I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   6 9 8 1 ~ 6 9 9 1   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 6 9 8 1 - 6 9 9 1           6981       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A nov el scheme  f o r unif ied  streaml ined t ra ff ic  ma na g ement in   5 G  backha ul n et wo rk       Dee pa   T hip pa nn a ,   P ra v ee n J a y a pp a   D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s  a n d   C o mm u n i c a t i o n   En g i n e e r i n g ,   G M   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   D a v a n a g e r e ,   V i sv e sv a r a y a   T e c h n o l o g i c a l   U n i v e r s i t y ,   B e l a g a v i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 7 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 2 6 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   6 ,   2 0 2 4       Th e   issu e s  a ss o c iate d   with   t h e   5 G   b a c k h a u l  n e two rk   a c t  a s  t h e   u n d e rly in g   re a so n   fo r   c o n c e rn .   E x isti n g   li t e ra tu re   to wa rd s  th e   5 G   b a c k h a u l  n e two r k   o ffe rs  v a ri o u s   ra n g e s   o f   so p h ist ica ted   sc h e m e s  th a t   a re   y e t   t o   p o ss e ss   o p e n - e n d   issu e s.  Th e re fo re ,   th e   p r o p o se d   stu d y   in tr o d u c e s  a   n o v e l  sc h e m e   fo r   e ffe c ti v e   5 G   b a c k h a u l  n e two rk   traffic  m a n a g e m e n t.   Th e   sc h e m e   h y p o t h e siz e s  th a t  if  a n   e fficie n t   g a tew a y   n o d e   is  se lec ted ,   it   c a n   b e tt e r   c o m m u n ica te  b e twe e n   th e   m a c ro - b a se   sta ti o n   a n d   t h e   c o re   n e t wo rk .   T h e   stu d y   c o n tri b u t e s  t o   d e v e lo p in g   a   so p h isti c a ted   sy ste m   d e sig n   to   id e n ti fy   th e   b lo c k a g e   re g io n ,   a   m a c ro - b a se   sta ti o n ,   a n d   a   sm a ll   b a se   sta ti o n .   Th e se   a tt rib u tes   in c o r p o ra te   th e   c a p a b il it y   o f   a   g a tew a y   n o d e   to   i d e n ti fy   t h e   b o tt le n e c k   c o n d i ti o n   d u r in g   p e a k   traffic  sit u a ti o n s  i n   t h e   5 G   b a c k h a u l   n e two rk .   T h e   stu d y   o u tco m e   sh o ws   b e tt e r  c o m m u n ica ti o n   p e rfo rm a n c e   in   c o n tras t  t o   th e   e x isti n g   sy ste m .   Th e   stu d y   o u tco m e   s h o ws   th e   p r o p o se d   sc h e m e   to   o ffe r  4 7 %   in c re a se d   t h ro u g h p u t,   8 0 %   re d u c e d   late n c y ,   a n d   5 5 %   re d u c e d   a lg o rit h m ic p ro c e ss in g   ti m e   in   c o n tras t  t o   e x isti n g   sc h e m e s.   K ey w o r d s :   5G   B ac k h au l n etwo r k   C o r e  n etwo r k   Gate way   n o d e    T r af f ic  m an a g em en t     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Dee p a  T h ip p a n n a   Dep ar tm en t o f   E lectr o n ics an d   C o m m u n icatio n   E n g in ee r i n g ,   GM   I n s titu te  o f   T ec h n o lo g y ,   Dav an ag er e,   Vis v esv ar ay a  T ec h n o l o g ical  Un iv er s ity   B elag av i,  Kar n atak a,   I n d ia   E m ail: d ee p at. m ask al@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   E v er y   n ew  g e n er atio n   o f   w ir eless   n etwo r k s   d eliv er s   f as ter   s p ee d s   an d   m o r e  f u n cti o n ality   to   s m ar tp h o n es.  First  g en er atio n   ( 1G )   in tr o d u ce d   t h e  f ir s t  ce ll  p h o n es,  2 G  let  u s er s ’   tex t  f o r   th e  f ir s t  tim e,   3 G   b r o u g h t  o n lin e   ac tiv ity ,   a n d   4 G  d eliv er ed   th e   s p ee d s   u s er s   en jo y   t o d ay   [ 1 ] .   B u t   as  m o r e  u s er s   co m e  o n lin e ,   4 G  n etwo r k s   h a v e  ju s t  ab o u t  r ea ch ed   th e  lim it  o f   th eir   ca p a b ilit ies.  T h e  tech n o lo g y   is   h ea d ed   to war d   5 G,   t h e   n ex t  g en er atio n   o f   wir eless   n etwo r k in g   tech n o lo g ies  [ 2 ] .   I t  ca n   h an d le  a  th o u s an d   tim e s   m o r e  tr af f ic  th an   to d ay ' s   n etwo r k s   a n d   b e  u p   to   1 0   tim es  f aster   th an   4 G   lo n g - ter m   e v o lu tio n   ( L T E )   [ 3 ] .   5 G  is   th e  f o u n d atio n   f o r   v ar io u s   ad v an ce d   tech n o l o g ies,  e. g . ,   v ir tu al  r ea lity ,   au t o n o m o u s   d r iv in g ,   in ter n et  o f   th in g s .   5   b r an d   n ew  tech n o lo g ies  em er g e  as  a  f o u n d atio n   o f   5 G  m illi m eter   wav es,  s m all  ce lls ,   m as s iv e  m u ltip le - in p u t  m u ltip le - o u tp u t  ( MI MO ) ,   b ea m f o r m in g ,   an d   f u ll - d u p le x .   Sm ar tp h o n es  an d   o th er   elec tr o n ic  d ev ices  u s e  p ar ticu lar   f r eq u e n cies  o n   th e  r ad io   f r eq u en cy   s p ec tr u m ,   ty p ically   th o s e  u n d er   s ix   g i g ah er tz  [ 4 ] .   B u t  th ese  f r eq u e n cies  ar e  s tar tin g   to   g et  m o r e   cr o w d ed .   C ar r ier s   ca n   o n l y   s q u ee ze   h u g e  d ata  b its   o n   th e   s am e  am o u n t  o f   r ad i o   f r eq u e n cy   s p ec tr u m .   As  m o r e  d ev ices  co m e  o n lin e,   th e  u s er s   will  s tar t  to   s ee   s lo we r   s er v ice  an d   m o r e   d r o p p ed   c o n n ec tio n s   [ 5 ] .   R esear ch er s   ar e   ex p e r im en tin g   w ith   b r o a d ca s tin g   o n   s h o r ter   m illi m eter   wav es  th at   f all  b etwe en   3 0   an d   3 0 0   g ig ah er tz  [ 6 ] .   T h is   s p ec tr u m   s e ctio n   h as  n e v er   b e en   u s ed   f o r   m o b ile  d ev ices;  o p en in g   it  u p   m ea n s   m o r e   b an d wid th   f o r   ev er y o n e.   B u t  th e r e  is   a  ca tch .   Milli - m eter   wav e s   ca n no t   tr av el   well  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 9 8 1 - 6 9 9 1   6982   th r o u g h   b u ild in g s   o r   o th e r   o b s tacle s   an d   ten d   to   b e  ab s o r b ed   b y   p lan ts   an d   r ai n .   T h er e  will  b e  a  n ee d   f o r   tech n o lo g y   with   s m all  ce ll  n etwo r k s   to   g et  ar o u n d   th is   p r o b lem .   T o d ay ' s   wir eles s   n etw o r k s   r ely   o n   la r g e,   h ig h - p o wer ed   ce ll  to wer s   to   b r o ad ca s t  th eir   s ig n als  o v er   l o n g   d is tan ce s .   Sti ll,  it  is   to   b e  n o ted   th at  h ig h er - f r eq u e n cy   m illi m eter   wav es  h av e  a  m o r e   ch allen g in g   tim e   t r av ellin g   th r o u g h   o b s tacle s .   I t   will  m ea n   t h at  if   a   u s er   m o v es  b e h in d   o n e,   t h e  u s er   will  lo s e  th e  s ig n al.   Usi n g   th o u s an d s   o f   lo w - p o wer   m in i - b ase  s tatio n s   an d   s m all  ce ll  n etwo r k s   wo u ld   s o lv e  th at  p r o b lem .   T h ese  b ase  s tat io n s   wo u ld   b e  m u ch   c lo s er   to g eth er   th an   tr ad itio n al  to wer s ,   f o r m in g   a  r elay   team   to   tr an s m it  s ig n als  ar o u n d   o b s tacle s .   T h is   wo u ld   b e  esp ec ially   u s ef u l  in   cities  as  th e  u s er   m o v ed   b eh in d   an   o b s tacle .   T h e  u s er ' s   s m ar tp h o n e  wo u ld   au t o m atica lly   s witch   to   a  n ew  b ase  s tatio n   in   a  b etter   r an g e   o f   h is   d ev ice,   allo win g   h im   to   k ee p   h is   co n n ec tio n .   Nex t  is   m ass iv e  MI MO .   T o d ay ' s   4 G  b ase  s tatio n s   h a v e  ab o u t  a   d o ze n   p o r ts   f o r   an ten n as  th at   ca n   h an d le  all   ce llu lar   tr a f f ic,   b u t  m ass iv e  MI MO   b ase  s tatio n s   ca n   s u p p o r t  ab o u t  a  h u n d r ed   p o r ts .   T h is   co u ld   in cr ea s e  th e   ca p ac ity   o f   to d ay ' s   n etwo r k s   ex p o n en tially .   T o d a y ' s   ce l lu lar   an ten n as  b r o ad ca s t  in f o r m atio n   in   ev e r y   d ir ec ti o n   at  o n ce ,   an d   all   th o s e  cr o s s in g   s ig n als  co u ld   ca u s e  s er io u s   in ter f er en ce ,   wh ich   is   s o lv ed   u s in g   b ea m f o r m in g .   T h e  b ac k h au l   n etwo r k   is   in tr o d u ce d   to   im p r o v e  co m m u n icatio n   in   th e  5 G  n etwo r k ,   wh ich   b r id g es  th e  co m m u n icatio n   b etwe en   th e  r ad i o   ac ce s s   n etwo r k   an d   th e  m o b ile  n etwo r k .   T h e  wir eless   b ac k h au l  s o lu tio n   cu r r en tly   c o m es  in   d if f er en t  m icr o wav e,   m illi m eter - wav e,   a n d   f r ee - s p ac e  o p tic s   r an g es.  Ho wev er ,   it  is   r ep o r t ed   to   b e  ass o ciate d   with   v ar io u s   ch allen g es,  i.e . ,   i)   m ass iv e  tr af f ic  at  s u p er ce ll  lead in g   to   b o ttlen ec k   co n d itio n s ,   ii)  h ig h er   d ep lo y m e n t  co s t,  iii)  ca ter in g   u p   d em an d s   o f   lo n g - d is tan ce   r ea ch ab ilit y ,   iv )   s u p p o r tin g   c o n s tan tly   in cr ea s in g   d em an d s   o f   ca p ac ity ,   a n d   v )   c o m p ly in g   with   h ig h ly   r ed u ce d   laten cy   d em a n d s .   T h e  b ac k g r o u n d   o f   th e  p r o p o s ed   s tu d y   is   b r ief ed   with   r esp ec t  to   ex is tin g   s tu d ies  wi th   th e  5 G  b ac k h au l  n etwo r k .   R esear ch e r s   h av e  p r esen ted   d if f er e n t  m eth o d o l o g ies  to   s o lv e  5 G  n etwo r k   p er f o r m a n ce   is s u es   [ 7 ] – [ 1 0 ] .   T h e  wo r k   ca r r ied   o u t  b y   B etzle r   et  a l.   [ 1 1 ]   h as  u tili ze d   th e  s o f twar e  d ef in e  n etwo r k   ( SDN)   to   f o r m u late  a  u n iq u e  ar c h itectu r al  d esig n   th at  in teg r ates  4 G  an d   5 G,   f o c u s in g   o n   s m a ll  ce ll  d ep lo y m en t.   A  u n iq u e  s y s tem   m o d el  is   p r esen ted   th at  ca n   r ec o n f ig u r e  th e  d ata  p lan e  in   SDN,   ad d r ess in g   f ailu r es  o f   a   co m m u n icatio n   ch an n el  in   5 G.   T h e  ex is tin g   s y s tem   h as   al s o   witn ess ed   a   u n iq u e  ap p lica tio n - b ased   s tu d y   o f   u s in g   a  5 G  b ac k h au l  n etw o r k   f o c u s in g   o n   q u ality - of - ex p er ien ce   ( Qo E ) .   Acc o r d in g   to   a  s u r v ey   b y   Ge  et  a l.   [ 1 2 ] ,   th e  tr a n s m is s i o n   o f   h ig h ly   h ig h - d ef in itio n   m u ltime d ia  s tr ea m in g   will  ev en tu ally   lead   to   th e   co n s u m p tio n   o f   r eso u r ce s .   T h is   p r o b lem   was  s o lv ed   u s in g   an   ex p er im e n tal  ap p r o ac h   b y   s tr ea m in g   v id e o   u s in g   a  g e o s tatio n ar y   s atellite.   An o th er   u n i q u e  s tu d y   b y   Z o la  an d   Ma r tin - E s ca lo n a  [ 1 3 ]   d is cu s s ed   th e  ef f ec t   o f   u s er   ass o ciatio n   in   th e  5 G  n etwo r k ,   wh ic h   m u s t  b e  in v esti g ated   f o r   s o r tin g   o u t  is s u es  ass o ciate d   with   C O 2   co n s u m p tio n ,   in cr ea s in g   co s t,   s witch in g   p r o ce s s ,   an d   ted io u s   b ase  s tatio n   m an ag em en t.   T h e  au th o r s   h av e   u s ed   in teg er   lin ea r   p r o b lem s   to   d ev elo p   th is   m o d el.   T h e   wo r k   ca r r ied   o u t  b y   Par k   a n d   So n g   [ 1 4 ]   h as   em p h asized   o v er u s in g   ca ch i n g - b ased   co n ce p ts   alo n g   with   u s in g   co n te n t - ce n tr ic  n etwo r k s   an d   SDN  t o   im p r o v e   s tr ea m in g   s er v ices.  At  th e  s am e  tim e,   th er e   ar e  in cr ea s in g   ar ea s   o f   i n ter est  i n   co n s id er in g   ca s e  s tu d ies  o f   m illi m eter - wav e  5 G  n etwo r k s   f o c u s in g   o n   c o n tr o llin g   tr af f ic.   W o r k   c o n s id er i n g   th is   ca s e  h as  b ee n   ca r r ied   o u t  b y   Yu   et  a l.   [ 1 5 ] ,   wh er e  clu s ter in g   is s u es  ass o ciate d   with   jo in t  tr an s m is s io n   h av e  b ee n   in v esti g ated .   T h e  s tu d y   o b ject iv e  was  to   co n tr o l  cu m u lativ e   5 G  b ac k h au l  tr af f ic  ad h er in g   to   th e  co n d itio n   to   m ee t  th e  tr an s m is s io n   r ate  d e m an d s .   Acc o r d i n g   to   th e   au th o r ,   th e  o p tim al  s o lu tio n   to   s u c h   is s u es  is   d y n am ic  p r o g r a m m in g   lead in g   t o   lo w  c h an n el  ca p ac ity   co n s u m p tio n .     A  s tu d y   to war d s   co s t o p tim izatio n   was w itn ess ed   in   th e  m o d el  p r esen ted   b y   Ge  et  a l.   [ 1 6 ] ,   wh er e  th e   d ep lo y m e n t  s tr ateg y   o f   th e  g atew ay   was  u s ed   o v er   a  w ir eless   b ac k h au l  n etwo r k   in   5 G.   A  u n iq u e   co s t   o p tim izatio n   ap p r o ac h   was  witn ess ed   in   th is   wo r k ,   f o cu s in g   o n   in cr ea s in g   co s t  ef f icien cy ,   wh ich   is   r ep o r te d   to   b e  p er f o r m in g   b etter   th a n   t h e  co n v e n tio n al  s h o r test   p ath   tech n iq u e  in   a  5 G  wir eless   s y s tem   to   s u p p o r t  a   b ac k h au l  n etwo r k .   A  s tu d y   o n   h eter o g en e o u s   n etwo r k s   in   5 G  n etwo r k s   in v esti g ated   th e  m o b ile  n etwo r k .   T h e   wo r k   ca r r ied   o u t   b y   Had d aji  et  a l.   [ 1 7 ]   h as  p r esen ted   a  m u ltit en an t  m o d el   to   o p tim ize  o p er atio n al  c o s t.  T h e   s tu d y   m o d el  co n t r ib u tes  to   o f f er in g   v ir tu alize d   5 G  b ac k h au l  s er v ices  to war d s   co s t  o p tim izatio n .   T h is   tech n iq u e  u tili ze d   a  g a m e  th e o r y   to   s o lv e  th e   is s u e.   T h e  ad o p tio n   o f   g am e  th e o r y   h as  also   b ee n   s ee n   in   t h e   wo r k   b y   L iu   et  a l.   [ 1 8 ] ,   wh e r e  r eso u r ce   allo ca tio n   f o r   b et ter   co m m u n icatio n   is   b o o s ted   b y   in tr o d u cin g   a   u n iq u e  i n ce n tiv e  c o n ce p t   lead in g   to   t h e  g e n er atio n   o f   a   d is tr ib u ted   alg o r ith m .   Ad o p tin g   a   s im ilar   v ir tu alize d   en v ir o n m en t  was  also   witn ess ed   in   th e   wo r k   co n d u cted   b y   Nah u m   et   a l.   [ 1 9 ] .   T h e   o b ject iv e  was  to   en h a n ce   th e  v ir tu alize d   en v ir o n m en t   b y   p r esen tin g   a   u n iq u e   test b ed   u s in g   o p e n - s o u r ce   tech n o lo g ies.  T h e  a u th o r   h as   u s ed   ar tific ial  in tellig en ce   to   d esig n   th is   test b ed .   Z h a n g   et  a l.   [ 2 0 ] ,   f o c u s in g   o n   r eso u r ce   m a n ag em en t   co n s id er in g   h eter o g en e o u s   n e two r k s   in   5 G  b ac k h a u l,  w o r k   to war d s   ad o p tin g   v ir tu aliza tio n   h as   also   b ee n   ca r r ied   o u t.  T h e  au th o r   h as  ad d r ess ed   th e  is s u es  co n n ec ted   with   o v er h ea d   r ed u ctio n   an d   lo ad   b alan cin g ,   wh er e  th e  p r o b lem   s o lu tio n   is   p ar ticle  s war m   o p tim izatio n .   T h e  s tu d y   h as  also   u s ed   p r io r i ty   q u eu es  f o r   tr af f ic   m an ag em en t,   esp ec ially   f o r   s ch ed u lin g   d o wn lin k   tr af f ic.     Fro m   th e  r eso u r ce   m an a g em e n t  v iewp o in t,  th e  wo r k   ca r r ied   o u t  b y   Mo wla  et  a l.   [ 2 1 ]   h as  ad d r ess ed   th e  en er g y   is s u es  ass o ciate d   with   ad o p tin g   m illi m eter   wav e  an d   o p tical   n etwo r k s .   Acc o r d in g   t o   th e   au th o r ,   a   s in g u lar   b ac k h au l   tech n o lo g y   is   n ev er   e n o u g h   t o   s u p p o r t   v ar ian ts   o f   tr a f f ic  lo a d   o n   a   5 G  n etwo r k .   T h e  au t h o r   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:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l sch eme   fo r   u n ified   s t r ea mlin ed   tr a ffic m a n a g eme n t   in   5 G  b a ck h a u l  n etw o r k   ( Dee p a   Th ip p a n n a )   6983   h as  u s ed   a   h e u r is tic - b ased   en e r g y - ef f icien t  tech n iq u e   to   s o lv e  th is   p r o b lem .   An o t h er   s tu d y   ad d r ess in g   en er g y   is s u es  was  al s o   r ep o r ted   b y   A l - Qu zwe en i  et  a l.   [ 2 2 ] .   T h e  a u th o r   h as  u s ed   m i x ed   i n teg er   lin ea r   p r o g r am m i n g   to   co n t r o l  p o wer   d ep letio n   o v er   th e   v ir tu alize d   en v ir o n m en t.  Acc o r d i n g   t o   th e   m o d el,   if   th e  p o s itio n   o f   th e   v ir tu al  m ac h i n e  an d   u tili za tio n   o f   th e  s er v er s   f o r   th e   v ir tu alize d   en v ir o n m en t   is   ca r r ied   o u t  e f f ec tiv ely ,   it   o f f er s   s ig n if ican t  b e n ef its   to war d s   en er g y   co n s er v atio n   in   5 G  b ac k h au l  n etwo r k   o p er atio n .   Fu r th er ,   th e  s tu d y   h as  also   u s ed   a   g en etic  al g o r it h m   to   v alid ate  th e   m o d el .   Fu r th er   en er g y - b ased   p r o b lem s   h av e  b ee n   d is cu s s ed   in   th e  wo r k   o f   Ma la n d r in n o   et   a l.   [ 2 3 ] .   E l  Ha b er   et   a l.   [ 2 4 ]   h av e  ad d r ess ed   th e   o f f l o ad in g   task   ch allen g e   an d   en er g y   m in im izatio n   u s in g   co n v ex   o p tim izatio n   ap p r o x im at io n .     E x is tin g   ap p r o ac h es  h a v e  al s o   witn ess ed   co n s id er atio n   o f   MI MO   b ased   a r ch itectu r es   u s ed   f o r   ac ce s s in g   th e  5 G  b ac k h a u l n et wo r k .   Su ch   w o r k   is   r ep o r ted   b y   B o n f an te  et  a l.   [ 2 5 ] ,   wh er e  a d o p tin g   a   d ir ec tiv e  an ten n a  p atter n   a n d   p a r titi o n i n g   o p tim al  r eso u r ce s   is   ca r r ied   o u t.  T h is   ap p r o ac h   was  cl aim ed   to   o f f e r   r ate  im p r o v em e n t  in   co n tr ast  to   co n v en tio n al   MI MO .   H o wev er ,   th e  wo r k   d o es  n o t  d is cu s s   its   r esis tiv ity   f r o m   t h e  u n r eliab le  tr a n s m is s io n   r ep o r t ed   in   th e  m o d el   p r esen ted   b y   Vu   et  a l.   [ 2 6 ] .   T h is   wo r k   ad d r ess es  is s u es  to war d s   o p tim al  p ath   s elec tio n   o v er   a   5 G  n etwo r k .   T h e   au t h o r   h as   u s ed   a   s to ch asti c  o p tim izatio n   ap p r o ac h   u s in g   a   m ath em atica l  m o d el  an d   r ein f o r ce m en t  lear n in g   m eth o d   t o   s elec t  th e  o p tim al  co m m u n icatio n   p ath .   I s s u es  ass o ciate d   with   th e  ad o p tio n   a n d   d ep l o y m en t o f   m illi m eter - wav e  in   5 G  b ac k h au l  n etwo r k s   ar e  also   ad d r ess ed   in   th e  wo r k   o f   Or tiz  et  a l.   [ 2 7 ] .   Acc o r d in g   to   th e  au th o r s ,   th e  p r io r ly   d e p lo y ed   im p lem en tatio n   b ea r s   im p r ac tical  lo g ic  an d   h as  co m p licatio n s .   T h is   p r o b lem   is   s o l v ed   b y   u s in g   a  lear n i n g   alg o r ith m   th at  wo r k s   in   a   s em i - s u p er v is ed   d is tr ib u ted   m an n er   to   r ed u ce   th e  laten cy   o f   th e  n etwo r k .   T h e  e x is tin g   s y s tem   h as  also   b ee n   s tu d ied   b y   o p tim izin g   th e  5 G  n etwo r k   u s in g   r ad io - b ased   m ap p in g   m eth o d o lo g y ,   as  s ee n   in   th e  wo r k   o f   R o d r ig u ez   et  a l.   [ 2 8 ] .   T h e  id ea   is   to   p r ev en t  is s u es  a s s o ci ated   with   in ter f er en ce   u s in g   t h e  s tr ateg y   o f   ce ll  ass o ciatio n   u s in g   s to ch asti c  g eo m etr y ,   wh er e  th e  p r o b a b ilit y   d er iv atio n   o f   co v er a g e  an d   ass o ciatio n   o f   th e  u s er   is   ca r r ied   o u t.  A   s tu d y   t o war d s   s ch ed u li n g   is   r ep o r ted   in   t h e  wo r k   o f   Saad   a n d   Ab d allah   [ 2 9 ]   u s in g   a  s u cc in ct  o p tim izatio n   c o n ce p t .   Kala n tar i  et  a l.   [ 3 0 ]   h av e   u s ed   an   iter ativ e  s ch em e  to   c o n tr o l  th e  d o wn lin k ' s   tr an s m it p o wer .   I t  ca n   b e  s ee n   th at  v ar io u s   s tu d ies  ar e  b ei n g   ca r r ied   o u t   to war d s   th e  5 G  b ac k h au l   n etwo r k   with   th e   in tr o d u ctio n   o f   d if f er en t  v ar i an ts   o f   m eth o d s .   Var io u s   m et h o d s   th at  h av e  b ee n   witn ess ed   to   b e  ad o p ted   i n   ex is tin g   ap p r o ac h es  a r e  s o f tw ar e  d ef i n e  n etwo r k ,   ca ch in g - b ased   co n ce p t,   co n ten t - ce n tr ic   n etwo r k ,   d y n am ic  p r o g r a m m in g ,   co s t  o p tim izatio n ,   g am e  th e o r y ,   ar tific ial  in t ellig en ce ,   p ar ticle  s war m   o p ti m izatio n ,   h e u r is tic - b ased   en er g y   e f f icien t  tech n iq u e,   m ix e d - in teg er   lin ea r   p r o g r am m in g ,   g en etic  alg o r ith m ,   th e  d ir ec tiv e  p atter n   o f   th e  an ten n a,   s to ch asti c  o p tim izatio n   ap p r o ac h ,   r ein f o r ce m en t  lear n in g   m et h o d ,   a n d   s em i - s u p er v is ed   d is tr ib u ted .   T h e r ef o r e ,   th e  r es ea r ch   p r o b lem   is   id en tifie d   as :   i)   T h e  m ajo r ity   o f   th e  im p le m en ted   m eth o d s   ar e   iter ativ e  an d   h en ce   h av e  h ig h e r   ch an ce s   o f   lea d in g   to   c o m p u tatio n al  b u r d e n   o v e r   th e  lo n g   r u n ;   ii)  No n e  o f   th e   ex is tin g   r esear ch   wo r k   h as  em p h asized   en h an ci n g   th e  f ea tu r e  o f   g atew ay   m an a g em en t   co n ce r n in g   tr af f ic   co n tr o l  in   th e  b ac k h a u l  n et wo r k   in   5 G ;   ii i )   T h er e  ar e   f ew  s tu d ies  to war d s   b lo ck ag e  ass o ciate d   with   s m all/m ac r o   b ase  s tatio n s ,   an d   n eith er   a r e  th er e  a n y   s tu d ies  to war d s   ex p lo r in g   its   ass o ciatio n   with   co r e  n etwo r k   co n ce r n in g   th e  g atew ay ;   an d   i v )   Hen ce ,   less er   s ig n if ican ce   is   o f f er ed   to   th e  g atew ay ,   wh ich   ca n   o f f e r   ef f ec tiv e  co n tr o l  o v er   tr af f ic  m an ag em en t  if   in co r p o r ated   with   ef f icien t  f ea tu r es.  T h er ef o r e,   th e  p r o b lem   s tatem en t  o f   t h e  p r o p o s ed   s t u d y   ca n   b e  s tated   as  "I t  is   a   co m p le x   co m p u tatio n al  task   to   id e n tify   s p ec if ic  cr iter ia  f o r   ch o o s in g   th e  b est   o p er atio n   f o r   im p r o v i n g   th e   o p er atio n   in   g atew ay   s y s tem   in   5 G  b ac k h au l  n etwo r k . "    T h e  s o lu tio n   p r esen ted   in   th e  r esear ch   wo r k   is   an   a n aly tical  m o d el  f o r   s elec tin g   an   o p tim al  g atew ay   n o d e  i n   a  5 G  n etwo r k .   On e   o f   th e  m ajo r   p r o b lem s   o f   th e   5 G   b ac k h a u l  n etwo r k   is   to   ac h ie v e  an   e f f ec tiv e  l o ad   b alan cin g   as  ca p ac ity   p e r   d e v ice  d ec r ea s es  with   th e  g r o wth   in   th e  n u m b er   o f   u s er s   as  th e  g atew ay   n o d e  is   o v er - s atu r ated .   T h is   is   in ev itab le  f o r   e v en   a  m o b ile  g r id   with   a  h ig h e r   d e n s ity .   E x is tin g   r e s ea r ch - em p h asizes   th e  co r e  n etwo r k   m o r e  th an   t h e  b ac k h au l  n etwo r k .   T h e  p r o p o s ed   s tr ateg y   will  h ar n ess   th e  in f o r m atio n   r elate d   to   tr af f ic  an d   th e  d y n am ic  to p o lo g y   o f   b o th   b ac k h a u l  an d   co r e  n etwo r k s .   T h is   s ta g e  will  f o cu s   o n   im p lem en tin g   s o f twar e - d ef in e d   n etwo r k s   f o r   th e  5 G  n etwo r k   to   en s u r e  its   co m p atib ilit y   with   th e  u p co m in g   co m p atib ilit y   o f   th e  5 G  n etwo r k .   An   a n aly tical  m o d el  will  b e  b u ilt  to   u s e  th e  m u ltip le   n u m b er s   o f   b ase   s tatio n s   ass ig n ed   to   a  s in g u lar   g atew ay   n o d e   ( i.e . ,   m an y - to - o n e  r elatio n s h ip )   t o   r ea c h   th e   co n v er g en ce   f ac to r .   T h e  s y s tem   will  also   d e v elo p   a  d ec is io n - m a k in g   m o d u le  in   th e  s elec tio n   p r o ce s s   o f   g atew ay   n o d es  to   co n tr o l  th e  tr af f ic  f lo w  a n d   in v esti g ate  th e  co n n ec tiv ity   o f   b ase  s tatio n s   with   th e  o p tim ally   s elec t ed   g atew ay   o u t  o f   m an y   o th er   g atew ay s .   T h e  p r o p o s ed   m o d el   will  also   in v es tig ate  all  th e  p o s s ib ilit ies  o f   th e  d ata   f o r war d in g   p r o ce s s   u s in g   m u lti - h o p s   in   b o th   th e  co r e  n etwo r k   an d   b ac k h au l n etwo r k   in   5 G.   Fin ally ,   th e  in v esti g atio n   will  u tili ze   th e  lin k   o b tain ed   b y   th is   m o d el  an d   ch ec k   h o w  f a r   th e  o p tim al  co n d itio n   is   b en ef itti n g   th e  tr af f i c   m an ag em en t   in   t h e  5 G   n etw o r k .   T h e  o r g a n izatio n   o f   th e   m an u s cr ip t   is   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   p r esen ts   a  d is cu s s io n   o f   th e  a d o p te d   r ese ar ch   m eth o d o lo g y ,   wh ile  s ec tio n   3   h ig h lig h ts   th e  ac co m p lis h ed   r esu lt  af te r   th e   ex ec u tio n   o f   th e  p r o p o s ed   m o d el.   Sectio n   4   p r esen ts   th e  co n clu s io n   o f   th e   m an u s cr ip t.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 9 8 1 - 6 9 9 1   6984   2.   M E T H O D   T h is   s ec tio n   d is cu s s es  th e  m et h o d   an d   d esig n   asp ec t  o f   th e  o p er atio n ,   wh ic h   is   ca r r ied   o u t w ith in   th e   g atew ay   s y s tem   in   th e  5 G  b ac k h au l  n etwo r k .   I n   th e  lin e  o f   ad o p ted   r esear c h   m eth o d o lo g y ,   th e  p r o p o s ed   s ch em e  co n s id er s   two   ty p es  o f   b ase  s tatio n   i.e . ,   m ac r o   b ase  s tatio n   an d   s m all  b ase  s tatio n .   I n   o r d er   to   r etain   b etter   p r ac ticality   o f   a p p r o ac h ,   th e  m ac r o   b ase  s tatio n   is   co n s id er ed   to   h av e   wir ed   ac ce s s   to   b ac k h au l,   wh ile   th e  s m all  b ase  s tatio n   is   wir eless ly   co n n ec ted   to   t h e  m ac r o   b ase  s tatio n .   T h e  s y s tem   ass ess es  th e  co v er ag e   r ate  in   t h e  f o r m   o f   d is tr ib u tio n   f r e q u en c y   ass o ciate d   with   t h e  d ata   r ate  th at   is   ac q u ir ed   b y   th e   u s er   e q u ip m e n t  f r o m   d u al  s o u r ce s   o f   s tr ateg i c  class if icatio n   o f   th e  m ac r o   b ase  s tatio n .   I n   th e  p r im ar y   s tr ateg y ,   b o th   t h e   b ac k h au l  n etwo r k   an d   ac ce s s   ar e  s p lit  f o r   d y n am ically   allo ca tin g   cu m u lativ e  ch a n n e l  ca p ac ity .   I n   th e   s ec o n d ar y   s tr ateg ic  class if icatio n ,   a  f ix ed   p ar titi o n   is   ass ig n ed   f o r   b ac k h au l  c o m m u n icatio n   an d   ac ce s s   in   th e   5 G  n etwo r k .   On e  o f   th e  es s en tial  n o v elties  o f   th e  ad o p ted   r esear ch   m eth o d o lo g y   is   to   ca r r y   o u t  a  ch ar ac ter izatio n   o f   th e   co m b in ed   ass ess m en t  o f   s ig n al  q u ality   o v er   n o is e  p o wer   ass o ciate d   with   a  5 G   b ac k h au l   n etwo r k   an d   ac ce s s   p o in t,  esp ec ially   wh en   th e  s m all  b ase  s tatio n   is   co n n ec ted   to   th e  u s er   eq u ip m en t.   T h e   co r e   n o tio n   o f   th is   m eth o d o lo g y   is   also   t o   f i n d   th e   b est  p o s itio n   o f   th e   b as e  s tatio n   in   t h e  5 G   b ac k h au l   n etwo r k ,   wh ich   f u r t h er   c o n tr ib u tes  to war d s   estab l is h in g   a   r elatio n   b etwe en   th e   v ar iatio n   o f   s ize  o f   th e  s m all  b ase  s tatio n   to war d s   th e  av ailab ilit y   o f   d ed icate d   c h an n el  ca p ac ity   t o   th e  5 G  b ac k h au l  n etwo r k .   T h e  s ce n ar io   o f   th e   ad o p ted   r esear ch   m eth o d o lo g y   im p lem e n tatio n   is   s h o wn   in   Fig u r e  1.       G e n e r a t e   B a s e   s t a t i o n   a n d   B l o c k a g e G e n e r a t e   E n d   P o i n t s   o f   B l o c k a g e C o m p u t e   L i n k   S t a t e   I n d e x   B a s e   S t a t i o n I n i t i a l i z a t i o n   o f   b a s e   s t a t i o n   &   B l o c k a g e D i s c r e t e   P r o b a b i l i t y   D i s t r i b u t i o n E f f e c t i v e   C o v e r a g e   B l o c k a g e   o r i e n t a t i o n A d j a c e n t   M a t r i x S i g n a l   P o w e r M a x i m i z a t i o n P a t h l o s s S h a d o w i n g     Fig u r e  1 .   R esear ch   m eth o d o l o g y   ad o p ted       T h e  p r o p o s ed   s y s tem   d esig n   is   co n s tr u cted   co n s id er in g   u s er   eq u ip m en t  to   b e  u n if o r m ly   s am p led   in   r an d o m   o r d e r .   T h e   o r ig i n   o f   t h e  p r esen ted   c o o r d in ate  s y s tem   is   s h if ted   to   th e  p o s itio n   in   p er s p ec tiv e  o f   th is   u s er   th at  is   f u r th e r   s er v e d   b y   th e  b ase  s tatio n   ( B S).   T h e   im p lem en tatio n   ass u m es  th at  all  th e   m ac r o   b ase   s tatio n   ( MBS )   is   p o wer ed   b y   a  b ac k h au l  n etwo r k   with   m ax i m ized   ca p ac ity .   I t  will  in f e r   t h at  MBS   ar e  lin k ed   with   th e  co r e  n etwo r k   u s in g   h ig h   s p ee d   c o n n ec tiv ity   o f   d ata  tr an s f er .   Fu r th e r ,   th e  s y s tem   d esig n   co n s id er s   th e   s m all  b ase  s tatio n   ( SB S)  th em s elv es  to   b e  a  b ac k h au l  n etwo r k   b y   MBS ,   wh ile  o p en   ac ce s s - b ased   cr iter ia  ar e  u s ed   f o r   all  th e   o p e r atio n s   o f   B S.  I t  will  m ea n   th at  u s er   eq u ip m en t  will  b e  eith er   lin k ed   w ith   SB S  o r   MBS   o n   th e  b asis   o f   p o wer .   T h e   a lg o r ith m s   im p lem en ted   f o r   ac c o m p lis h in g   th e  d is cu s s ed   r esear ch   m eth o d o lo g y   in   th e  p r io r   s ec tio n   ar e  as:     Alg o r ith m   1.   Alg o r ith m   f o r   g e n er atin g   b ase  s tatio n   an d   b lo c k ag e   Input:  m ,  s ,  b   Output:  m r ,  s r ,  b r   Start   1. init  m ,  s ,  b   2. r mo f 1 ( m ,  s ,  b )   3. α f 2 (r mo |c a )   4. α →   m r ,  s r ,  b r   End     Acc o r d in g   t o   th is   alg o r ith m ,   t h e  p r o p o s ed   s ch em es  tak e  t h e   in p u t  o f   m ac r o   b ase  s tatio n   ( ) ,   s m all   b ase  s tatio n   ( ) ,   an d   b lo ck ag e   ( )   th at,   af ter   p r o ce s s in g ,   y ield s   an   o u tco m e  o f   r a n d o m ly   s elec ted   MSB   ( ),   r an d o m l y   s elec ted   SB S   ( ) ,   r an d o m ly   s elec ted   b lo ck a g e  ( ) .   T h e  f ir s t  s tep   o f   th is   alg o r ith m   is   to   in itializ e   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:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l sch eme   fo r   u n ified   s t r ea mlin ed   tr a ffic m a n a g eme n t   in   5 G  b a ck h a u l  n etw o r k   ( Dee p a   Th ip p a n n a )   6985   th e  in p u t  p ar am eter s   ( L in e - 1 ) ,   f o llo wed   b y   ap p ly i n g   a  f u n ct io n   1 ( ) ,   wh ich   is   r esp o n s ib le  f o r   g en er atin g   a   r an d o m   m ath em atica l  o b ject      ( L in e - 2 ) .   Fu r th er ,   an o t h er   f u n ctio n ,   2 ( ) ,   is   co n s tr u cted ,   wh ich   is   r esp o n s ib le  f o r   a p p ly in g   a   d is cr ete  p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n   o n   th e   b asis   o f   co v er ag e   ar ea     ( L in e - 3 )   a n d      in   o r d er   to   g en e r ate  a  m atr ix   α .   T h is   m atr ix   f in ally   g en er at es  th e  o u tco m es  o f   r an d o m ly   s elec ted   MS B ,   S B S,   an d   b lo ck a g e.   T h e  f ir s t  s tep   o f   th e  d esig n   asp ec t  is   to war d s   g en er atin g   MBS ,   SB S,  an d   b lo ck ag e  r an d o m ly   as   a  m atter   o f   in itializin g   th e   o b ject.   T h e  s tu d y   u s es  d is cr ete  p r o b a b ilit y   d is tr ib u tio n   co n s i d er in g   t h e  co v er ag e   ar ea   o f   th e   ce ll.   All  th e   o b jec ts   ar e  r a n d o m l y   s elec ted   f o r   f aster   co m p u tatio n   with in   th e   r ea ch ab ilit y   o f   th e   b ase  s tatio n .   T h e  n e x t  p ar t  o f   th e  o p e r atio n   g e n er ates  th e  P o is s o n   p o in t  p r o ce s s   ass o ciate d   with   MBS ,   SB S ,   an d   b l o ck ag e.   Fo r   th is   p u r p o s e,   th e  s tu d y   co m p u tes  an   ef f ec tiv e  co v er ag e   r ad iu s   c o n s id er in g   r an d o m ly   s elec ted   MBS ,   S B S,  an d   b lo c k ag e  alo n g   with   i n d iv id u al  r ad iu s .   T h is   o p er atio n   r esu lts   in   t h e  two - d im e n s io n al   co o r d in ate  s y s tem   ( , )   r ep r esen tin g   th e  lo ca tio n   wh er e  th e   s in g u lar   g atew ay   n o d e   is   an ticip ated .   T h er ef o r e,   th e  m u ltip le  b ase  s tatio n   is   allo ca ted   f o r   th e  s in g u lar   g atew ay   n o d e  b as ed   o n   th is   p r elim in ar y   cr iter io n   to   b e   with in   th e  ef f ec tiv e  co v er ag e   r a d iu s .   T h is   o p e r atio n   also   d is clo s es  th e  p r ac tical   lo ca tio n   o f   all  ess en tial  co m p o n en ts ,   e. g . ,   MBS ,   SB S,  a n d   b lo c k ag e.   Fin ally ,   th e  b l o ck ' s   o r ien tatio n   is   co m p u ted   to   y ield   a  two - d im e n s io n al  co o r d in ate  p o s itio n   o f   th e  en d p o in ts   o f   b l o ck ag e.   I t  will  m ea n   th at  th e   p r o p o s ed   s y s tem   ca n   lo ca lize  th e  lo ca tio n   o f   b lo ck ag e   s o   th at  n ec ess ar y   m ea s u r es  ca n   b e  u n d er tak e n   b y   th e   g atew ay   n o d e  wh ile  p e r m itti n g   o n g o in g   tr an s m is s io n   o v e r   th e  5 G  b ac k h a u l  n etwo r k .   T h is   o p er atio n   also   co n tr ib u tes  to war d s   th e  s im p li f ied   o p er atio n   o f   th e  g atew ay   s y s tem   f o r   d ec is io n - m ak in g .   T h e  n ex t  p ar t  o f   th e  im p lem en tatio n   is   ass o ciate d   with   th e  g en er atio n   o f   b lo ck   en d p o i n t  co o r d i n ates  wh er e  th e  in p u t  to   th e  n e x t   alg o r ith m   is   t h e  o u tco m e   ac c o m p lis h ed   f r o m   th e   p r io r   alg o r ith m ,   i.e . ,   m ac r o   b ase  s tatio n   ( ) ,   s m all  b ase  s tatio n   ( ) ,   an d   b lo ck a g e  ( ) .   T h e  alg o r ith m ic  s tep s   ar e  as:     Alg o r ith m   2 .   Alg o r ith m   f o r   g e n er atin g   b l o ck   en d p o i n ts   co o r d in ates   Input:  m r ,  s r ,  b r   Output: b ep   Start   1. E ca (   m r ,  s r ,  b r )| i r   2. E ca (X, Y) → Pos(m, s, b)   3. b ep (x, y) f 3 (Pos(b))   End     Acc o r d in g   to   th e   ab o v e - m e n t io n ed   alg o r ith m ,   th e  p r o ce s s in g   lead s   to   th e   g en er atio n   o f   b lo ck   en d   p o in t  co o r d in ates,  i.e . ,    .   I t  s h o u ld   b e   n o ted   th at  t h e  p r o p o s ed   alg o r ith m   co n s id er s   th at  a  o n e - h o p   co m m u n icatio n   lin k   is   u s ed   to   s er v e   u s er   eq u ip m en t   wh en   lin k e d   with   MBS ,   wh ile  a  d u al - h o p   co m m u n icatio n   lin k   is   u s ed   in   ca s e  th e  u s er   eq u ip m en t  is   lin k ed   with   SB S.  T h er eb y ,   an   ac ce s s   lin k   is   g en er ated   b etwe en   B S  an d   u s er   eq u ip m en t,  w h ile  a  b ac k h a u l  lin k   is   g en er ated   b etwe en   SB S  an d   M B S.  I n   o r d er   to   clea r ly   u n d er s tan d   th is   o p er atio n ,   th e  p r o p o s ed   s ch em e  u s es  th e  Po is s o n   p o in t  p r o ce s s   in   o r d er   to   m o d el  th e  p o s itio n   o f   th e  u s er   an d   B S.  T h e  alg o r ith m   ta k es  th e  in p u t  p a r am eter s   , ,   al o n g   with   in d iv id u al  r ad iu s     o f   u s er   e q u ip m en t  in   o r d er   to   g e n er ate  e f f ec tiv e  co v e r ag e  r ad iu s      ( L in e - 1 ) .   Fu r t h er ,   th e  m atr ix   o f      is   u s ed   f o r   g en er atin g   p o s itio n   in f o r m atio n   c lass   Po s   co n s id er in g   attr ib u te s   o f   m ,  s ,   an d   b   ( L in e - 2 ) .   Fu r t h er ,   th e  al g o r ith m   u s es  lo ca tio n   in f o r m atio n   o f   b lo ck ag e ,   i.e . ,   P o s ( b )   in   o r d er   to   g e n er ate  t h e   co o r d in ates o f   b lo ck a g e  en d   p o in ts      to   f u lf il th e  o u tco m e  ac c o m p lis h m en t o f   t h is   alg o r ith m   ( L in e - 3 ) .   Af ter   th e  b lo ck   en d p o in ts   h av e  b e en   ac co m p lis h ed   in   th e  p r io r   alg o r ith m ,   th e   p r o p o s ed   s y s tem   n o w  p r o ce e d s   to war d s   th e  co m p u tatio n   o f   th e  s tate  o f   co m m u n icatio n   lin k   am o n g   v ar io u s   en titi es  o f   MBS ,   S B S,  an d   u s er   eq u ip m en t  u s er   eq u i p m en t ( U E ) .   T h e  alg o r ith m   d ev elo p ed   f o r   th is   p u r p o s e  is   as:     Alg o r ith m   3 .   Alg o r ith m   f o r   lin k   s tate  am o n g   en titi es   Input: b ep , L   Output: λ   Start   1. (L a , size(L b ) → new(L e )   2. (L c , size(L d ) → new(L f )   3. A mat f 4 (new(L e ), new(L f ))   4. b ep (x, y) → A mat   5. A mat f 5 (L var )   6. A mat → λ var1   7. If λ var1 =0   8.    obtain λ var1   9. End   End     T h e  alg o r ith m   ta k es  th e  i n p u t   o f   b lo ck   en d p o i n t   (  )   an d   lo ca tio n   ( L )   th at,   a f ter   p r o ce s s in g ,   y ield s   an   o u tco m e   o f   lin k   s tate  ( ) .   A s   th e  ab o v e - m e n tio n ed   alg o r it h m   is   m ea n t  to   co m p u te   th e  s t ate  o f   th e   lin k   f o r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 9 8 1 - 6 9 9 1   6986   th r ee   en titi es,  th er ef o r e,   s o m e   o f   th e  v ar iab les  u s ed   in   th is   alg o r ith m   will  r ep r esen t  th r ee   d if f er en t  en titi es.  T h e  alg o r ith m   ta k es  th e  in p u t  o f   lo ca tio n   ( L )   an d   th e  s ize  o f   th e  lo ca tio n   o f   o th er   e n titi es  i n   o r d e r   to   g en e r ate   n ew  lo ca tio n   in f o r m atio n   ( L i n e - 1   an d   L i n e - 2 ) .   I n   th e  ca s e   o f   lin k   co m p u tatio n   b etwe en   MBS   an d   UE ,   th e   alg o r ith m   will  g e n er ate  a  n e w  lo ca tio n   o f   MBS   L e   co n s id er in g   th e  l o ca tio n   o f   MBS   L a   an d   th e   s ize  o f   th e   lo ca tio n   o f   u s er   e q u ip m e n t  L b   ( L in e - 1 ) .   Fu r th er ,   th e   n ew   lo ca tio n   o f   u s er   eq u ip m en t   L f   is   g en e r ated   f r o m   th e   lo ca tio n   o f   u s er   eq u ip m en t  L c   an d   th e   s ize  o f   th e  l o ca tio n   o f   MBS   L d   ( L in e - 2 ) .   He n ce ,   in   th e   ca s e  o f   estab lis h in g   a  lin k   s tate  f o r   S B S  an d   UE ,   th e  v ar iab les  L a   a n d   s ize  ( L b )   will  r ep r esen t  th e   lo ca tio n   o f   SB S  an d   th e  s ize  o f   th e   lo ca tio n   o f   UE   wh ile   ( )   will  r ep r esen t   th e   n e w  lo ca tio n   o f   SB S  ( L in e - 1 ) .   Fu r th er ,   t h e   v ar iab le  L c   an d    ( )   will  r ep r esen t  th e  lo ca tio n   o f   u s er   eq u i p m e n t  an d   th e  s ize  o f   th e  lo ca tio n   o f   SB S  i n   o r d er   to   g e n er ate  a  n ew  lo ca tio n   o f   UE ,   i.e . ,    ( )   ( L in e - 2 ) .   Hen c e,   in   th e  ca s e  o f   estab lis h in g   a  lin k   s tate  f o r   MBS   an d   SB S,  th e  v ar ia b les  L a   an d   s ize  ( L b )   will  r e p r esen t  th e  l o ca tio n   o f   MBS   an d   th e  s ize  o f   th e   lo ca tio n   o f   SB S,  wh ile   ( )   will  r ep r esen t  th e   n ew   lo ca tio n   o f   MBS   ( L in e - 1 ) .   Fu r th er ,   t h e  v ar iab le  L c   an d    ( )   will  r ep r esen t  th e   lo ca tio n   o f   SB S  an d   th e  s ize  o f   th e   lo ca tio n   o f   MBS   in   o r d er   to   g en er ate  a  n ew  lo ca tio n   o f   SB S,  i.e . ,    ( )   ( L i n e - 2 ) .   Fu r th er ,   b o th   th e   g en e r ated   n e w  lo ca tio n   in f o r m atio n ,   i.e . ,    ( )   a n d    ( ) ,   ar e   s u b jecte d   to   a   n ew  f u n ctio n   4 ( ) ,   wh ich   r esu lts   in   co n s tr u ctin g   a n   a d jace n t  m atr ix      ( L in e - 3 ) .   T h is   a d jace n t  m atr i x      also   co n s id er s   th e   in p u t   o f   b l o ck ag e   en d p o in ts ,   i.e . ,    ( , )   ( L in e - 4 ) .   T h is   o p e r atio n   o f   g e n er ati o n   o f   th e  ad jace n t  m atr i x   is   th e  s am e  f o r   lin k   s tate  co m p u tatio n   f o r   i)   MBS   an d   UE ,   ii)  f o r   SB S  an d   UE ,   a n d   iii)  f o r   SB S  an d   MBS .   T h e  alg o r ith m   f u r th e r   im p lem e n ts   a  f u n c tio n   5 ( )   wh ich   is   r esp o n s ib le  f o r   p er f o r m in g   m atr ix   r esh ap in g   o p er atio n   c o n s id er in g   th e  i n p u t o f   lo ca tio n   in f o r m atio n     to   g en e r ate  a  r es h ap ed   a d jace n t  m atr ix      ( L in e - 5 ) .   I n   th e  ca s e  o f   lin k   s tate  co m p u tatio n   f o r   M B S  an d   UE ,   th e  v ar iab le    will  co n s id er   th e  lo ca tio n   o f   MBS   an d   SB S,  wh ile  th e     co n s id er s   SB S  an d   UE   f o r   lin k   s tate  co m p u tatio n   f o r   SB S  an d   UE .   I n   t h e  ca s e  o f   co m p u tatio n   o f   MBS   an d   SB S,  th e  alg o r i th m   co n s id er s     to   b e  th e   lo ca ti o n   o f   SB S  an d   th e  lo ca tio n   o f   MBS .   T h e   g e n er ated   r esh ap ed   ad jace n t   m a tr ix      n o w  y ield s   p r elim in ar y   i n f o r m atio n   o f   lin k   s tate  1   ( L in e - 6 ) ,   wh er e  th e  s u f f ix    1   will  r ef er   to   th e  lin k   s tate  f o r   in d iv i d u al  u s e - ca s es  o f   en titi es,  i.e . ,    1   will  r ep r esen t  th e  i n ter s ec ted   s tate  o f   lin k   f o r   MBS   an d   UE ,   SB S  an d   UE ,   an d   MBS   an d   SB S.  T h is   lead s   to   f u r th er   ch ec k in g   a  lo g ical  co n d itio n   wh er e  th e  in te r s ec ted   lin k   s tate  f o r   ea ch   b an d   o f   en titi es  ( MB S   an d   UE ,   SB S  an d   UE ,   a n d   MBS   an d   SB S)  is   eq u al  to   ze r o   ( L i n e - 7 ) .   T h is   will  f i n ally   lead   to   a  u n iq u e   o u tco m e  o f   lin k   s tate  1   ( L in e - 8) .  T h e  co m p lete  alg o r ith m   is   p icto r ially   s h o wn   in   Fig u r e  4 .   T h e   co m p u tatio n   f o r   ex tr ac tin g   th e  lin k   s tate  is   ca r r ied   o u t  b y   co n s tr u ctin g   a   lin k   m atr i x   f o r   MBS   an d   u s er   eq u ip m e n t,   SB S  an d   u s er   eq u ip m en t ,   a n d   MBS   with   SB S,  r esp ec tiv ely .   T h e  id ea   is   to   co n s tr u ct  an   ad jace n t   m atr ix   co n s id er i n g   t h e  n ew  l o ca tio n   o f   MBS ,   u s er   eq u i p m e n t ,   an d   SB S.  T h e  o u tc o m e  m a tr ix   is   f u r th e r   u s ed   f o r   g e n er atin g   in f o r m atio n   a b o u t  th e  s tate  o f   th e  lin k   f o r   MBS ,   u s er   eq u ip m en t ,   an d   SB S  ad h er in g   to   a   s im p lifie d   co n d itio n   o f   ze r o   s tates.  T h e  co r e  id ea   o f   th is   li n k   s tate  co m p u tatio n   is   to   en s u r e  th e  co n tr o l  o f   in f o r m atio n   ass o ciate d   with   all  elem en ts   b y   th e  g atew ay   n o d e  as  a  co n tr ib u tio n   to   th e   s tu d y ,   u n lik e  an y   ex is tin g   ap p r o ac h es.   T h e  n e x t  p a r t  o f   th e   im p lem e n tatio n   is   ass o ciate d   with   i n d ex in g   b o th   th e   ty p e   o f   b ase  s tatio n   i.e . ,  MSB   an d   SB S.  T h e  s y s tem   d esig n s   r elate   to   two   d if f e r en t  m eth o d o l o g ies  f o r   o b tain in g   t h e  in d e x in g   o f   th e   b ase  s tatio n   alo n g   with   m ee t in g   th e  p o wer   d em an d s .   T h e  p r im ar y   ap p r o ac h   f o r   th is   p r o ce s s   is   r elate d   to   in d ex in g   MBS ,   wh ich   tak es  th e  in p u t  o f   n ewly   g en er ate d   o u tco m e  f r o m   th e  p r i o r   alg o r ith m ,   i.e . ,   lin k   s tate   ( λ ) ,   lo ca tio n   o f   UE   (  )   an d   l o ca tio n   o f   MBS   ( )   th at  af ter   p r o ce s s in g   y ield s   in d ex   o f   MBS   ( ) .   T h e  s tep s   o f   th is   alg o r ith m   ar e  as:     Alg o r ith m   4 .   Alg o r ith m   f o r   in d ex in g   MBS   Input: λ (Link State), L UE  (Location of UE), L m  (Location of MBS)   Output: I m   (index of MBS)   Start   1. E d (L UE , L m )   2. S p (p, t p ) → f 6 (E d , λ m,UE )   3. P max , I m arg max (S p )   End     T h e  p r im e  in itiatin g   p o in t  o f   th is   alg o r ith m   is   to   o b tain   th e  ef f ec tiv e  d is tan ce     co n s id er in g   th e   in p u t  p ar a m eter s   ( L in e - 1 ) .   Fu r th er ,   th e  s ize  co m p u tatio n   o f   th e  m atr ix   h o ld in g   lo ca tio n   i n f o r m atio n   o f   MBS   is   ca r r ied   o u t  an d   is   f u r th er   u s ed   f o r   co m p u tin g   ef f ec tiv e   d is tan ce .   An   ex p licit  f u n ctio n   6 ( )   is   u s ed   f o r   co m p u tin g   s ig n al  p o wer   o n   th e  b asis   o f   p ath lo s s   ex p o n en t    an d   tr an s m it  p o wer     ( L in e - 3 ) .   I t  is   to   b e  n o ted   th at  co m p u tatio n   o f   th e  s ig n al  p o wer   u s es  th e  s tate  o f   li n k   f o r   MBS   an d   UE   f o r   ef f ec tiv e  co m p u tatio n .   Fu r th er ,   th e   p r o p o s ed   s ch e m e  ap p lies   a  m ax im izatio n   p r in cip le  o n   s ig n al  p o wer     in   o r d er   to   o b tain   m ax im ized   p o we r   UE   an d   M B S  as  we ll  as  an   in d ex   o f   MBS ,   i.e . ,     ( L in e - 3 ) .   A  s im ilar   alg o r ith m   is   s lig h tly   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:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l sch eme   fo r   u n ified   s t r ea mlin ed   tr a ffic m a n a g eme n t   in   5 G  b a ck h a u l  n etw o r k   ( Dee p a   Th ip p a n n a )   6987   f in e - tu n e d   in   o r d er   to   o b tain   th e  in d ex in g   o f   th e  SB S.  T h e  in itial  s tep s   o f   th e  in d ex in g   o p er atio n   f o r   SB S  ar e   s im ilar   to   th at  o f   th e  p r ev io u s   alg o r ith m   o n l y   with   a  d if f er en ce   o f   in p u t  o f   lo ca tio n   o f   SB S   in s tead   o f   MBS   in   o r d er   to   co m p u te  an   ef f ec tiv e  d is tan ce   .   An o th er   n ew  in clu s io n   is   th e  m ec h an is m   o f   co m p u tatio n   o f   s ig n al   p o wer ,   wh ich   c o n s id er s   th e   c o m p u ted   v alu e   o f   s h a d o w  c o ef f icien t  an d   b ias  f ac to r   ap a r t  f r o m   th e   p at h lo s s   ex p o n e n t  s ee n   in   th e  p r io r   alg o r ith m .   T h e  c o m p u tatio n   r esu lts   in   th e  s ig n al  p o wer   o f   SB S  an d   UE ,   wh er e  a  s im ilar   m ax im izatio n   f u n ctio n   is   im p lem en ted   in   o r d e r   to   o b tain   in d e x in g   o f   SB S  an d   m ax im ized   p o wer   o f   UE   an d   SB S.  T h e  lo ca tio n   in f o r m atio n   o f   MBS ,   SB S,  an d   u s er   eq u ip m e n t  is   s u b jecte d   to   s p atial  p r o ce s s in g   to   o b tain   a n   a d eq u ate   d is tan ce .   T h is   is   f u r th e r   f o llo wed   b y   c o m p u tin g   th e   s h ad o win g   co ef f icien t  th at  lead s   to   th e  g en er atio n   o f   s ig n al  p o wer   co n s id er in g   p ath l o s s   ex p o n en t  a n d   b ias  f ac to r .   Fin ally ,   a  m ax im izatio n   f u n ctio n   is   co m p u te d   co n ce r n i n g   s ig n al  p o wer   to   k n o w  th e  m ax im ized   p o wer   an d   in d ex   o f   r esp ec tiv e  s y s tem   ac to r s   ( MBS   an d   SB S).   T h e  co n tr ib u tio n   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   d esig n   is   th at  it   p er f o r m s   h ig h ly   p r o g r ess iv e  co m p u tatio n   with o u t  an y   iter a tiv e  s ch em e  o f   e n h an cin g   co m m u n icatio n   ca r r ied   o u t  in   th e  ex is tin g   s y s tem   o f   im p lem en tatio n .   Hen ce ,   th e  ex ten s iv e  d y n a m ic  in f o r m atio n   o f   g atew ay   n o d es  ass is t s   in   b etter   tr af f ic   m an ag em en t.   T h e  f o llo win g   s ec tio n   d is cu s s es th e  r esu lts   o b tain ed .       3.   RE SU L T S   T h e  p r o p o s ed   s y s tem   co n s id e r s   th e  p r ac tical  test   en v ir o n m en t  o f   th e  h eter o g e n eo u s   n etw o r k   as  it  is   f r eq u e n tly   ad o p te d   in   m o s t  e x is tin g   ap p r o ac h es.  T h e  p r o p o s ed   s y s tem   is   s cr ip ted   in   M AT L AB   co n s id er in g   th e  im p lem en tatio n   o f   R FC   8 8 2 2   in   o r d er   to   d ep l o y   th e  5 G   co n v er g e n ce   p lan e  f o r   wir eless   an d   wir elin e  f o r   en ca p s u latio n   o f   t h e  u s er   p la n e.   T h e  d e p lo y m e n t  o f   th is   R FC   in tr o d u ce s   an   en ca p s u lati o n   m ec h a n is m   th at  o f f er s   s u p p o r tab ilit y   o f   tr af f ic  m u ltip lex in g   ass o ciate d   with   m u ltip le  s ess io n s   to   o f f er   q u al ity   o f   s er v ice  in   5 G   co m m u n icatio n .   Fu r th er ,   th e  s im u latio n   p ar am eter s   wer e  u s ed   f o r   ass ess in g   th e  co n n ec t iv ity   p r o b ab ilit y   in   th e  f o r m   o f   a  f u n ctio n   f o r   f i n ally   d eter m in in g   th e  c o v er a g e  r ate.   Fin ally ,   th e  alg o r ith m s   wer e  s eq u en tially   ev alu ated   in   o r d er   t o   ar r iv e  a t  th e  o u tco m e.   T ab le  1   h ig h li g h ts   th e  s im u latio n   p ar am ete r s   ad o p ted   f o r   th e   p r o p o s ed   ass ess m en t.       T ab le  1 .   Simu latio n   p ar am eter s   P a r a me t e r s   V a l u e s   D e n si t y   o f   U E   9 5 0   k m 2   B i a s   a t t r i b u t e   [ 1 , 1 ]   P o w e r   o f   n o i se    - 1 7 5   d B   P a t h   l o ss  e x p o n e n t   2 . 5   Tr a n sm i t   p o w e r   ( B S )   3 5   d B m       T h e  s tu d y   co n s id er s   th e  v ar i ab le  lo ca tio n   o f   MBS   with in   th e  ce ll  wh er e  th e  lin e - of - s ig h t  m o d el   ass o ciate d   with   th e  u r b an   co m m u n icatio n   s ce n ar io   is   co n s id er ed   f o r   p ath   l o s s   b etwe en   2 . 5 - 3 0   GHz .   T h e   co m p ar ativ e  a n aly s is   co n s id er s   th e  h o m o g en e o u s   n etwo r k   Ho m Net   an d   th e   co n v en tio n al  h eter o g e n eo u s   n etwo r k   HetNe t .   T h e   p r im e   r ea s o n   f o r   t h e  a d o p tio n   o f   H o m Net  an d   HetNe t  as  co n v en ti o n al  n etwo r k s   in   th e   an aly s is   o f   th e  p r o p o s ed   wo r k   is   d u e  to   m u ltip le  r ea s o n s ,   v iz .   i)   Fro m   co m m e r cial  p er s p ec t iv e,   it  is   n o ted   th at  Ho m Net  ca n   o f f e r   co s t - ef f ec ti v e  an d   p r ed ictab le  ca p ac ity   a n d   co v e r ag e  in   u r b a n   an d   r u r al  ar ea   with   m o b ile   b r o ad b an d   s er v ices  with   r elativ ely   s tatic  f o r m   o f   tr af f ic ;   ii)  Ad o p tio n   o f   HetNe t  is   r ep o r ted   to   b e  s u itab le  f o r   h ig h - tr af f ic  ar ea s ,   in d o o r   co v er ag e,   an d   lar g e - s ca le  d ev ice - to - d ev ice  co m m u n icatio n   in   5 G ;   iii)  Ap ar t  f r o m   th is ,   b o th   f o r m s   o f   c o n v e n tio n al  n etwo r k   s y s tem s   ca n   ac tu ally   co n tr ib u te   to   n etwo r k   d e n s if icatio n ,   wh ich   is   ess en tial  f o r   im p r o v in g   co v er ag e  in   5 G  u s in g   a  h ig h er   d e n s ity   o f   b ase  s tatio n s ;   a nd  iv )   A  jo in t  o p er atio n   o f   b o th   th ese  co n v e n tio n al  n et wo r k   s y s tem s   ar e   also   k n o wn   to   o f f er   ca p ac ity   en h a n ce m en t  an d   q u ality   o f   s er v ice.   Hen ce ,   Ho m Net  an d   HetNe t  ar e  m o r e  d ep lo y ed   in   a  5 G  en v ir o n m en t  f r o m   th e  p r ac tical  p er s p ec tiv e  an d   h e n ce   ar e  co n s id er ed   to   b e  s u b jecte d   to   co m p ar ativ e  a n aly s is   with   th e  p r o p o s ed   s y s te m .   T h e  ev al u atio n   co n s id er s   a  1 - 2 0   M b p s   av e r ag e   r ate  f o r   2 . 5 - 3 0   GHz   as  p o is o n   d is tr ib u tio n   f o r   d ata  ar r iv al.   T h e   an aly s is   is   ca r r ie d   o u t  o v er   a  s im u latio n   iter at io n   test   en v ir o n m en t,   wh ich   i n cr ea s es  th e  tr af f ic   r ate.   B o th   co n v en tio n al  s y s tem s   ( Ho m Net  an d   HetNe t)   ar e   ass ess ed   o n   a  s im ilar   test b ed   with   th e  p r o p o s ed   s y s tem   to   d r aw  lo g ical,   co n c lu s iv e  o u tco m es.  Fig u r e  2   h i g h lig h ts   th at  th e  p r o p o s ed   s y s tem   o f f er s   b etter   th r o u g h p u t   p er f o r m a n ce   wit h   co n s is ten cy   co m p a r ed   to   th e  e x is tin g   m ec h a n is m   c o n ce r n in g   d o wn lin k   tr an s m is s io n .   R ef er r in g   to   Fig u r e   2 ,   th e   r ea s o n   f o r   c o n s is ten cy   is   th at   th e   cu m u lativ e   ch a n n el  ca p ac ity   an d   MBS   ar e  d iv id e d   b etwe en   th e   p r o p o s ed   u n if ie d   f r am ewo r k   o n   a cc ess   an d   b ac k h au l  lin k s .   T h e  p atter n   o f   lin ea r   ch ar ac ter is tic  is   d u e  to   th e  u s ag e  o f   d u al  lin k s   f r o m   MBS   to   u s er   eq u ip m en t  o v er   SB S  d u r in g   r at e   d is tr ib u tio n .   Ho wev e r ,   it  s till   ex ce ls   b etter   co m p ar e d   to   co n v en tio n al  ap p r o ac h es.  A  s im ilar   tr en d   o f   b etter m en t  in   laten cy   ca n   also   b e  o b s er v ed   in   Fig u r e  3 .   Al th o u g h ,   in   in cr ea s in g   o r d e r ,   t h e  p r o p o s ed   s y s tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 9 8 1 - 6 9 9 1   6988   o f f er s   b etter   laten cy   co n tr o l  t h an   th e  ex is tin g   ap p r o ac h .   O n e  r ea s o n   is   th e  ab s en ce   o f   iter ativ e  s tep s   in   th e   p r o p o s ed   s y s tem ,   u n lik e  HetNe t  an d   Ho m Net,   to   ac co m p lis h   a  s u cc ess f u l  d o wn lin k   tr an s m is s io n .   T h e   n o v elty   in   th e   o u tco m e   is   th at  ir r esp ec tiv e  o f   t h e  in c r ea s in g   lo a d   o f   tr a f f ic  a n d   th e  p o s s ib le  p r esen ce   o f   ar tef ac t  in   f lo w;  th e   p r o p o s ed   s y s tem   o f f e r s   a  b etter   s tr ea m lin ed   f l o w  o f   co m m u n icatio n   in   co n tr ast  t o   th e   iter ativ e  an d   co m p lex   m ec h a n is m   o f   th e  ex is tin g   s y s tem .   T h e  o u tco m es p r esen ted   in   Fig u r e  2   an d   3   s h o wca s e   th at  th e  p r o p o s ed   s tu d y   m o d el  is   ca p a b le  o f   id e n tify in g   th e  b o ttlen ec k   co n d itio n   ca p tu r ed   f r o m   tr a f f ic   in f o r m atio n   th at  is   f u r th er   s u b jecte d   to   alg o r ith m s   in   o r d e r   to   m ak e  a  p r ec is e  d ec is io n   m ak in g   o f   r elay in g   s er v ices  u s in g   a   5 G  n etwo r k   s y s tem .   Hen ce ,   th e   s y s tem   n o t   o n l y   o f f er s   lo wer   lat en cy   a n d   i n cr ea s ed   th r o u g h p u t  b u t  also   o f f er s   a  b etter   s u s tain ab le  d ata  tr an s m is s io n   s ch em e  s u p p o r ted   f o r   m u ltip le  v ar ian ts   o f   ap p licatio n s   h o s ted   in   5 G - b as ed   s er v ices.           Fig u r e  2 .   C o m p a r ativ e  an aly s i s   o f   th r o u g h p u t           Fig u r e  3 .   C o m p a r ativ e  an aly s i s   o f   laten cy       Fro m   th e  o u tco m e  ex h ib ited   in   Fig u r e  4 ,   it  ca n   b e  n o ted   t h at  th e  p r o p o s ed   s y s tem   ( =   0 . 2 6 6 8   s )   o f f er s   h ig h ly   r ed u ce d   r esp o n s e  tim e  in   co n tr ast  to   th e   co n v e n tio n al  m ec h a n is m   o f   Ho m Ne t  ( =   0 . 7 3 4   s )   a n d   HetNe t  ( =   0 . 9 1 1 7   s ) .   T h er e  a r e   m u ltip le  k ey   f i n d in g s   f r o m   th e  o u tco m e  o f   th e  p r o p o s ed   s tu d y   to   o f f er   b etter   in s ig h t  in to   its   ef f ec tiv e n ess   as  f o llo ws:   i)   alth o u g h   H o m Nets  ar e  k n o w n   f o r   th eir   c o s t - ef f ec tiv en ess   in   p er s p ec tiv e  o f   d e p lo y m e n t,  it  is   n o ted   th at  it  is   n o t  ca p a b le  en o u g h   to   f in e - tu n e  its elf   to   t h e  alter in g   p atter n s   o f   tr af f ic   in   5 G  esp ec ially   d u r in g   v ar iatio n s   o f   tr af f ic  i n ten s ity .   T h is   f ac t  ca n   b e  r ea lized   b y   r e d u ce d   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:   2088 - 8 7 0 8         A   n o ve l sch eme   fo r   u n ified   s t r ea mlin ed   tr a ffic m a n a g eme n t   in   5 G  b a ck h a u l  n etw o r k   ( Dee p a   Th ip p a n n a )   6989   th r o u g h p u t   o f   Ho m Net,   as  s h o wn   in   Fig u r e   2 .   An d   ii)   HetNe ts   ar e  well - claim ed   to   o f f e r   im p r o v ed   s p ec tr al   ef f icien cy   wh er e   th e  tr af f ic  o f f lo ad in g   is   ca r r ied   o u t  to   s m al ler   ce lls   f r o m   m ac r o   ce lls .   T h ey   ar e  also   k n o wn   f o r   en h a n cin g   n etwo r k   p er f o r m an ce ;  h o wev er ,   wh en   HetNe t  is   ex p o s ed   to   th e  p r o p o s ed   test b ed ,   it  is   f o u n d   th at  it  en co u n ter s   ex ce s s iv e  co m p u tatio n al  ef f o r t  with   o v er la p p in g   c o v er a g e  ar ea s   an d   d i v e r s e  ce ll  ty p es.  T h is   f ac t c an   b e  r ea lized   f r o m   r e d u ce d   laten cy   in   Fig u r e  3   a n d   in cr ea s ed   alg o r ith m   p r o ce s s in g   t im e  in   Fig u r e  4 .           Fig u r e  4 .   Alg o r ith m   p r o ce s s in g   tim e       C o n s id er in g   HetNe t  to   b e   h i g h ly   a p p licab le  t o war d s   em e r g in g   ap p licatio n s   i n   5 G   co m p ar ed   to   Ho m Nets,  m ain tain in g   an d   d ep lo y in g   t h em   in cu r s   ex ce s s iv e  co s t  in   th e  p er s p ec tiv e  o f   s m all  ce lls   lik e  p ico ce lls   an d   f e m to ce lls .   At  th e  s am e  tim e,   th e   p r im e  s tr en g th   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   r e s id es  in   its   ab ilit y   to   in d ex   o f   b ase  s tatio n   b ased   o n   m u ltip le  s im p lifie d   p ar am et er s   ( s ig n al  p o wer   an d   p ath l o s s . )   an d   lin k   s tate.   Hen ce ,   a  b etter   s er v ice  d is s ip atio n   alter n ativ e  is   g en e r ate d   in   th e  p r o p o s ed   s tu d y   m o d el  with   ef f ec tiv e  b lo ck ag e  m an ag em e n t.    Fro m   th e  o u tco m e  ac co m p lis h ed   in   th e  s tu d y ,   it  ca n   b e  th er eb y   s tated   th at  th e  p r o p o s ed   m o d el   ass is ts   in   s ig n if ican tly   im p r o v in g   n etwo r k   ca p ac ity   b y   ef f icien tly   o p tim izin g   th e  n etw o r k   r eso u r ce s   with   b etter   q u ality   o f   s er v ice.   W h ile  ex is tin g   ap p r o ac h es  ar e  m ain ly   f o u n d   to   b e  s o p h is ticated   ap p r o ac h es  th at  d ep lo y   ca ch in g - b ased   c o n ce p t s ,   co s t  o p tim izatio n ,   e n er g y - ef f icien t  tech n iq u es,  an d   ar tific i al  in tellig en ce ,   th e   p r o p o s ed   s ch em e   u s es  v er y   s im p lifie d   an al y tical  m o d ellin g   to war d s   g en er ati n g   b lo ck a g e  f o llo wed   b y   lin k   s tate  co m p u tatio n .   T h is   m ak e s   th e  p r o p o s ed   m o d el  m u ch   m o r e  wo r t h y   t o war d s   d ep l o y i n g   in   p r ac tical  wo r l d   s ce n ar io s   with   d y n am ic  tr a f f ic   m an ag em e n t in   5 G.       4.   CO NCLU SI O N   At  p r esen t,  th er e  ar e  v ar i o u s   ap p r o ac h es  to war d s   m an ag i n g   th e  5 G  b ac k h au l  n etwo r k ;  h o wev er ,   n o n e  o f   th e  a p p r o a ch es  ar e  w itn ess ed   to   em p h asize   g atew ay   n o d es.  He n ce ,   th is   p ap e r   h y p o th esizes  th at  th e   ef f icien t  s elec tio n   o f   a   g atew a y   n o d e  u s in g   a   s im p lifie d   s ch em e  with o u t   iter atio n   c o u ld   r e s u lt  in   b etter   tr af f ic   m an ag em en t.   Fro m   th e  r esu lt  an aly s is ,   it  is   n o ted   th at  H o m Net  an d   HetNe t,  t h e  two   p o p u lar   a p p r o ac h es  in   5 G,   ca n n o t  ad d r ess   th e  u p c o m in g   ch allen g es,  esp ec ially   r elatin g   to   d y n am ic  tr a f f ic  m an ag em en t  t h at  th e   p r o p o s ed   s ch em e  is   s h o wn   to   b e  ca p ab le  o f .   Ap a r t  f r o m   th is ,   th e  p r o p o s ed   s ch em e  n o t  o n ly   o f f er s   a  b etter   q u ality   o f   s er v ice,   b u t  its   d e m an d s   f o r   c o m p u tatio n al  r eso u r ce s   ar e   q u ite  m in im al   in   co n tr ast  to   ex is tin g   ap p r o ac h es.  T h is   m o d el  in tr o d u ce s   an   ef f ec tiv e  tr a f f ic  m an ag em en t  o p er atio n   w h er e  co r e  an d   b ac k h a u l  n etwo r k s   ar e   u s ed   f o r   d e v elo p in g   a  u n if ied   ar ch itectu r e   wh er e  MBS ,   SB S,  an d   u s er   eq u ip m en t  p lay   a   co n s id er ab le  r o le.   T h e  id ea   is   also   ab o u t  co n s is ten t  ex tr ac tio n   o f   u p d ated   in f o r m atio n   o f   lo ca tio n   an d   lin k - s tate  ass o ciate d   with   ac to r s   m en tio n ed   ab o v e  to   in c o r p o r ate   th e  b etter   ca p ab ilit y   o f   a  g atew ay   n o d e  b etwe en   MBS   an d   co r e  n etwo r k .   T h e   s tu d y   o u tc o m e  e x h ib its   p r o p o s ed   s y s tem   o f f er s   a p p r o x im at ely   4 7 %  a n d   8 0 %  im p r o v em e n t  co n ce r n in g   th r o u g h p u t  an d   laten cy ,   alo n g   with   5 5 %  s ig n if ican tly   r e d u ce d   alg o r ith m ic   p r o ce s s in g   tim e.   T h e   o u tco m e   s u g g ests   th e  f air   f ea s ib ilit y   o f   th e  p r o p o s ed   s tu d y   m o d el  in   t r af f ic  m an a g em en t   f o r   b ac k h au l  n etwo r k s   s u p p o r ted   b y   5 G  n etwo r k   s er v ices.  T h e  lim itatio n   o f   th e  c u r r e n t  wo r k   ca n   b e  v iewe d   as a   h ig h ly   f o cu s ed   tar g et  t o war d s   im p r o v in g   5 G  s er v ices c o n s id er in g   s o lv in g   is s u es in   tr af f ic  m an ag em e n t.  I t   is   s tr o n g ly   b eliev e d   th at  th e r e   is   m o r e  s co p e   f o r   im p r o v in g   th e  cu r r en t  wo r k   b y   in c o r p o r atin g   a  s ch ed u lin g   ap p r o ac h .   Hen ce ,   th e  f u t u r e  d i r ec tio n   o f   wo r k   will b e  ca r r ied   o u t to war d s   s o lv in g   th e  o p tim izatio n   p r o b lem   o f   p ac k et  f o r war d in g   in   a  5 G  b ac k h au l n etwo r k   b y   ad o p tin g   a   n o v el  s ch ed u lin g   ap p r o ac h .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   6 9 8 1 - 6 9 9 1   6990   RE F E R E NC E S   [ 1 ]   P .   J.   B u r k e ,   “ 4 G   a n t i p o d e :   r e mo t e   c o n t r o l   o f   a   g r o u n d   v e h i c l e   f r o m   a r o u n d   t h e   w o r l d , ”   I EEE   J o u rn a l   o n   M i n i a t u r i za t i o n   f o r   A i r   a n d   S p a c e   S y st e m s ,   v o l .   1 ,   n o .   3 ,   p p .   1 5 0 – 1 5 3 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JM A S S . 2 0 2 0 . 3 0 1 8 4 0 0 .   [ 2 ]   Y. - Y .   W a n g ,   Y . - L .   B a n ,   a n d   Y .   Li u ,   “ S u b - 6 G H z   4 G / 5 G   c o n f o r mal   g l a ss e s   a n t e n n a s, ”   I EE E  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 8 2 0 2 7 – 1 8 2 0 3 6 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 5 9 6 0 3 .   [ 3 ]   J.  H a n   a n d   K .   K w o n ,   “ I / Q   b a l a n c e - e n h a n c e d   w i d e b a n d   r e c e i v e r   f r o n t - e n d   f o r   2 G / 3 G / 4 G / 5 G   N R   c e l l u l a r   a p p l i c a t i o n s, ”   I EEE   T ra n s a c t i o n s  o n   C i r c u i t s  a n d   S y st e m s   I :   R e g u l a r   P a p e rs ,   v o l .   6 7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 8 8 1 – 1 8 9 1 ,   J u n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T C S I . 2 0 2 0 . 2 9 7 4 4 8 6 .   [ 4 ]   H .   C a m p a n e l l a ,   Y .   Q i a n ,   C .   O .   R o m e r o ,   J.   S .   W o n g ,   J.   G i n e r ,   a n d   R .   K u m a r ,   “ M o n o l i t h i c   mu l t i b a n d   M E M S   R F   f r o n t - e n d   m o d u l e   f o r   5 G   m o b i l e , ”   J o u r n a l   o f   Mi c r o e l e c t r o m e c h a n i c a l   S y s t e m s ,   v o l .   3 0 ,   n o .   1 ,   p p .   7 2 – 8 0 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J M E M S . 2 0 2 0 . 3 0 3 6 3 7 9 .   [ 5 ]   H .   Ji n ,   L.   Zh u ,   H .   Z o u ,   Y .   L u o ,   S .   X u ,   a n d   G .   Y a n g ,   “ A   w i d e b a n d   d u a l - p o l a r i z e d   a n t e n n a   a n d   i t s  a r r a y   w i t h   e l e c t r i c a l l y   d o w n   t i l t   f u n c t i o n   f o r   5 G   s u b - 6   G H z   c o mm u n i c a t i o n   a p p l i c a t i o n s,”   I E E E  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   7 6 7 2 – 7 6 8 1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 5 9 3 7 8 .   [ 6 ]   S .   S h i n j o   e t   a l . ,   “ A   2 8 G H z - b a n d   h i g h l y   i n t e g r a t e d   G a A s  R F   f r o n t e n d   mo d u l e   f o r   mas si v e   M I M O   i n   5 G , ”   2 0 1 8   I EE E  MTT - S  I n t e r n a t i o n a l   Mi c r o w a v e   W o rk sh o p   S e r i e s   o n   5 G   H a rd w a re  a n d   S y st e m   T e c h n o l o g i e s,   I MW S - 5 G   2 0 1 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I M W S - 5 G . 2 0 1 8 . 8 4 8 4 5 6 4 .   [ 7 ]   E.   W o n g ,   E.   G r i g o r e v a ,   L .   W o si n s k a ,   a n d   C .   M .   M a c h u c a ,   “ En h a n c i n g   t h e   su r v i v a b i l i t y   a n d   p o w e r   s a v i n g s  o f   5 G   t r a n sp o r t   n e t w o r k s  b a se d   o n   D W D M   r i n g s , ”   J o u rn a l   o f   O p t i c a l   C o m m u n i c a t i o n s  a n d   N e t w o r k i n g ,   v o l .   9 ,   n o .   9 ,   S e p .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 3 6 4 / JO C N . 9 . 0 0 0 D 7 4 .   [ 8 ]   C. - C .   Te n g ,   M . - C .   C h e n ,   M . - H .   H u n g ,   a n d   H . - J .   C h e n ,   “ En d - to - e n d   ser v i c e   a ssu r a n c e   i n   5 G   c r o ss h a u l   n e t w o r k s,”   i n   2 0 2 0   2 1 s t   Asi a - Pa c i f i c   N e t w o rk   O p e r a t i o n s   a n d   M a n a g e m e n t   S y m p o si u m   ( AP N O M S ) ,   S e p .   2 0 2 0 ,   p p .   3 0 6 – 3 0 9 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / A P N O M S 5 0 4 1 2 . 2 0 2 0 . 9 2 3 6 9 7 7 .   [ 9 ]   I .   A l l a l ,   B .   M o n g a z o n - C a z a v e t ,   K .   A l   A g h a ,   S . - M .   S e n o u c i ,   a n d   Y .   G o u r h a n t ,   “ A   g r e e n   sma l l   c e l l s   d e p l o y men t   i n   5 G - S w i t c h   O N / O F F   v i a   I o T  n e t w o r k s  a n d   e n e r g y   e f f i c i e n t   mes h   b a c k h a u l i n g , ”   i n   2 0 1 7   I FI P  N e t w o rk i n g   C o n f e re n c e   ( I FI P  N e t w o rk i n g )   a n d   Wo r k sh o p s ,   J u n .   2 0 1 7 ,   p p .   1 – 2 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I F I P N e t w o r k i n g . 2 0 1 7 . 8 2 6 4 8 7 1 .   [ 1 0 ]   M .   J a b e r ,   M .   A .   I mr a n ,   R .   T a f a z o l l i ,   a n d   A .   Tu k m a n o v ,   “ 5 G   b a c k h a u l   c h a l l e n g e s  a n d   e m e r g i n g   r e s e a r c h   d i r e c t i o n s :   a   su r v e y , ”   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   4 ,   p p .   1 7 4 3 – 1 7 6 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 6 . 2 5 5 6 0 1 1 .   [ 1 1 ]   A .   B e t z l e r ,   D .   C a mp s - M u r ,   E.   G a r c i a - V i l l e g a s,   I .   D e mi r k o l ,   a n d   J .   J.   A l e i x e n d r i ,   “ S O D A LI TE:   S D N   w i r e l e s s  b a c k h a u l i n g   f o r   d e n se   4 G / 5 G   sm a l l   c e l l   n e t w o r k s, ”   I E EE  T r a n sa c t i o n s   o n   N e t w o r k   a n d   S e r v i c e   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 0 9 – 1 7 2 3 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN S M . 2 0 1 9 . 2 9 3 0 7 4 5 .   [ 1 2 ]   C .   G e   e t   a l . ,   “ Q o E - a ss u r e d   l i v e   s t r e a mi n g   v i a   sa t e l l i t e   b a c k h a u l   i n   5 G   n e t w o r k s, ”   I EEE   T ra n s a c t i o n s  o n   Bro a d c a st i n g ,   v o l .   6 5 ,     n o .   2 ,   p p .   3 8 1 – 3 9 1 ,   Ju n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TB C . 2 0 1 9 . 2 9 0 1 3 9 7 .   [ 1 3 ]   E.   Z o l a   a n d   I .   M a r t i n - Es c a l o n a ,   “ A   r o b u s t   u ser   a ss o c i a t i o n ,   b a c k h a u l   r o u t i n g ,   a n d   sw i t c h i n g   o f f   m o d e l   f o r   a   5 G   n e t w o r k   w i t h   v a r i a b l e   t r a f f i c   d e m a n d s, ”   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   9 6 7 1 4 – 9 6 7 2 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 9 2 3 3 0 .   [ 1 4 ]   G .   S .   P a r k   a n d   H .   S o n g ,   “ C o o p e r a t i v e   b a se  st a t i o n   c a c h i n g   a n d   X 2   l i n k   t r a f f i c   o f f l o a d i n g   s y st e m  f o r   v i d e o   s t r e a mi n g   o v e r   S D N - e n a b l e d   5 G   n e t w o r k s , ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s   o n   Mo b i l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 8 ,   n o .   9 ,   p p .   2 0 0 5 – 2 0 1 9 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M C . 2 0 1 8 . 2 8 6 9 7 5 6 .   [ 1 5 ]   Y. - J.  Y u ,   T. - Y .   H si e h ,   a n d   A . - C .   P a n g ,   “ M i l l i me t e r - w a v e   b a c k h a u l   t r a f f i c   mi n i m i z a t i o n   f o r   C o M P   o v e r   5 G   c e l l u l a r   n e t w o r k s , ”   I EEE  T r a n s a c t i o n s  o n   Ve h i c u l a r Te c h n o l o g y ,   v o l .   6 8 ,   n o .   4 ,   p p .   4 0 0 3 – 4 0 1 5 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T . 2 0 1 9 . 2 9 0 0 3 7 9 .   [ 1 6 ]   X .   G e ,   S .   Tu ,   G .   M a o ,   V .   K .   N .   L a u ,   a n d   L.   P a n ,   “ C o s t   e f f i c i e n c y   o p t i m i z a t i o n   o f   5 G   w i r e l e ss  b a c k h a u l   n e t w o r k s,”   I EE E   T ra n s a c t i o n s  o n   M o b i l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 2 ,   p p .   2 7 9 6 – 2 8 1 0 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T M C . 2 0 1 8 . 2 8 8 6 8 9 7 .   [ 1 7 ]   N .   H a d d a j i ,   K .   N g u y e n ,   a n d   M .   C h e r i e t ,   “ TC O   p l a n n i n g   g a m e   f o r   5 G   mu l t i t e n a n t   v i r t u a l i z e d   m o b i l e   b a c k H a u l   ( V - M B H )   n e t w o r k , ”   J o u r n a l   o f   L i g h t w a v e   T e c h n o l o g y ,   v o l .   3 7 ,   n o .   2 4 ,   p p .   6 1 9 3 – 6 2 0 6 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / J LT. 2 0 1 9 . 2 9 4 7 5 4 3 .   [ 1 8 ]   Y .   Li u ,   A .   T a n g ,   a n d   X .   W a n g ,   “ J o i n t   i n c e n t i v e   a n d   r e so u r c e   a l l o c a t i o n   d e s i g n   f o r   u ser - p r o v i d e d   n e t w o r k   u n d e r   5 G   i n t e g r a t e d   a c c e ss  a n d   b a c k h a u l   n e t w o r k s, ”   I EEE   T ra n s a c t i o n s  o n   N e t w o r k   S c i e n c e   a n d   En g i n e e r i n g ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   6 7 3 – 6 8 5 ,   A p r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN S E. 2 0 1 9 . 2 9 1 0 8 6 7 .   [ 1 9 ]   C .   V .   N a h u m   e t   a l . ,   “ T e st b e d   f o r   5 G   c o n n e c t e d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   o n   v i r t u a l i z e d   n e t w o r k s, ”   I E EE   Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   2 2 3 2 0 2 – 2 2 3 2 1 3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 4 3 8 7 6 .   [ 2 0 ]   H .   Z h a n g ,   C .   H u a n g ,   J .   Z h o u ,   a n d   L.   C h e n ,   “ Q o S - a w a r e   v i r t u a l i z a t i o n   r e s o u r c e   ma n a g e me n t   me c h a n i sm   i n   5 G   b a c k h a u l   h e t e r o g e n e o u s  n e t w o r k s, ”   I EE E  A c c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   1 9 4 7 9 – 1 9 4 8 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 2 9 6 7 1 0 1 .   [ 2 1 ]   M .   M .   M o w l a ,   I .   A h m a d ,   D .   H a b i b i ,   a n d   Q .   V .   P h u n g ,   “ En e r g y   e f f i c i e n t   b a c k h a u l i n g   f o r   5 G   sma l l   c e l l   n e t w o r k s,”   I EE E  T ra n s a c t i o n s  o n   S u s t a i n a b l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   4 ,   n o .   3 ,   p p .   2 7 9 – 2 9 2 ,   J u l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TSU S C . 2 0 1 8 . 2 8 3 8 1 1 6 .   [ 2 2 ]   A .   N .   A l - Q u z w e e n i ,   A .   Q .   La w e y ,   T .   E.   H .   El g o r a sh i ,   a n d   J.   M .   H .   E l m i r g h a n i ,   “ O p t i mi z e d   e n e r g y   a w a r e   5 G   n e t w o r k   f u n c t i o n   v i r t u a l i z a t i o n , ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   4 4 9 3 9 – 4 4 9 5 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 0 7 7 9 8 .   [ 2 3 ]   F .   M a l a n d r i n o ,   C .   F .   C h i a sser i n i ,   C .   C a se t t i ,   G .   La n d i ,   a n d   M .   C a p i t a n i ,   “ A n   o p t i m i z a t i o n - e n h a n c e d   M A N O   f o r   e n e r g y - e f f i c i e n t   5 G   n e t w o r k s , ”   I E EE/ AC M  T r a n sa c t i o n s   o n   N e t w o rk i n g ,   v o l .   2 7 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 5 6 – 1 7 6 9 ,   A u g .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN ET . 2 0 1 9 . 2 9 3 1 0 3 8 .   [ 2 4 ]   E.   E l   H a b e r ,   T.   M .   N g u y e n ,   C .   A ssi ,   a n d   W .   A j i b ,   “ M a c r o - c e l l   a ssi s t e d   t a sk   o f f l o a d i n g   i n   M E C - b a s e d   h e t e r o g e n e o u s  n e t w o r k s   w i t h   w i r e l e ss   b a c k h a u l , ”   I EE E  T r a n s a c t i o n s   o n   N e t w o rk   a n d   S e r v i c e   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   1 6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 7 5 4 – 1 7 6 7 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TN S M . 2 0 1 9 . 2 9 3 9 6 8 5 .   [ 2 5 ]   A .   B o n f a n t e   e t   a l . ,   “ 5 G   m a ssi v e   M I M O   a r c h i t e c t u r e s :   se l f - b a c k h a u l e d   s mal l   c e l l s   v e r su s  d i r e c t   a c c e ss,”   I EE E  T ra n sa c t i o n s  o n   Ve h i c u l a r T e c h n o l o g y ,   v o l .   6 8 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 0 0 0 3 – 1 0 0 1 7 ,   O c t .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T. 2 0 1 9 . 2 9 3 7 6 5 2 .   [ 2 6 ]   T.   K .   V u ,   M .   B e n n i s,   M .   D e b b a h ,   a n d   M .   La t v a - A h o ,   “ J o i n t   p a t h   s e l e c t i o n   a n d   r a t e   a l l o c a t i o n   f r a m e w o r k   f o r   5 G   se l f - b a c k h a u l e d   mm - w a v e   n e t w o r k s,”   I EEE   T r a n s a c t i o n s  o n   Wi r e l e s s  C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   4 ,   p p .   2 4 3 1 – 2 4 4 5 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TW C . 2 0 1 9 . 2 9 0 4 2 7 5 .   [ 2 7 ]   A .   O r t i z ,   A .   A sa d i ,   G .   H .   S i m,   D .   S t e i n me t z e r ,   a n d   M .   H o l l i c k ,   “ S C A R O S :   a   s c a l a b l e   a n d   r o b u s t   se l f - b a c k h a u l i n g   s o l u t i o n   f o r   h i g h l y   d y n a m i c   mi l l i me t e r - w a v e   n e t w o r k s, ”   I EE E  J o u rn a l   o n   S e l e c t e d   Ar e a s i n   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   2 6 8 5 – 2 6 9 8 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / JS A C . 2 0 1 9 . 2 9 4 7 9 2 5 .   [ 2 8 ]   A .   C .   S u a r e z   R o d r i g u e z ,   N .   H a i d e r ,   Y .   H e ,   a n d   E.   D u t k i e w i c z ,   “ N e t w o r k   o p t i m i sa t i o n   i n   5 G   n e t w o r k s :   a   r a d i o   e n v i r o n m e n t   ma p   a p p r o a c h , ”   I EE E  T r a n sa c t i o n s   o n   Ve h i c u l a r   T e c h n o l o g y ,   v o l .   6 9 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 2 0 4 3 – 1 2 0 5 7 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TV T . 2 0 2 0 . 3 0 1 1 1 4 7 .   [ 2 9 ]   M .   S a a d   a n d   S .   A b d a l l a h ,   “ O n   mi l l i m e t e r   w a v e   5 G   b a c k h a u l   l i n k   s c h e d u l i n g , ”   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   7 6 4 4 8 – 7 6 4 5 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.