lo n g   d is tan ce s .   N u m b er   o f   ap p licati o n s   ca n   e m p lo y   th i s   s ta n d ar d ,   co m p r is in g   " last   m ile"   b r o ad b an d   lin k s ,   h o t s p o ts   an d   ce llu lar   b ac k h a u l,  an d   p r o m p t - s p ee d   en ter p r is lin k a g e s   f o r   b u s in e s s .   W iM A s u p p o r ts   P 2 P   an d   P M o p er atio n   m o d es  an d   i s   a n   alt er n ativ e   to   ca b le  an d   D S L   p r o v id in g   b r o ad b an d   ac ce s s   to   s ites   w h er ev er   w ir e d   co n n ec tio n   w o u ld   b h ar d   o r   c o s tl y .   Fo r   f u r th er   p o s s ib le  e x te n s i o n   o f   p r esen t   r esear ch ,   d if f er en t   v id eo   q u alit y   p er ce p t io n s   a n d   s p ec if icatio n s   s h o u ld   b e   tak e n   i n to   co n s id er atio n   an d   f u r t h er   to   b a n al y ze d   o n   r ea ti m v id eo   s tr ea m i n g   tr af f ic  p atter n s .       RE F E R E NC E S   [1 ]   B.   Ka a rth ick ,   V .   J.Ye sh w e n th ,   N.N a g a r a jan ,   Ra jee v   Per fo rm a n c e   a n a lys is  o Vi d e o   Co n fer e n c in g   a n d   M u lt ime d ia   a p p li c a ti o n   S e rv ice s o v e r W iM AX ,   2 0 0 9   IEE In tern a ti o n a A d v a n c e   Co m p u ti n g   Co n f e re n c e   (I A C 2 0 0 9 )   [2 ]   Em ir  Ha lep o v ic,  M a ji d   G h a d e ri,   Ca re y   W il li a m so n   :A p p li c a ti o n   P e rf o r m a n c e   o n   a   W iM A X   Ne t w o rk   S e p - 2 0 0 8   [3 ]   Aw a n ,   Kh a li d   M a h m o o d ,   A b d u Ha n a n   A b d u ll a h ,   a n d   Kh a li d   Hu ss a in .   " A d d it io n a Re so u rc e   A ll o c a ti o n   f o im p ro v in g   F a irn e ss   in   W iM A X " ,   T EL KOM NIKA  ( T e l e c o mm u n ica ti o n   Co mp u ti n g   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l)   1 2 . 2   (2 0 1 4 ):  4 5 5 - 4 6 4 .   [4 ]   G lo b a in tern e p h e n o m e n a   re p o rt .   T e c h n ica re p o rt,   S a n d v i n e ,   2 0 1 1   [5 ]   Ra o   A ,   L e g o u A ,   L i m   YS,   T o w sle y   D,  Ba ra k a t   C,   Da b b o u W ,   Ne two rk   Ch a ra c ter isti c o f   Vi d e o   S tre a min g   T ra ff ic”,   I n   P ro c e e d in g o f   th e   S e v e n th   Co n f e re n c e   o n   e m e r g in g   Ne tw o rk in g   EX p e rim e n ts  a n d   T e c h n o l o g ies   2 0 1 De c   6   (p .   2 5 ) .   A CM .   [6 ]   S h a ra n g i,   S o m su b h ra ,   Ra m e sh   Kr ish n a m u rti ,   a n d   M o h a m e d   He fe e d a ,   " S tre a min g   sc a l a b le  v id e o   o v e W iM AX   n e two rk s " ,   Qu a l it y   o f   S e rv ic e   (IW Qo S ),   2 0 1 0   1 8 th   In tern a ti o n a l   W o rk sh o p   o n   IEE E,   2 0 1 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708     P erfo r ma n ce   E va lu a tio n   o f I n t era ctive   V id eo   S tr ea min g   o ve r   W i MAX   N et w o r k   ( S a n a N a r ejo )   352   [7 ]   S h a ra n g i,   S o m su b h ra ,   Ra m e sh   Krish n a m u rti ,   a n d   M o h a m e d   He f e e d a ,   " En e rg y - E ff icie n M u lt ica stin g   o f   S c a lab le  Vi d e o   S trea m o v e W i m a x   Ne t wo rk s " ,   IEE T ra n sa c ti o n o n   M u l ti me d ia   1 3 . 1   ( 2 0 1 1 ):   1 0 2 - 1 1 5 .   [8 ]   S u h e r m a n ,   S . ,   &   A l - Ak a id i,   M .   ( 2 0 1 3 ) ,   A d ju stin g   W iM A X   f o a   De d ica ted   S u rv e il lan c e   Ne tw o rk ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g ,   3 ( 4 ),   4 9 2 .   [9 ]   Na re jo ,   S a n a m ,   e a l.   " A   p a ra m e tr ic  Qo S   a n a ly sis  o f   W iM A X   S c h e d u li n g   S e rv ice s."   S c i.   In t .   ( L a h o r e )   (2 0 1 3 ):   1 0 1 3 - 1 0 1 8 .   [1 0 ]   Ly g izo u   A ,   X e rg ias   S ,   P a ss a N ,   Vi d e o   T ra ff ic   Pre d i c ti o n   f o Imp ro v e d   S c h e d u li n g   i n   J o in t   W ima x /S a tel li te  Ne two rk s” ,   In 2 0 1 2   8 t h   In tern a ti o n a W irele ss   Co m m u n ica ti o n a n d   M o b il e   Co m p u ti n g   Co n f e re n c e   (IW CM C)  2 0 1 2   A u g   2 7   (p p .   1 0 1 7 - 1 0 2 2 ).   I EE E.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.