T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b er   20 25 ,   p p .   1 155 ~1 1 6 5   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 23 i 5 . 265 11          1155     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   pro po sed sche d uling  alg o rith m  f o r re a l t i m e  appli ca tion in  5G  netw o rk s       M o a a t h Sa leh A bd ulra h m a n ,   B utha ina   M o s a   O m ra n   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 ,   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t y   o f   B a g h d a d ,   B a g h d a d ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   4 2024   R ev i s ed   Ma y   31 2025   A cc ep ted   A u g   1 2025       T h e   th ird - g e n e ra ti o n   p a rtn e rsh i p   d e v e lo p e d   th e   f if th - g e n e ra ti o n   sp e c if ica ti o n to   sa ti sfy   th e   e x p a n sio n   o f   m o b il e   a p p li c a ti o n a n d   th e   g ro w n   d e m a n d   f o r   e x tra  d a ta  f lo w .   A th e   re a ti m e   se rv ic e in   5 G   n e tw o rk a r e   wid e sp re a d ,   p ro f e ss io n a sc h e d u li n g   a lg o r it h m a re   n e c e ss a r y   to   d e a w it h   t h e   a s sig n m e n o f   th e   sc a r c e   f re q u e n c y   re so u rc e a m o n g   d iff e re n c a teg o ries   o f   a p p li c a ti o n s,   e n su rin g   t h e   q u a li ty   o f   se rv ice   a n d   im p ro v in g   t h e   u se e x p e rien c e .   T h is p a p e r   p ro p o se a   re a ti m e   f lo w   sc h e d u li n g   a lg o rit h m   b y   e n h a n c in g   th e   s c h e d u li n g   m e tri c   to   p rio rit ize   re a ti m e   f lo w s   su c h   a v o ice   a n d   v id e o ,   p a rti c u larly   a th e   p a c k e d e la y   a p p ro a c h e it th re sh o l d   ti m e .   T h e   p e rf o r m a n c e   m e tr ics   o f   th e   p ro p o se d   a lg o rit h m   w e re   e v a lu a ted   a n d   c o m p a re d   t o   th re e   w e ll - k n o w n   a lg o rit h m s,  w h ich   a re   th e   m o d if ied   larg e st  w e ig h ted   d e lay   f irst ,   th e   e x p o n e n ti a p ro p o rti o n a f a ir,   a n d   th e   lo g a rit h m ic  ru le .   T h e   si m u latio n   re su lt s,   w h ich   w a c o n d u c ted   b y   a   d e d i c a ted   so f t w a re ,   sh o w e d   th a th e   p ro p o se d   a lg o rit h m   a c h iev e d   u p   t o   1 . 5   ti m e th e   t h ro u g h p u o f   th e   o th e r   a lg o rit h m a n d   re su lt e d   in   les th a n   h a lf   th e   v i d e o   p a c k e ts  lo ss   ra ti o   c o m p a re d   to   o th e rs,   m o re o v e r,   it   o ffe re d   a   h ig h e f a irn e ss   in d e x   b e t w e e n   u se rs  t h a n   o t h e r   a lg o rit h m f o v id e o   p a c k e ts.   K ey w o r d s :   Ne w   r ad io   P ac k et  lo s s   r atio   Qu alit y   o f   s er v ice   R eso u r ce   allo ca tio n   T h r o u g h p u t   T h is i 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 :   Mo aa th   Sale h   A b d u lr ah m a n   Dep ar t m en t o f   E lectr o n ics a n d   C o m m u n icat io n ,   C o lle g o f   E n g i n ee r i n g U n i v er s it y   o f   B ag h d ad   B ag h d ad ,   I r aq     E m ail:  m o az . ab d 2 3 0 6 @ co en g . u o b ag h d ad . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O   T h I n ter n atio n a Mo b ile  T elec o m m u n icatio n s   ( I MT - 2 0 2 0 )   in tr o d u ce d   th f i f t h   g e n er atio n   ( 5 G)   s tan d ar d s   to   m ee th r eq u ir e m en ts   o f   t h r ap id   in cr ea s in g   o f   w ir ele s s   d ev ice s   an d   th n e w   ap p licatio n s   w it h   h ig h   d ata  r ate   an d   lo w   laten c y   r eq u ir e m e n ts   [ 1 ] .   5 n et w o r k s   ca n   attai n   u p   to   2 0   Gb p s   o f   d ata  r ates,  2 0   ti m e s   th an   t h at  o f   t h 4 n et w o r k ,   an d   to tal  t i m e   d ela y   a s   lo w   as  1 0   m s   f o r   r ea l - ti m p ac k et s   [ 2 ] .   Mo r eo v er ,   5 p r o v id h ig h   s y s te m   s p ec tr al  ef f icie n c y ,   lar g er   d ata  d en s it y   p er   u n it  ar ea ,   h ig h er   r eliab ilit y ,   b etter   en er g y   ef f icien c y   [ 3 ] .   5 n et w o r k s   co m w it h   t h r ee   d is tin ct iv u s ca s es,  e n h a n c ed   m o b ile  b r o ad b an d   ( eM B B ) ,   m ass iv e - m ac h in t y p co m m u n icat io n   ( m MT C ) ,   an d   u ltra - r eliab le  lo w - late n c y   co m m u n icatio n   ( U R L L C )   s er v ices  [ 4 ] E m p lo y i n g   t h ese  u s ca s es  n e ce s s itate s   m o r r o b u s s y s te m   s i n ce   ea ch   o n o f   th ese  ca s es  d em a n d s   s p ec i f ic   s p ec ial  r eq u ir e m e n ts   [ 5 ] .   T h p ac k et  s ch ed u ler   co m p o n en o f   t h r ad io   r eso u r ce   m an ag e m e n ( R R M)   g a th er s   t h i n f o r m atio n   f r o m   u s er s   co n tin u o u s l y ,   th en   ap p lies   th in ten d ed   q u alit y   o f   s er v ice  ( Qo S)  to   ea ch   f lo w   t y p to   g u ar an tee  th e   o p tim u m   u tili za t io n   o f   t h r es o u r ce s   [ 6 ] .   R R is   s et  o f   p r o ce d u r es,  s tr ateg ies,  a n d   alg o r it h m s   r esp o n s ib le  f o r   m an a g i n g   r eso u r ce   allo ca tio n ,   d ata  r ates,  m o d u latio n   a n d   co d in g   s c h e m a m o n g   o t h er s   [ 7 ] .   T h ex ten s i v e   n u m b er   o f   d ep lo y ed   d e v ices   a n d   th e   v ar io u s   t y p es   o f   s er v ice s   an d   f lo w   t y p es   co m p licate   R R d esi g n in g   a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 1 5 5 - 1 165   1156   d ep lo y i n g .   T h v ar ied   Qo r eq u ir e m e n t s   o f   ea ch   ap p licatio n ,   th s p ec tr u m   s ca r cit y ,   th c h an n el  in f o r m a tio n   o f   ea ch   u s er   i n   t h n et w o r k ,   an d   t h u s er   m o b ilit y   ar f ac to r s   t h a af f ec th e   all o ca tio n   o f   r eso u r ce s   i n   t h n et w o r k .   T h u s ,   Qo m u s b co n f i g u r ed   to   en s u r ac ce p tab le  d elay   an d   d ata  r ate  w it h   t h lo w e s p o s s ib le  lo s s   r atio .   T o   ac h iev e   t h o p ti m al   Qo f o r   all  u s er s ,   t h M AC   s ch ed u ler   s h o u ld   b d esi g n ed   to   en s u r t h ef f icie n r eso u r ce   allo ca tio n   o f   t h v ar io u s   5 s c en ar io s   [ 8 ] .   T r af f ic  ca n   b r ea l - ti m ( R T )   o r   n o n - r ea ti m ( N R T )   w i th   d if f er en r eq u ir e m e n ts   o f   Qo S.  I n ter n e t   u s er s   s h o w   h u g d e m a n d   f o r   r ea l   ti m ap p licatio n s   lik v o ice  o v er   in ter n et  p r o t o co l   ( Vo I P )   an d   liv v id eo   s tr ea m i n g .   Vo I P   tr af f ic  is   ti m cr itical  ap p licatio n   w it h   h ig h   p r io r it y   a n d   r eliab ilit y   r eq u ir e m e n ts .   W h ile,   v id eo   s tr ea m i n g   tr af f ic  r eq u i r es  h ig h   d ata  r ates  an d   lo w   laten c y   s er v i n g   lar g n u m b er   o f   u s er s   w h er ea s   g u ar a n teei n g   ad eq u ate  n e t w o r k   p er f o r m a n ce   [ 9 ] .   C u r r en t   r ea l - ti m i n ter ac ti v ap p licatio n s   r eq u ir m o r e   s o p h is ticated   Qo S tar g et s   co n ce r n in g   d ela y   an d   p ac k et  lo s s   r atio   ( P L R )   as p er f o r m an ce   in d icato r s   b esid h i g h   n et w o r k   p er f o r m an ce   to   e n s u r Vo I P   an d   v id eo   q u alit y .   T h e s i n d icato r s   ar v ital  f o r   b o th   u s er   e x p er ien ce   a n d   Qo S in   r ea l - t i m ap p licatio n s   [ 1 0 ] .   T h av ailab le  s ch ed u lin g   al g o r ith m s   ca n   b class if ied   as  ch an n el - a w ar e,   Qo S - a w ar e,   ch an n el - a n d - Qo S - a w ar o r   n o n o f   th o s e.   T h ch an n el  q u ali t y   is   co n s id er ed   to   en h an ce   n e t w o r k   p er f o r m a n ce ,   w h ile  t h e   Qo S a r em p lo y ed   to   s ati s f y   t h d esire d   s er v ice s   q u alit y   p a r a m eter s   [ 1 1 ] .   Nw aw elu   e t   a l .   [ 1 2 ] ,   a n   a lg o r i th m   is   e v a lu at e d   w h i ch   g iv es   e x t r a   Qo S   s u p p o r t   t o   t h e   n e t w o r k   w h i l e   i n c r e a s in g   th e   n u m b e r   o f   s u p p o r t e d   u s e r s .   T h i s   a l g o r ith m   p r e d ic ts   th e   in c o m in g   t r af f i c   an d   g a th e r s   i ts   ch an n e l   s t a ti s t i cs   t o   h e l p   th e   s c h e d u l e r   t o   as s ig n   th r e s o u r ce s   t o   th e   u s e r   w ith   c u r r en t   h ig h e s t   c h a n n el   s t at e .   H o w ev e r ,   th is   a lg o r i th m   h as   a   l o w e r   p r i o r i ty   f o r   R T   f l o w s   i n   c as e   o f   P L R   a n d   t h r o u g h p u t.   A n g r i   et   a l .   [ 1 3 ] ,   an   a lg o r i th m   is   p r o p o s e d   f o r   l a r g e   n u m b er   o f   u s e r s   w ith   h ig h   s p e e d .   I t   f u lf i ll s   t h e   n ee d s   o f   th e   Q o S   o f   R T   a p p l i c a ti o n s   c o n ce r n in g   av e r ag e   th r o u g h p u t ,   p ac k e t   d el ay ,   an d   PL R F o r   N R T   f l o w s   i t   c o n s i d e r s   th e   c h an n e l   c o n d it i o n   a n d   t h e   a v e r ag e   d a t a   r at e .   W h i l e   f o r   R T   f l o w s ,   th e   d e l ay   is   t ak en   i n t o   c o n s i d e r a ti o n   u s in g   an   ex p o n e n t i al   f u n c ti o n   g iv i n g   en h an c em en t   f o r   R T   f l o w s .   T h is   m ay   r e s u l t   in   u n f ai r   r e s o u r ce   a l l o c at i o n   b e tw e en   R T   a n d   N R T   f l o w s .   A   n e w   s ch e d u l e r   is   s u g g es t e d   b y   Nw aw e l u   an d   A n i   [ 1 4 ]   t o   e n h an c e   th e   p r i o r i ty   o f   R T   o v e r   N R T   s e r v i c e s ,   o f f e r in g   a   g o o d   p e r f o r m an c e ,   an d   s a ti s f y in g   t h Q o S   r e q u i r em en t s   o f   th PL R   f o r   R T   s e r v i c es .   T h s ch ed u ler   d iv id es   t h u s er s   t o   R T   an d   NR T   u s er s ,   t h e n   as s i g n s   r ad io   r eso u r ce s   to   u s er s   s u ch   th at   s ta n d ar d   n et w o r k   p er f o r m a n ce   m e tr ics  ar s atis f ied ,   w h ich   m a k t h al g o r ith m   m o r co m p le x   th an   o t h er   al g o r ith m s .   L ati f f   et  a l.   [ 9 ]   s tu d ied   an   alg o r it h m   p er f o r m a n ce   in   5 n et wo r k .   T h is   alg o r ith m   co m b i n es t h p r o p o r tio n al  f air   m e tr ic  w i th   t h h ea d - of - lin ( Ho L )   p ac k et  d ela y ,   an d   co n s tr ain ed   b y   t h p ac k et  d elay   t h r es h o ld   an d   th p er m is s ib le  lo s s   p ac k et s   p r o b ab ilit y .   T h is   alg o r ith m   g iv e s   lo w er   p r io r ity   to   R T   f lo w s   co m p ar ed   to   NR T   f lo w s .   I n   th i s   w o r k ,   an   al g o r ith m   i s   p r o p o s ed   to   m ai n tai n   t h Qo S o f   R T   tr af f ic  w h ile  k ee p i n g   t h m i n i m u m   r eq u ir ed   f air n es s   an d   t h r o u g h p u f o r   t h NR T   tr af f ic  f o r   u s er s .   T h is   alg o r ith m   g iv e s   f air   p r i o r ity   o f   R T   p ac k ets  n e w l y   b u f f er ed   in   th q u eu es  w it h   NR T   f lo w s ,   an d   ass ig n s   h ig h er   p r io r ity   to   R T   f lo w s   s p en lo n g er   ti m in   b u f f er s ,   ac h ie v i n g   b etter   R T   th r o u g h p u t a n d   lo w er   P L R .       2.   SCH E DU L I NG   T E CH NI Q UE   S ch e d u l in g   is   t h e   p r o c es s   o f   a l l o c at in g   r a d i o   r e s o u r c es   am o n g   u s e r s .   S ev e r a f a c t o r s   a f f e ct   th s ch e d u l in g ,   s u c h   as   ch an n e l   s ta t e   in f o r m a ti o n   ( C S I ) ,   b u f f e r   s t a tu s   r e p o r t   ( B SR ) ,   an d   Q o S   [ 1 5 ] .   S e v e r a l   f a ct o r s   a f f e ct   th e   Q o S ,   s u c h   a s   t a r g e t   d e l ay s ,   av ai l a b l r e s o u r c es ,   ch an n e l   c o n d it i o n s ,   a n d   s e r v i ce   ty p es   ( R T   o r   NR T )   [ 8 ] .   5 G   NR   em p l o y s   th o r th o g o n a l   f r e q u en cy   d iv is i o n   m u lt i p l ex in g   ( OF DM ) ,   w h e r t im an d   f r e q u en cy   d o m a in s   c an   b e   u s e d   f o r   s ch e d u l in g   as   s h o w n   in   Fig u r e   1 .   A   r e s o u r ce   e l em en t   ( R E )   is   th e   b a s i c   tim e - f r e q u e n cy   r e s o u r ce   u n i t   th at   c o n s is t s   o f   o n e   s u b c a r r i e r   in   th e   f r e q u en cy   d o m a in   an d   o n e   O F DM   s y m b o l   i n   th e   t im e   d o m a in .   F r e q u en cy   d o m a in   is   d iv i d e d   in t o   s ev e r al   c a r r i e r s   c a ll e d   s u b c a r r i e r s .   5 G   s u p p o r t s   d if f e r en s u b c a r r i e r   s p ac in g s   w h ic h   a r e   1 5   ( as   in   L T E ) ,   3 0 ,   6 0 ,   1 2 0 ,   a n d   2 4 0   k Hz ,   an d   r a n g e   o f   ch an n el   b an d w i d th s   u p   t o   4 0 0   M H z   [ 8 ] .     r e s o u r ce   b lo ck   ( R B )   h as  t welv co n t ig u o u s   s u b ca r r ier s .   I is   co n s id er ed   th s m a lles r e s o u r ce s   u n it   th at   ca n   b allo ca ted   to   u s er .   T im d o m a in   is   d i v id ed   in to   r ad io   f r a m es,  s u b f r a m e s ,   s lo ts   an d   m i n i - s lo t.  T h d u r atio n   o f   r ad io   f r a m is   1 0   m s   a n d   is   d iv id ed   in to   1 0   s u b f r a m e s   with   a n   in ter v al  o f   1   m s   ea c h   [ 1 6 ] .   E v er y   s u b f r a m e   h as  o n o r   m o r s lo ts   o f   1 4   OFDM  s y m b o ls .   A   m in i - s lo ca n   b eith er   2 ,   4 ,   o r   7   s y m b o ls .   T h s lo in ter v a l   r elies o n   th s u b ca r r ier   s p ac in g   [ 1 5 ] .   5 s u p p o r ts   tw o   t y p es  o f   d u p lex i n g ,   th f r eq u en c y   d i v is io n   d u p lex   ( FDD)   w h ic h   ass i g n s   d if f er en t   f r eq u en c y   c h an n el s   to   u p lin k   a n d   d o w n lin k   tr a f f ic s ,   an d   t h ti m d iv i s io n   d u p le x   ( T DD)   w h i ch   tr an s m i ts   u p lin k   an d   d o w n li n k   p ac k ets  s ep ar ated   b y   t i m th r o u g h   s in g le  c h an n el  [ 1 7 ] .   U s e r   e q u i p m en ( U E )   r e p o r t s   th s t an d a r d   C S I   a t   e a ch   t r an s m is s i o n   t im in t e r v al   ( T T I ) .   C S I   h a s   s ev e r al   co m p o n en t s   o f   in f o r m a t i o n ,   s u ch   as   ch an n el   q u a l ity   i n d i ca t o r   ( C Q I ) ,   a n d   p r e c o d in g   m a t r ix   in d i c a t o r   [ 1 8 ] .   C QI   i s   a n   i n te g er   o f   f o u r   b its ,   r ep r esen tin g   t h d ata  s p ee d   d ev ice  ca n   m a n ag m ai n tai n in g   an   er r o r   o f   1 0 o r   less .   T h C QI   i s   f u n ctio n   o f   t h s i g n al  to   in ter f er en c e   an d   n o is r atio   ( SIN R ) ,   alth o u g h   it d ep en d s   o n   th d ev ice  i m p le m en ta tio n .   A cc o r d in g   to   th r ep o r ted   C QI ,   th R R m o d u le  s p ec if ie s   t h m o d u latio n   a n d   co d in g   s ch e m ( MCS )   [ 1 9 ] .   P ac k ets  ar ar r an g ed   in   v ar io u s   q u e u es,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         p r o p o s ed   s ch ed u lin g   a lg o r ith fo r   r ea l time   a p p lica tio n   i n   5 n etw o r ks   ( Mo a a th   S a leh   A b d u lr a h ma n )   1157   th en ,   t h p ac k et  s c h ed u ler   all o ca tes  th a v ailab le  p h y s ical  r ad io   b lo ck s   ( P R B s )   to   th cu r r en f lo w s   w it h   t h e   lar g est  m etr ic  v al u [ 8 ] .   T h s ch ed u li n g   d ec is io n   is   m ad ac co r d in g   to   s e v er al  f ac to r s ,   i n c lu d in g   b u f f er   s ize,   ch an n el  co n d it io n s ,   a n d   p ac k e t d ela y s .   Fo r   ev er y   u s er ,   tr an s p o r t b lo ck   ( T B )   is   b u ilt co n ta in i n g   t h d ata  to   b tr an s m itted   [ 6 ] .           Fig u r 1 .   5 r ad io   f r am s tr u c tu r an d   r eso u r ce   g r id       3.   E VA L UA T I O P ARAM E T E RS:   Fo u r   p er f o r m an ce   p ar a m e ter s   ar u s ed   to   ev alu ate  t h al g o r ith m s   i n   th i s   p ap er   as f o llo w s .     3 . 1 .    T hro ug hp ut  ev a lua t io n   T h th r o u g h p u is   th s ize  o f   th s u cc es s f u l l y   d eli v er ed   p ac k ets  to   th d esti n atio n   d iv i d ed   b y   th d eliv er y   t i m e   as  in   ( 1 ) .   I is   t h m ai n   m etr ic  e m p lo y ed   to   e v alu ate  t h n et w o r k   p er f o r m a n ce   an d   to   o b tain   its   ef f icien c y .   W h er R rx   is   t h d ata  r ate  o f   th r ec eiv ed   u s er s   d ata  in   b its ,   an d   T   is   tim e   tak en   to   r ea ch   th e   d esti n atio n   in   s ec o n d s .     =   1    ( 1 )     3 . 2 .     P a ck et   lo s s   ra t io   ev a lua t io n   T h P L R   ev alu a tio n   i s   an   i m p o r tan f ac to r   to   d eter m i n t h n et w o r k   p er f o r m a n ce ,   p ar ticu l ar l y   f o r   R T   ap p licatio n s   li k Vo I P   an d   v i d eo .   I s p ec if ies   th e   r atio   o f   th n u m b er   o f   t h lo s t   p ac k et s   t o   th w h o le  n u m b er   o f   th tr an s m itted   p ac k et s   as s h o w n   i n   ( 2 ) .             =    × 100   ( 2 )     w h er    is   t h n u m b er   o f   tr a n s m itted   p ac k et s   an d      is   th n u m b er   o f   r ec eiv ed   p ac k ets.     3 . 3 .     F a irness   ind e x   ev a lua t io n   T h f air n es s   i n d ex   i s   t h m ea s u r e m en t   o f   t h r eso u r ce   allo ca tio n   f a ir n es s   b et w ee n   u s er s .   T h J ain s   f air n e s s   i n d ex   is   e m p lo y ed   w h ich   is   f u n c tio n   o f   t h d ata  r ates  o b tain ed   b y   t h u s er s   a s   s h o w n   in   ( 3 )   [ 1 8 ] .   T h is   in d ex   r a n g es  f r o m   ( 1 /N)   to   1 .   T h h ig h er   t h v al u t h h i g h e r   th ac h ie v ed   f a ir n es s   b et w ee n   u s er s ,   w it h   1   b ein g   th o p ti m u m   f air n es s .             =   (  = 1 ) 2   2  = 1   ( 3 )     w h er   is   t h i th   u s er   th r o u g h p u t,  an d   N   i s   th w h o le   n u m b er   o f   u s er s .     3 . 4 .     P a ck et   la t ency   ev a lua t i o ( d ela y )   L ate n c y   is   th e   ti m s p e n b y   a   p a c k et   t o   b e   t r an s m i tt e d   f r o m   i ts   s o u r ce   t o   th e   d es t in at io n .   I t   h as   n o t i ce a b l e   in f lu en c e   o n   tim e   c r it i c a a p p l i c at i o n s   l ik e   V o I a n d   v i d e o   w h i ch   r e q u i r es   l o w   d e lay   [ 2 0 ] .   T h e   av e r ag d e l ay   i s   t h e   s u m   o f   th e   p a ck e t   d e l ay s   d iv i d e d   b y   t h to tal  n u m b er   o f   r ec ei v ed   p ac k ets  a s   ill u s tr ated   in   ( 4 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 1 5 5 - 1 165   1158        =   1  (  ,  ,  = 1 )   ( 4 )     w h er    is   th n u m b er   o f   r ec eiv ed   p ac k ets,   ,   is   th ti m th i th   p ac k et  r ec eiv ed ,   an d    ,   is   th ti m th e   p ac k et  tr an s m it ted .       4.   SCH E DU L I NG   A L G O RI T H M S   Sch ed u l in g   al g o r ith m   m a k es  a   d ec is io n   f o r   allo ca tin g   a n   a v ai lab le  r eso u r ce   ( j th   R B )   to   t h ( i th )   u s er   b y   ev alu a tin g   a n d   co m p ar i n g   t h m etr ic  v al u es  (m i, j f o r   ea c h   u s er ,   th en   as s ig n i n g   t h r eso u r ce   to   th e   u s er   h a v i n g   th m a x i m u m   m etr ic  v al u e   ( , )   [ 2 1 ] ,   as in   ( 5 ) .     , =  ( , )   ( 5 )     Nu m er o u s   n u m b er s   o f   s c h ed u li n g   a lg o r it h m s   w er d e v e lo p ed   to   m ai n tai n   t h Qo tar g ets  an d   to   e n h a n ce   th r o u g h p u t a n d   f air n es s   [ 2 2 ] .   Fo llo w i n g   is   b r ief   d escr ip tio n   o f   s o m o f   t h s c h ed u li n g   al g o r ith m s .     4 . 1 .     Ro un ro bin   ( RR)   RR   i s   o n o f   t h m o s b asic  alg o r ith m s   w h ich   a s s i g n s   ea c h   UE   a n   eq u al  n u m b er   o f   r es o u r ce s   in   a   c y clic  f o r m at  w it h o u p r io r it y   to   an y   o n o f   th ese  UE s   [ 2 3 ] .   T h ad v an tag o f   R R   is   th at  it   allo ca tes  r eso u r ce s   f air l y   b et w ee n   UE s .   H o w e v er ,   R R   d o esn ta k c h an n el  co n d itio n   i n to   ac co u n t,  w h ich   m a y   r e s u l in to   p o o r   n et w o r k   p er f o r m a n ce   an d   waste  o f   n et w o r k   r eso u r ce   [ 2 4 ] .     4 . 2 .     B est  cha nn el  qu a lity   ind ica t o ( B CQ I )   T h b est  C QI   s ch ed u ler   allo ca tes  r eso u r ce   b lo ck s   to   t h u s er s   w ith   t h b est  c h an n el  co n d it i o n s .   E ac h   T T I ,   th UE s   r ep o r ts   th eir   C QI   to   th b ase  s tatio n .   Hig h er   C Q I   v alu r ep r esen ts   b etter   ch an n el  co n d itio n .   T h is   s ch ed u ler   ac h ie v es  t h b est  n et w o r k   u tili za t io n   b y   s c h ed u l in g   th u s er s   w it h   th h i g h e s C Q I   v alu es.  Ho w e v er ,   th is   m a y   r es u lt   in   u n f air   d is tr ib u tio n   o f   r eso u r ce s ,   s i n ce   UE s   at  th ce l ed g s u f f er in g   p o o r   ch an n el  m a y   n o b s ch ed u led   [ 2 5 ] .     4 . 3 .     P r o po rt io na f a ir   (PF)   T h P alg o r ith m   p r o v id es  a n   o p ti m al  b ala n ce   b et w ee n   t h r o u g h p u a n d   f air n es s   b y   allo ca tin g   t h av ailab le  r eso u r ce s   a m o n g   u s er s ,   co n s id er i n g   th c u r r en t   d ata  r ate  w h ic h   is   f ac to r   o f   ch a n n el  q u al it y   ex p er ien ce d   b y   th u s er ,   an d   th av er ag u s er s   th r o u g h p u t   [ 2 2 ] .   I in ten d s   to   r ea ch   h ig h   lev el  o f   f air n e s s   w it h   ac ce p tab le  th r o u g h p u a n d   to   i m p r o v t h Qo S   f o r   v ar io u s   l ev els   o f   tr a f f ic  lo ad   co n d itio n s   [ 2 1 ] .   A s   s h o w n   in   ( 6 ) ,   th m etr ic  ,   d eter m i n es   th e   r atio   b et w ee n   , ( )   an d   ( ) ,   w h er ,   is   th UE   in s tan tan eo u s   d ata  r ate   tak i n g   i n to   co n s id er atio n   th C QI   v al u s ta ted   b y   t h ( i th )   U E   o n   th ( j th )   R B ,   an d   ( )   is   th a v er ag d ata  r ate  o f   th ( i th )   UE   [ 2 6 ] .     , = , ( ) ( )   ( 6 )     T h p r ev io u s   av er ag d ata  r ate  o f   u s er   ( i )   r ep r esen ts   th h i s to r y   o f   th u s er s   allo ca ted   r eso u r ce s .   I t   en h a n ce s   th f air n e s s   o f   r eso u r ce   d is tr ib u tio n   b et w ee n   u s e r s   b y   p r io r itizi n g   u s er s   w h o   h ad   lo w   th r o u g h p u t.   E v er y   T T I ,   th ac h iev ed   in s ta n tan eo u s   a v er ag d ata  r ate  ( )   is   u p d ated   as in   ( 7 ) :     ( ) = ( 1 1 ) ( 1 ) + 1 , ( )   ( 7 )     Su c h   th at  ( 1 )   is   th p ast  av er ag d ata  r ate,   an d   t c   is   th co n s tan tim w in d o w   len g t h ,   u s ed   as  an   av er ag i n g   f ilter   [ 2 7 ] .     4 . 4 .     M o dified  la rg est  w eig ht ed  d ela y   f irst  (M - L WDF )     T h is   is   ch a n n el  a n d   Qo a w a r alg o r ith m ,   it  co n s id er s   t h d ela y ,   f a ir n es s ,   an d   n et w o r k   p er f o r m a n ce ,   an d   h an d les  R T   an d   NR T   f lo w   t y p e s   d if f er en tl y   b y   en h an c in g   r ea ti m f lo w s   w i th   t h h ig h e s d ela y   to   b tr an s m itted   b ef o r r ea ch i n g   t h th r esh o ld   ti m e.   T h m etr ic  is   s p ec if ied   in   ( 8 )   an d   ( 9 ) :     , =  , ,   ( 8 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         p r o p o s ed   s ch ed u lin g   a lg o r ith fo r   r ea l time   a p p lica tio n   i n   5 n etw o r ks   ( Mo a a th   S a leh   A b d u lr a h ma n )   1159   =  ( )   ( 9 )     w h er ,   an d     ar th s am as  th o s in   th p r o p o r tio n al  f air   m e tr ic.    ,   is   th p ac k et  ( i )   h ea d   o f   lin d ela y   w h ic h   is   th ti m th p ac k et  s p en in   th b u f f er   b ef o r tr an s m is s io n τ i   is   th d elay   th r es h o ld   o f   th ( i )   r ea l - ti m e   f lo w   as  t h p ac k et  i s   co n s id er ed   lo s af ter   p ass i n g   t h i s   ti m i n   th b u f f er ,   an d   δ i   i n d icate s   th m a x i m u m   p r o b a b ilit y   to   allo w   f o r   p ac k et s   to   ex ce ed   th t h r esh o ld   ti m e   [ 1 5 ] .     4 . 5 .     E x po nentia pro po rt io na l f a irness   ( E XP /PF )     T h E XP / P en h an ce s   th r ea ti m tr af f ic  o f   th m u lti m ed ia  s er v ices.  I in te n d s   to   en h an ce   R T   f lo w s   p r io r ity   o v er   N R T   f lo w s   b y   u s in g   th a v er ag f i x ed   m a x i m u m   ti m o f   all  ac tiv R T   f lo w s .   Fo r   R T   f lo w s ,   t h m etr ic  p r io r ity   i s   in cr ea s ed   w h en   th H o L   p ac k et  d ela y s   r ea ch   th d ela y   t h r esh o ld   ti m e.   Fo r   R T   f lo w s   [ 2 7 ] ,   th m etr ic  is   e m p lo y ed   as ill u s tr ated   in   ( 1 0 )   an d   ( 1 2 ) :     , =  ( , 1 + ) ,   ( 1 0 )     = 1   ,  = 1   ( 1 1 )     w h er N r is   t h n u m b er   o f   R T   f lo w s .     4 . 6 .     L o g a rit h m   rule  ( L O G - r ule   T h is   s ch ed u ler   f u lf ills   t h Qo r eq u ir e m e n ts   o f   t h n e t w o r k .   I g iv e s   an   e n h a n ce d   p r io r it y   to   f lo w s   w it h   h ig h   r ate   [ 1 2 ] .   T h m e tr i is   d ef in ed   i n   ( 1 2 )   an d   ( 1 3 ) :     , =    ( +  , ) ,   ( 1 2 )     α i,  b i,  co u ld   b s et  as  ( 1 3 )     = 5 0 99     = 1 ( , )   ,   = 1 1   ( 1 3 )     T ab le  1   s u m m ar izes   a   co m p a r ativ i n f o r m atio n   ab o u t h k e y   m e th o d s   m e n tio n ed   ab o v e,   in   ca s o f   f ac to r s   u s ed   an d   co m p le x it y .       T ab le   1 C h an n e l a n d   Qo f ac to r s   f o r   s o m e   s c h ed u li n g   m et h o d s   S c h e d u l i n g   m e t h o d s   C h a n n e l   f a c t o r s   Q o S   f a c t o r s   C S I   A v e r a g e   d a t a   r a t e   T a r g e t   r a t e   S e r v i c e   t y p e   T a r g e t   d e l a y   H o L   d e l a y   C o mp l e x i t y   R o u n d   r o b i n         N R T       B a si c   B e st - C Q I         N R T       S i mp l e   PF         N R T       S i mp l e   M - L W D F         RT       M o d e r a t e   EX P / P F         R T ,   N R T       H i g h   L O G - r u l e         R T ,   N R T       H i g h       5.   P RO P O SE SCH E DU L E R   T h e   p r o p o s e d   a lg o r i th m   t ak es  i n t o   c o n s i d e r at i o n   R T   a n d   NR T   f l o w s .   F o r   NR T   f l o w s ,   th e   C Q I   is   em p l o y e d   t o   a ch i ev e   t h e   h ig h es t   th r o u g h p u f o r   u s e r s .   S o ,   ,   i s   d e f in e d   as   th in s t an t an e o u s   d at a   r a t e   th a t   th i th   u s e r   c o u l d   o b t a in   o n   th e   j th   R B   a t   cu r r en t   t im e .   U s e r s   w i th   h ig h e r   C Q I   w i ll   g e t   h i g h e r   p r i o r ity ,   w h i ch   r esu l ts   in   u n f a i r   r e s o u r c e   d is t r i b u t i o n .   T h u s ,   th e   m e t r i c   s h o u l d   c o n s i d e r   th e   u s e r   p r e v i o u s   av e r ag e   d a t a   r a t e   R i ,   t o   a d d   a   f a i r   a s s ig n m en t   o f   r es o u r c es   t o   u s e r s .   T h e   m e t r ic   f o r   N R T   i s   t h e n   as   in   ( 1 4 ) :     ,   = ,   ( 1 4 )     Fo r   R T   th r ee   p a r am eter s   n ee d   to   b co n s id er ed .   T h h ea d   o f   lin d ela y   (  )   w h ic h   is   th ti m s p en t   b y   t h p ac k et  in   t h b u f f er   f o r   th i th   u s er ,   th th r es h o ld   ti m th at  is   th m a x i m u m   p er m is s ib le  ti m d ela y   ( τ i Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 1 5 5 - 1 165   1160   f o r   th R T   p ac k et  b ef o r b ein g   d r o p p e d ,   an d   th m ax i m u m   p r o b ab ilit y   ( δ i )   allo w ed   f o r   p ac k ets  d ela y   to   ex ce ed s   th th r e s h o ld   ti m e.   T h f in a l m etr ic  f o r   R T   f lo w s   i s   ill u s tr at ed   in   ( 1 5 ) :     ,   = ,   e xp   (  ( ) , 1 , )   ( 1 5 )     w h e n   th    p ar am e ter   is   ze r o ,   th m etr ic  b eh a v es  l ik t h N R T   m etr ic,   as  t h    in cr ea s es  to w ar d s   τ i ,   th m etr ic  p r io r it y   in cr ea s e s   ex p o n en tial l y   r es u lti n g   in   m o r R T   f l o w s   to   b s ch ed u led   b ef o r r ea ch in g   th e   th r es h o ld   ti m to   p r ev en b ein g   d r o p p ed .   A s   s h o w n   f r o m   t h m etr ic,   th is   al g o r ith m   h a s   less   co m p u tatio n a l   co m p le x it y   t h an   E XP /P F a n d   L OG - R u le  al g o r ith m s ,   b u t h ig h er   co m p lex i t y   t h a n   M - L W D F.       6.   SI M UL AT I O M O DE L   T h s i m u l atio n   i s   co n d u cted   u s in g   5 G - air - s i m u lato r   [ 2 8 ] .   I n   th is   s i m u la tio n ,   th m o r r ea lis tic  Si n g l e   C ell  w ith   I n ter f er en ce   co n f i g u r atio n   w as  e m p lo y ed .   A s   s h o wn   in   Fi g u r 2 ,   th m o d el  co n tai n s   7   c ells ,   ea ch   ce ll  h as  r ad iu s   o f   1   K m ,   b ase  s t atio n   at  th ce n ter   s er v in g   u s er s ,   s u r r o u n d ed   b y   s i x   b ase  s tati o n s   t h at  d o   n o s er v e   u s er s ,   b u p r o d u ce   in ter - ce ll  i n ter f er en ce   w h ic h   i m p ac th e   m etr ics  in   th p r i m ar y   ce ll.  U s er s   m o v i n   r an d o m   d ir ec tio n   w it h   co n s ta n s p ee d   o f   3   k m / h   i n s id t h ce ll   u s i n g   t h r an d o m   d ir ec tio n   m o b ilit y   m o d el.   T h u r b an   m ac r o - ce ll c h an n el  m o d el  is   u s ed   [ 2 9 ] .           Fig u r 2 .   Si m u latio n   m o d el,   p r im ar y   ce ll s u r r o u n d ed   b y   6   ce lls   ca u s in g   i n ter f er e n ce       T h r ee   tr af f ic  m o d els   ar u s ed   i n   t h is   s i m u latio n .   T h b est  e f f o r ( B E )   m o d eled   b y   in f i n ite   b u f f er   m o d el   o f f er s   i n f i n ite  s u p p l y   o f .   T h Vo I m o d el  u s e s   th G. 7 2 9   m o d el  w h ic h   g en er ate s   p ac k ets  o f   co n s tan r ate  an d   s ize  at  d if f er en ti m e s   i m itati n g   th w a y   h u m a n   s p ea k .   T h T r ac e B ased   em u lates  t h v id eo   s tr ea m in g   tr a f f ic   w h ic h   g e n er ated   f r o m   r ea l v id eo   f ile  w it h   f u ll s ize  an d   ti m i n f o r m atio n   o f   ev er y   f r a m e.   E ac h   u s er   h as  o n B E   f lo w ,   a n d   eit h er   v id eo   s tr ea m   o r   Vo I P   s tr ea m   d ep en d in g   o n   t h e   s i m u latio n   s ch e m e .   T o   s tu d y   th ef f ec o f   v ar y i n g   tr af f ic  lo ad ,   th s i m u l atio n   is   ap p lied   to   d if f er en n u m b er   o f   u s er s ,   f r o m   5   to   5 0   u s er s ,   w it h   s tep   o f   5   u s er s .   Valu es  o f   0 . 1   s   f o r   th m a x   d ela y   th r e s h o ld   an d   0 . 0 0 5   f o r   th d r o p   p r o b a b ilit y   ar co n s id er ed   ac ce p tab le  v alu es  f o r   th Vo I P   an d   v id eo   tr af f ic   [ 1 3 ] .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   b esid o th er   th r ee   alg o r ith m s   w h ich   ar th L OG - R u le,   M - L W DF  an d   E XP - P F sch ed u ler s   ar ev al u ated   an d   th eir   p er f o r m a n ce   m etr ic s   ar co m p ar ed   to   ea ch   o th er   in   t er m s   o f   t h r o u g h p u t,   P L R ,   f air n es s ,   an d   d ela y .   T h s i m u lat io n   p ar a m eter s   ar s h o w n   i n   T ab le  2 .         T ab le   2 .   Sim u latio n   p ar a m eter s   v al u es   P a r a me t e r   V a l u e   C a r r i e r   f r e q u e n c y   2 . 1   G H z   B a n d w i d t h   5   M H z   F r a me   st r u c t u r e   F D D   U sp e e d   3   K m/ h   R a d i u s   1   K m   N u mb e r   o f   b a se   st a t i o n s   7   S i mu l a t i o n   d u r a t i o n   4 6   se c o n d   S i mu l a t i o n   f l o w   d u r a t i o n   4 0   se c o n d   C h a n n e l   mo d e l   U r b a n   m a c r o - c e l l   M a x   d e l a y   t h r e sh o l d   ( τ)   0 . 1   se c o n d   D r o p   p r o b a b i l i t y   ( δ )   0 . 0 0 5   V i d e o   b i t - r a t e   2 4 2   k b p s   N u mb e r   o f   u se r s   5 ,   1 0 ,   1 5 ,   2 0   , 2 5 ,   3 0 ,   3 5 ,   4 0 ,   4 5 ,   5 0                             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         p r o p o s ed   s ch ed u lin g   a lg o r ith fo r   r ea l time   a p p lica tio n   i n   5 n etw o r ks   ( Mo a a th   S a leh   A b d u lr a h ma n )   1161   7.   SI M UL AT I O R E S UL T AND  DIS CUSS I O N   Fo llo w i n g   is   t h ev a lu atio n   a n d   co m p ar is o n   o f   t h p er f o r m an ce   o f   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   an d   t h e   o th er   alg o r ith m s .   T h i s   s i m u la tio n   co n s id er s   th e v al u atio n   m etr ics  o f   th r o u g h p u t,  P L R ,   f air n ess   in d e x ,   an d   d elay   a s   th Y - a x is .   Di f f er en n u m b er   o f   u s er s   ar s tu d ied   wh ich   r ep r esen t v ar io u s   lo ad s   as   th ch ar t s   X - a x is .     7 . 1 .     T hro ug hp ut  f o Vo I P   f l o w s     T h th r o u g h p u o f   t h Vo I P   f l o w s   a g ai n s t   d if f er en t   n u m b er   o f   u s er s   ill u s tr ated   in   Fig u r 3 .   I s h o w s   a   clo s d ata  r ate  o f   t h f o u r   ev a lu ated   al g o r ith m s   f o r   all  t h n u m b er   o f   u s er s .   Vo I P   f lo w s   a r o f   lo w   d ata  r ate   co m p ar ed   to   v id eo   f lo w s ,   w h i ch   m a k t h alg o r it h m s   to   h a v al m o s t e q u al  v al u es o f   d ata  r ates.           Fig u r 3 .   T h th r o u g h p u f o r   Vo I P   f lo w s       7 . 2 .     T hro ug hp ut  f o v ideo   f l o w s     Fig u r 4   ill u s tr ates  t h v id eo   p ac k et  t h r o u g h p u t   f o r   v ar io u s   n u m b er   o f   u s er s .   I is   o b v io u s   th at   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   o u tp er f o r m s   o th er   s c h ed u li n g   alg o r it h m s ,   an d   is   m o r n o ticea b le  w h en   h av i n g   h i g h   n u m b er   o f   u s er s   w it h   h i g h   tr af f ic  lo ad .   A 5 0   u s er s ,   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   ac h iev ed   t h r o u g h p u o f   o v er   6 . 9   Mb p s   m u c h   m o r th a n   th n e x t a lg o r it h m ,   E XP - P F,  w h ic h   r ea ch ed   4 . 5   M b p s .   T h is   is   d u to   th en h an ce m en t o f   th m etr ic   to   p r io r itize  th r ea l tim f lo ws,  w h ic h   r esu lts   i n   h ig h er   v id e o   b it r ate.           Fig u r 4 .   T h th r o u g h p u f o r   v id eo   f lo w s       7 . 3 .     P L f o r   t he  Vo I P   F lo ws   T h P L R   d ep icted   in   Fig u r 5   s h o w s   t h at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   g e n er all y   p r ese n ts   P L R   th an   o t h er   alg o r ith m s   f o r   t h d if f er en n u m b er   o f   u s er s .   A   r a n g o f   0 . 7   to   3 . 3   p e r ce n t w h ic h   i s   m u c h   lo w er   t h an   th tar g et   P L R   o f   1 0 %.   T h is   lo w   P L R   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   i s   d u to   th h ig h   p r io r ity   t h m et r ic  g iv es  to   th R T   f lo w s ,   p r ev e n ti n g   t h e m   f r o m   b ein g   lo s t.           Fig u r 5 .   T h P L R   f o r   Vo I P   f lo w       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 1 5 5 - 1 165   1162   7 . 4 .     P L f o r   t he  v ideo   f lo w s     T h P L R   f o r   v id eo   f lo w s   g iv e n   in   F ig u r 6   i llu s tr ates a   v er y   lo w   P L R   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m ,   le s s   th an   all  th o th er   alg o r it h m s   f o r   d if f er en n u m b er   o f   u s er s .   A s   th n u m b er   o f   u s er s   in cr ea s es,  th p r o p o s ed   alg o r ith m   ac h ie v es   2 6 %,  al m o s h alf   t h lo s s   p ac k et s   o f   t h o th er   alg o r it h m s   w h ic h   ac h ie v ed   m o r th a n   4 8 %.   T h is   is   th r esu lt  o f   th d esi g n   o f   th m etr ic  w h ich   p r io r it izes  th R T   f lo w s   p ar ticu lar l y   v id eo   d ata,   w h ic h   i m p r o v es t h p er f o r m a n ce   o f   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   v id eo   f lo w s .           Fig u r 6 .   T h P L R   f o r   v id eo   f l o w       7 . 5 .     F a irness   I n dex   f o Vo I P   f lo w s   T h f air n es s   i n d ex   o f   t h Vo I P   f lo w s   ill u s tr ated   i n   Fi g u r 7   s h o w s   clo s e   f air n es s   i n d ex   v a lu es  f o r   all  th ev al u ated   alg o r ith m s .   A n d   th v alu e s   d ec r ea s w it h   th in cr ea s o f   th n u m b er   o f   u s er s .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i n d ex   r an g es  f r o m   0 . 7   to   m o r th a n   0 . 9 .           Fig u r 7 .   T h f air n ess   i n d ex   f o r   Vo I P   fl o w s       7 . 6 .     F a irness   ind e x   f o v ideo   f lo w s   As  illu s tr ated   in   Fi g u r 8 ,   th f air n es s   in d e x   o f   th v id eo   th r o u g h p u s h o w s   h i g h er   v alu es  f o r   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   as  t h n u m b er   o f   u s er s   r i s es  co m p ar ed   t o   th o th er   al g o r ith m s .   I ac h ie v es v al u es  o f   0 . 8   u p   to   0 . 9 1   f o r   th d if f er en n u m b er   o f   u s er s   w h ic h   i m p r o v es  th u s er s   q u alit y   o f   ex p er ie n ce .   T h m etr ic  ai m s   to   p r io r itize  R T   f lo w s   eq u all y   r es u lti n g   i n   h ig h er   f a ir n es s   b et w e en   u s er s .           Fig u r 8 .   T h f air n ess   i n d ex   f o r   v id eo   f lo w s       7 . 7 .     Dela y   f o r   t he  Vo I P   F lo w s   T h Fig u r 9   s h o w s   t h at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   r e s u l ts   i n   s h o r d u r atio n   o f   d ela y   f o r   d if f er e n t   n u m b er   o f   u s er s .   T h s a m i s   o b s er v ed   f o r   th o t h er   alg o r it h m s .   T h m ax i m u m   v al u ac h ie v ed   b y   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   is   2 . 3   m s   w h ic h   is   m u c h   le s s   t h an   t h t h r esh o ld   ti m o f   1 0 0   m s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l         p r o p o s ed   s ch ed u lin g   a lg o r ith fo r   r ea l time   a p p lica tio n   i n   5 n etw o r ks   ( Mo a a th   S a leh   A b d u lr a h ma n )   1163       Fig u r 9 .   T h av er ag d ela y   f o r   Vo I f lo w s       7 . 8 .     Dela y   f o r   t he  v ideo   f lo ws    As w ca n   s ee   in   Fi g u r 1 0 ,   th av er ag v id eo   d elay   o f   th p r o p o s ed   alg o r ith m   is   n o lo w er   th an   o th e r   alg o r ith m s ,   th e   m a x i m u m   d el a y   o b tain ed   b y   th e   p r o p o s ed   a lg o r ith m   r a n g e s   f r o m   1   m s   u p   to   7 5   m s ,   w h ic h   i s   w it h i n   t h ac ce p tab le  ad o p ted   r an g i n   t h is   s i m u la tio n   w h e r th m a x i m u m   th r es h o ld   d ela y   is   1 0 0   m s .   T h ad v an ta g o f   t h h i g h er   d ata  r ates  an d   f air n ess   a n d   lo w er   P L R   co m e s   at  th e x p en s o f   th h i g h er   d ela y .   Nev er th e less ,   it i s   s ti ll les s   th a n   th m a x i m u m   allo w ed   v al u e .           Fig u r 1 0 .   T h d elay   f o r   v id eo   f lo w s       8.   CO NCLU SI O   A   n e w   p r o p o s ed   alg o r ith m   f o r   5 n et w o r k s   i s   ev a lu ated   a n d   its   m e tr ics  p er f o r m a n ce   is   co m p ar ed   to   o th er s   w h ic h   ar th L OG - R u le,   E XP /P F,  an d   th ML W D F,  f o r   v ar io u s   n u m b er   o f   u s er s   w h ic h   r ep r esen t s   d if f er e n tr a f f ic  lo ad .   T h is   an a l y s i s   e v al u ated   th a lg o r it h m s   in   ter m s   o f   t h r o u g h p u t,  P L R ,   f air n ess   in d e x ,   an d   d elay .   T h r esu lt s   s h o w ed i)   f o r   th r o u g h p u t,  t h s i m u la tio n   ex p o s ed   th a f o r   Vo I P   tr af f ic,   th v al u es  o f   d ata   r ates  in cr ea s g r ad u a ll y   f r o m   al m o s 3 0   k b p s   f o r   5   u s er s   u p   to   m o r th a n   3 0 0   k b p s   f o r   5 0   u s er s ,   f o r   ea ch   alg o r ith m .   W h ile  f o r   v id eo   tr af f ic,   th th r o u g h p u i n cr ea s es  f o r m   al m o s 1   Mb p s   f o r   5   u s er s   to   ap p r o x i m atel y   4   Mb p s   f o r   2 5   u s er s   an d   k ee p s   n ea r   v al u es  f o r   h i g h er   n u m b er   o f   u s er s ,   a n d   th at  i s   b ec au s o f   th f u ll  u tili za t io n   o f   th a v ailab le  r eso u r ce s   at  2 5   u s er s   d u to   h ig h   tr a f f ic  o f   v id eo   f lo w s   co m p ar ed   to   Vo I P   tr af f ic ;   ii)  t h P L R   r esu lt s   f o r   Vo I P   s h o w   th at   t h v alu e s   o f   all  t h al g o r it h m s   ar e   v er y   s m all  o f   les s   t h a n   5 w i t h   t h e x tr e m ca s o b tain ed   at  3 0   u s er s ,   th at  is   d u to   th s m all  s ize  o f   t h v o ice   d ata.   W h ile  f o r   v id eo   tr af f ic  th v al u es st ar v er y   lo w   at  5   u s er s ,   th e n   i n cr ea s g r ad u all y   a s   th n u m b er   o f   u s er s   in cr ea s es,  s i n ce   v id eo   f lo w s   ar b ig g er   in   s iz e   an d   th is   ca u s e s   lo o f   d ata  p a ck et  lo s s ii i)   t h e   f air n es s   i n d ex   v alu e s   f o r   Vo I P   an d   v id eo   f l o w s   s tar to   b h i g h   at  5   u s er s   o f   as h i g h   as 0 . 9 7 ,   th en   d ec r ea s g r ad u all y   as t h n u m b er   o f   u s er s   in cr ea s e s   d o w n   to   al m o s t 0 . 6 5   f o r   ML W DF ;   i v )   t h d ela y   r es u lt s   s h o w   al m o s n ea r   v alu e s   f o r   d if f er e n n u m b er   o f   u s er s   f o r   Vo I P   f lo w s   o f   les s   th an   5   m s .   T h v o ice  f lo w s   ar s m all  in   s ize  w h ic h   tak les s   ti m to   b d eliv er ed .   On   th o th er   h an d ,   v id eo   f lo w s   ar o f   lar g s ize s   w h ic h   tak lo n g er   ti m to   r ea ch   d is t en tio n ,   v al u es  o f   le s s   t h a n   7 6   m s   w er r ec o r d ed .   T h er ef o r e,   th p r o p o s ed   m e th o d   h ad   h i g h er   d ela y   th a n   o th er   al g o r ith m s   as  a   co n s eq u en ce   o f   t h h ig h er   ac h iev ed   th r o u g h p u o f   th v i d eo   f lo w s   th a n   o th er   alg o r ith m s a n d   v )   l astl y ,   th r esu lts   e x p r ess ed ,   an d   d u to   th ca r ef u d esig n   o f   t h p r o p o s ed   alg o r ith m   m e tr ic  p ar am e te r s ,   th at  th al g o r ith m   ac h iev ed   b etter   th r o u g h p u t,  s ig n i f ica n lo w er   P L R   a n d   h i g h er   f air n e s s   i n d ex   t h a n   o th er   alg o r ith m s ,   a n d   th r es u lt s   w er s u p er io r   f o r   v id eo   f lo w s   t h an   f o r   Vo I P   f lo w s   p ar ticu lar l y   f o r   h i g h er   n u m b er   o f   u s er s .   T h av er ag d ela y   f o r   Vo I P   f lo w s   is   clo s e   to   o th er   alg o r it h m s ,   w h ile   f o r   v id eo   f lo w s   i s   h ig h er ,   b u t   s t ill  w it h i n   t h ac ce p tab le  r an g o f   t h m ax i m u m   th r es h o ld   v alu e s   o f   t h d ela y ,   w h ic h   is   tr ad e - o f f   o f   t h h ig h e r   v id eo   th r o u g h p u t a c h iev ed   t h at  lead s   to   h ig h er   v id eo   p ac k et  d ela y .   Mo r eo v er ,   th p r o p o s ed   alg o r ith m   m etr ic  is   d esi g n ed   to   b less   co m p u tatio n al  co m p lex   th an   E XP /P F a n d   L OG - r u le,   s in ce   th e y   u s e x tr co m p u tat io n s   s u c h   as s u m m atio n   a n d   av e r ag in g   f u n ctio n s .   As  f u t u r w o r k ,   th is   alg o r it h m   ca n   b u s ed   in   m u lti - le v el  s c h ed u ler s   w h ich   h av m u lt ip le  alg o r ith m u s ed   d ep en d i n g   o n   t h t y p es   o f   t h f lo w s ,   w h er th i s   al g o r it h m   is   u s ed   to   s c h ed u le   r ea ti m f lo w s   esp ec iall y   v id eo   tr af f ic.   Mo r eo v er ,   th p r o p o s ed   alg o r ith m   ca n   b s tu d i ed   in   d if f er en t sce n ar io s   w it h   d if f er e n t si m u latio n   p ar am eter s   to   s h o w   t h ef f ec ch an g i n g   t h p ar a m eter s   v al u e s   o n   th p r o p o s ed   alg o r ith m   c o m p ar ed   to   o th er s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  23 ,   No .   5 Octo b e r   20 25 1 1 5 5 - 1 165   1164   F UNDIN G   I NF O RM AT I O N   Au t h o r s   s tate  n o   f u n d i n g   i n v o l v ed .       AUTHO CO NT RIB UT I O NS ST A T E M E NT   T h is   j o u r n al  u s e s   th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT )   to   r ec o g n ize  in d i v id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au t h o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co lla b o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Mo aa th   Sale h   A b d u lr ah m a n                               B u th ai n Mo s O m r an                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y si s   I     I n v e st i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i si o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au t h o r s   s tate  n o   co n f lic t o f   i n t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h au th o r s   co n f ir m   t h at  t h m ai n   d ata  s u p p o r tin g   th f in d i n g s   o f   th i s   s tu d y   ar av ailab le   w it h i n   th e   ar ticle .   An y   f u r th er   i n f o r m atio n   t h at  m a y   s u p p o r th f i n d in g s   o f   th i s   s tu d y   is   av a ilab le  f r o m   t h co r r esp o n d in g   au th o r   [ Mo aa th   Sale h   A b d u lr a h m a n ] ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   C .   S u d h a ma n i ,   M .   R o sl e e ,   J.  J .   T i a n g ,   a n d   A .   U .   R e h m a n ,   A   su r v e y   o n   5 G   c o v e r a g e   i mp r o v e me n t   t e c h n i q u e s:   I ssu e a n d   f u t u r e   c h a l l e n g e s,”   S e n s o rs ,   v o l .   2 3 ,   n o .   4 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s2 3 0 4 2 3 5 6 .   [ 2 ]   S .   N .   H .   D a may a n t i ,   S .   A .   K a r i ma h ,   a n d   S .   S e t y o r i n i ,   C o m p a r a t i v e   a n a l y si o f   m a x - t h r o u g h p u t   a n d   p r o p o r t i o n a l   f a i r   s c h e d u l i n g   a l g o r i t h ms  i n   5 G   n e t w o r k s,”   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   S y st e m   a n d   I n f o rm a t i c ( J o S Y C ) ,   v o l .   4 ,   n o .   2 ,   p p .   4 1 2 4 1 8 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 4 7 0 6 5 / j o sy c . v 4 i 2 . 3 0 7 3 .   [ 3 ]   L. - N .   D e g a mb u r ,   A .   M u n g u r ,   S .   A r mo o g u m,  a n d   S .   P u d a r u t h ,   R e so u r c e   a l l o c a t i o n   i n   4 G   a n d   5 G   n e t w o r k s:   A   r e v i e w ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m m u n i c a t i o n   N e t w o rks   a n d   I n f o rm a t i o n   S e c u r i t y   ( I J C N I S ) ,   v o l .   1 3 ,   n o .   3 ,   p p .   4 0 1 4 0 8 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 5 4 0 3 9 / i j c n i s.v 1 3 i 3 . 5 1 1 6 .   [ 4 ]   A .   M .   N o r ,   O .   F r a t u ,   a n d   S .   H a l u n g a ,   Q u a l i t y   o f   s e r v i c e   b a se d   r a d i o   r e so u r c e sch e d u l i n g   f o r   5 G   e M B B   u se   c a se ,   S y m m e t r y ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 0 ,   O c t .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / sy m1 4 1 0 2 1 9 3 .   [ 5 ]   F .   S .   S a mi d i ,   N .   A .   M .   R a d z i ,   W .   S .   H .   M .   W .   A h ma d ,   F .   A b d u l l a h ,   M .   Z .   Ja mal u d i n ,   a n d   A .   I s mai l ,   5 G   n e w   r a d i o :   D y n a mi c   t i me   d i v i s i o n   d u p l e x   r a d i o   r e so u r c e   man a g e me n t   a p p r o a c h e s,”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   1 1 3 8 5 0 1 1 3 8 6 5 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 0 4 2 7 7 .   [ 6 ]   M .   I .   El h a d a d ,   W .   El S h a f a i ,   E.   M .   El R a b a i e ,   M .   A b d El n a b y ,   a n d   F .   E.   A b d   El S a mi e ,   O p t i mi z e d   t w o l e v e l   sch e d u l e r   f o r   v i d e o   t r a f f i c   i n   L T d o w n l i n k   f r a me w o r k ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 2 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / d a c . 4 7 0 4 .   [ 7 ]   L .   L i ,   W .   S h a o ,   a n d   X .   Z h o u ,   A   f l e x i b l e   sch e d u l i n g   a l g o r i t h f o r   t h e   5 t h - g e n e r a t i o n   n e t w o r k s,”   I n t e l l i g e n t   a n d   C o n v e rg e d   N e t w o rks ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 0 1 1 0 7 ,   Ju n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / I C N . 2 0 2 0 . 0 0 1 7 .   [ 8 ]   N .   K .   M .   M a d i ,   M .   M .   N a sr a l l a ,   a n d   Z .   M .   H a n a p i ,   D e l a y - b a se d   r e so u r c e   a l l o c a t i o n   w i t h   f a i r n e ss  g u a r a n t e e   a n d   mi n i m a l   l o ss  f o r   e M B B   i n   5 G   h e t e r o g e n e o u s n e t w o r k s,”   I EE A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   7 5 6 1 9 7 5 6 3 6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 9 2 4 5 0 .   [ 9 ]   L .   A .   L a t i f f ,   H .   A .   M .   R a ml i ,   A .   L .   A sn a w i ,   a n d   N .   H .   A W a h a b ,   A   st u d y   o f   c h a n n e l   a n d   d e l a y - b a se d   sc h e d u l i n g   a l g o r i t h ms   f o r   l i v e   v i d e o   st r e a mi n g   i n   t h e   f i f t h   g e n e r a t i o n   l o n g   t e r e v o l u t i o n - a d v a n c e d   n e t w o r k ,   I I U M   E n g i n e e ri n g   J o u r n a l ,   v o l .   2 3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 3 2 4 3 ,   J a n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 1 4 3 6 / i i u me j . v 2 3 i 1 . 2 1 1 5 .   [ 1 0 ]   A .   A .   M a sl i ,   F .   Y .   H .   A h me d ,   a n d   A .   M .   M a n so o r ,   Q o S - a w a r e   sch e d u l i n g   a l g o r i t h m   e n a b l i n g   v i d e o   se r v i c e i n   L T n e t w o r k s,”   C o m p u t e rs ,   v o l .   1 1 ,   n o .   5 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / c o mp u t e r s1 1 0 5 0 0 7 7 .   [ 1 1 ]   G .   A n d r a d e   Q u e i r o z   a n d   E .   R o sa  d a   S i l v a ,   A   n e w   c h a n n e l   a n d   Q o S   a w a r e   sch e d u l e r   a l g o r i t h m   f o r   r e a l   t i me   a n d   n o n   r e a l   t i me   t r a f f i c   i n   5 G   h e t e r o g e n e o u n e t w o r k s,”   I E EE   L a t i n   Am e r i c a   T r a n sa c t i o n s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   8 ,   p p .   6 5 9 6 6 9 ,   A u g .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TL A . 2 0 2 4 . 1 0 6 2 0 3 8 9 .   [ 1 2 ]   U .   N w a w e l u ,   C .   A n i ,   a n d   M .   A h a n e k u ,   C o m p a r a t i v e   a n a l y si o f   t h e   p e r f o r man c e   o f   r e so u r c e   a l l o c a t i o n   a l g o r i t h ms  i n   l o n g   t e r e v o l u t i o n   n e t w o r k s,”   N i g e r i a n   J o u r n a l   o f   T e c h n o l o g y ,   v o l .   3 6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 6 3 1 7 1 ,   D e c .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 4 3 1 4 / n j t . v 3 6 i 1 . 2 1 .   [ 1 3 ]   I .   A n g r i ,   M .   M a h f o u d i ,   A .   N a j i d ,   a n d   M .   El   B e k k a l i ,   Ex p o n e n t i a l   M L W D F   ( EX P - M L W D F )   d o w n l i n k   sc h e d u l i n g   a l g o r i t h m   e v a l u a t e d   i n   L T f o r   h i g h   mo b i l i t y   a n d   d e n se   a r e a   s c e n a r i o ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e En g i n e e ri n g   ( I J EC E) ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p p .   1 6 1 8 1 6 2 8 ,   Ju n .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 8 i 3 . p p 1 6 1 8 - 1 6 2 8 .   [ 1 4 ]   U .   N w a w e l u   a n d   C .   I .   A n i ,   I mp r o v i n g   e x p - r u l e   sch e d u l e r   f o r   r e a l   t i me   se r v i c e i n   L T d o w n l i n k   n e t w o r k s,”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ad v a n c e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 9 ,   n o .   9 ,   p p .   7 3 9 8 7 4 0 6 ,   2 0 2 0 .   [ 1 5 ]   M .   I .   S .   M a mo d e   a n d   T .   P .   F o w d u r ,   S u r v e y   o f   sch e d u l i n g   s c h e me i n   5 G   mo b i l e   c o mm u n i c a t i o n   sy st e ms,”   J o u rn a l   o f   El e c t ri c a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.