I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20 ,   pp .   1391 ~ 139 8   IS S N :   25 02 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 19 .i 3 . pp 139 1 - 139 8             1391       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   LE - O L S R   p r o t o c o l   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   i n   v a r i o u s e n e r g y   c o n d i t i o n s o f   m o b i l e   a d - h o c   a n d   sen so r   w i r e l e ss net w o r k s       M.   Be l k h e i r 1 ,   M .   R ou i s s at 2 ,   A .   M o k ad d e m 3 ,   M .   B o u z i an i 4 A.   Z e r r o u g 5   1 , 3 I ns t r um e nt a t i o a nd  A dv a ne d   M a t e r i a l s   L a bo r a t o r y ,   N o ur B a c hi r   U ni v e r s i t y   C e n t e r ,   A l g e r i a   2 S T I C   L a bo r a t o r y   o f   T l e m c e n,   U ni v e r s i t y   A b o ube kB e l ka i d,   A l g e r i a   4 , 5 L a bo r a t o r y   o f   T e l e c o m m uni c a t i o n s   a nd   D i g i t a l   s i g na l   P r o c e s s i ng ,   U ni v e r s i t y   o f   D j i l l a l i   L i a be s A l g e r i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e O c t   9 ,   2019   R e v i s e M a r   24 ,   20 20   A c c e pt e A p r   20 ,   20 20       A   m o bi l e   A hoc   a nd  s e ns o r   w i r e l e s s   ne t w o r c o m m o nl y   i nc l ude s   v a r i o us   m o bi l e   d e v i c e s   a nd  s e n s o r s   w i t l i m i t e r e s o ur c e s .   I s uc ne t w o r k,   e ne r gy   c o ns t r a i nt   a n l i nk  s t a b i l i t y   a r e   t he   m o s t   c r i t i c a l   pa r a m e t e r s   t o   t a ke   i nt o   c o ns i de r a t i o w he de p l oy i ng   r o ut i n g   m e c ha n i s m s ,   t o   a s s ur e   r e l i a b l e   c om m uni c a t i o be t w e e no de s .   T he s e   r e qu i r e m e n t s   a r e   du e   t o   t h e   ne t w o r k   s c a l a b i l i t y   a nd  t he   a bs e nc e   o f   a   f i xe i nf r a s t r uc t u r e ,   w hi c m a y   c a us e   a   r a pi d   de pl e t i o o f   t he   no de s   ba t t e r i e s   a n l e a ds   o nt o   n e t w o r k   l i nk   br e a ka g e s .     L E - O L S R   ( L i f e t i m e   E n ha nc e m e n t   -   O p t i m i z e L i nk   S t a t e   P r o t o c o l )   i s   a   v a r i a n t   o f   t he   e x i s t i ng   O L S R .   T hi s   l a t t e r   i s   w i de l y   us e a s   r o ut i n g   pr o t oc o l   f o r   m o bi l e   a d - ho c   a nd  w i r e l e s s   s e ns o r   n e t w o r k s .   L E - O L S R   i m pl e m e n t s   a   ne w   l o a ba l a nc i ng   a l g o r i t hm ;   i t   t a k e s   i n t o   a c c o unt   e ne r g y   c o ns t r a i n t s   o f   a   no de   w he n   s e l e c t i ng   r o ut e r s ,   r e s po ns i bl e   f o r   f o r w a r d i ng   da t a   pa c ke t s   o v e r   t h e   e nt i r e   ne t w o r k.   T h e   a i m   o f   o ur   w o r i s   t o   s t udy   a nd  s i m ul a t e   t h e   L E - O L S R   pr o t o c o l   be ha v i o r   i r e a l i s t i c   m o bi l e   e nv i r o nm e nt s ,   i nc l ud i ng   s c e n a r i o s   w i t h   v a r i o us   r e s i du a l   e ne r gy   c o ns t r a i n t s   s c he m e s .   T he   p e r f o r m e s i m u l a t i o ns   ha s ho w t ha t   L E - O L S R   pe r f o r m a nc e s   de c r e a s e   c o m pa r e t o   t he   c a s e   o f   i de a l   m o bi l e   ne t w o r k.   N e v e r t he l e s s ,   L E - O L S R   ha s ho w pe r s i s t e nc e   a nd  f a i r   r e s ul t s   i t he   r e a l i s t i c   e nv i r o nm e n t .   T he   o bt a i n e r e s u l t s   s ho w   t ha t   L E - O L S R   pr o t o c o l   i s   a a de q ua t e   a nd  a   p r i m e   s o l u t i o f o r   de ns e   m o bi l e     ad - ho c   ne t w o r ks .   Ke y w or d s :   E n e rgy   o pt i m i z a t i o n   LE - O L S R   M ob i l e   a d   h o c   n e t w o r ks   N e t w o r l i f e t i m e   Q o S   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   M o h a m m e B e l k h e i r ,   In s t r um e nt a t i o a nd  A dv a n e M a t e r i a l s   L a b o r a t o r y ,     N o ur   B a c hi U n i v e r s i t y   Ce nt e r,     32000,   E l - B a y a dh ,   A l ge ri a .   E m a i l :   b e l kh e i r _ m @ y a h o o . f r       1.   I N TR O D U C TI O N     E n e rgy   r e m a i n s   o n e   o t h e   c r i t i c a l   r e s o ur c e s   i n   m o b i l e   a h o c   n e t w o r ks   [1],   k n o w i n t ha t   n o de s   a r e   b a t t e ry - pow e r e d,   w i t h   a   l i m i t e c a pa c i t y .   A f t e r w a r ds ,   w h e n   t h e   e n e r gy   de pl e t e   i n   s o m e ,   i t   c a us e s   s ub s e que n t l y   a   l o s s   of   c o nn e c t i v i t y   a n l e a ds   t o   a   n e t w o r pa r t i t i o n i ng.   H e n c e ,   f o r   e ffe c t i ve   de pl oy m e n t   o l a r ge   s c a l e   a h o c   n e t w o r ks ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   d e ve l o m e c h a n i s m s   t ha t   t a ke   i nt o   a c c o un t   t h e   l i m i t e b a t t e r y   l i f e   of   m o b i l e   de v i c e s .   M o r e ov e r ,   t h e   a b s e n c e   of  a   c e n t ra l i z e a d m i ni s t r a t i o n   a n a   f i xe i n f ra s t r uc t u r e   m a ke   t h e   i m p l i c a t i o o f   a l l   n e t w o r n o de s   m a n da t o r y ,   e s pe c i a l l y   i n   t h e   p a c ke t   f o r w a r di n g   p r o c e s s W i t hi n   m o b i l e   a h o c   n e t w o r ks   t h e   c o nn e c t i v i t y   i s   e n s ur e by   e a c h   n o de w h i c h   i s   r e qui r e t o   pl a y   t h e   r o l e   of  h o s t   a n r o ut e r   t o   gua r a nt e e   t h e   t ra f f i c   de l i ve r y   a c t i v i t y   [2].   H e n c e ,   a n y   n o de   c a n   b e   s o ugh t   t o   c o n t r i b ut e   in   v a ri o us   o pe r a t i o n s l i ke :   pa t h   di s c o ve r y ,   r o ut i n pa c ke t s   a n a l s o   fo r   t h e   r o ut e   m a i n t e n a n c e   pr o c e s s   w h e n   t h e   t o po l o g y   c h a nge Th i s   pe rm a n e nt   a c t i v i t y   o n o de s   w i t h i n   a   m o b i l e   a ho c   n e t w o r ks   dr a w s   of   t h e i r   l i m i t e r e s o ur c e s ,     w h e r e   e a c h   n o de   s h o ul ke e l i s t e n i n g   t o   t h e   c ha nn e l   i n   o rde r   t o   i nt e r c e pt   a n r e b r o a dc a s t   c o nt r o l   pa c ke t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 91   -   13 9 8   1392   M o r e ov e r ,   t h e   f r e e   m o b i l i t y   of   n o de s   r e qui r e s   c ha l l e n ge s   f o r   r o ut i ng   da t a   i n   s uc h   n e t w o r ks   [3].   R o ut e   f a i l u r e s   pr o duc e   a   pe r m a n e n t   a ppe a l   o f   t h e   di s c o ve r y   a n t h e   m a i n t e na n c e   pr o c e s s   i m pl e m e n t i n b y   r o ut i n g   p r o t o c o l s   [4] .   T h e r e f o r e ,   a   n e w   r o ut i n m e c h a ni s m   s h o ul ke e e n e rg y   o pt i m i z a t i o n   a s   a   m o s t   c r i t e ri o n   i n   o r de r   t o   a s s ur e   n e t w o r s e r v i c e s   fo r   a   l o ng  t i m e   a s   po s s i b l e   [5].   T h e   l i nk  b r e a k a ge   b e t w e e n   n o de s   m a y   b e   c a us e b y   m a n y   r e a s o n s ,   s uc h   a s   a   f a i l u r e   o f   a n   i nt e r m e di a t e   n o de   o r   a   di s c h a rge   of   i t s   b a t t e r y   [6].   T h i s   s i t ua t i o n   i s   s o   c r i t i c a l   f o r   s uc h   n e t w o r ks   a nd  c r e a t e s   h o l e s   w h i c h   m a ke   s o m e   n o de s   un r e a c h a b l e .   T o   a v o i t h i s   c o n c e rn,   r o ut i ng  p r o t o c o l s   s h o ul b e   e n e r gy   a w a r e ,   a n r o ut e s   e s t a b l i s h e b e t w e e n   n o de s   s h o ul b e   m a i n t a i n e by   e l e c t i n g   n o de s   w i t a   h i g h   e n e r gy   l e ve l   [7].     In   t h e   l i t e r a t u r e ,   a   v a r i e t y   of   r o ut i n p r o t o c o l s   d e s i gn e fo r   m o b i l e   a h o c   a n s e n s o r   w i r e l e s s   n e t w o r ha v e   be e n   pr o po s e d,   t a ki n i nt o   a c c o un t   t h e   e n e rgy   c o n s t ra i nt s   o a   n e t w o r k,   i n   o rde r   t o   e nha n c e   t h e   e ff i c i e n c y   i n   t e rm s   o f   a   r e l i a b l e   d a t a   t r a n s f e a n d   t o   a s s ur e   a   de s i r e l e v e l   of   Q ua l i t y   of   S e r v i c e   (Q o S ).   [8,   9]   O L S R   ( O pt i m i z e d   L i n S t a t e   R o ut i n g )   [ 10 ] ,   i s   o n e   o f   pr o a c t i v e   pr o t o c o l s ,   w i de l y   us e i n   m o b i l e   a h o c   a n d   s e n s o r   w i r e l e s s   n e t w o r ks T h e   o pt i m i z a t i o n   p r o c e s s   i n   O L S R   i s   r e l a t e t o   m ul t i po i n t   r e l a y   (M P R )   c o n c e pt .   A n   M P R   i s   a   n o de   w h i c h   i s   s e l e c t e a s   a   r o ut e r   a m o n i t s   n e i g h b o r s   due   t o   i t s   po s i t i o n .   T h e   M P w i l l   pl a y   a   r o l e   of   a   r o ut e r   r e s po n s i b l e   o f   fo r w a r d i n d a t a   p a c ke t s   c o m i ng  f r o m   i t s   n e i g h b o r s .   M P R s   a r e   a l s r e s po n s i b l e   fo r   f o r w a r di n c o nt r o l   a n t o po l o g y   pa c ke t s   fo r   r o ut e   di s c o ve r y   pr o c e s s .   T h i s   a i m s   t o   m i ni m i z e t h e   f l o o di n o f   c o n t r o l   t r a f f i c .   O L S R   c o n t a i n s   t w o   t y p e s   of   c o n t r o l   m e s s a ge s :   n e i g h b o rh o o a n d   t o po l o g y   m e s s a ge s ,   kn o w n   a s   H e l l o   m e s s a ge s   a n T o po l og y   Co n t r o l   (T C)   m e s s a ge s .   O L S R   pr o v i de s   t w m a i n   f e a t ur e s :   N e i g h b o r   D i s c ove r y   a n T o po l o g y   D i s s e m i na t i o n .   W i t h   t h e   h e l o f   t h e s e   t w o   m a i n   f e a t u r e s e a c h   n o de   w i l l   b e   a b l e   t o   c o n s t ruc t   a   s e t   o f   r o ut e s   o ve r   t h e   e nt i r e   n e t w o r [1 0 - 13] .   M o r e ov e r ,   t h e   e s t a b l i s h e r o ut e s   m a y   n o t   be   e n e r gy   e ff i c i e n t   i n   O L S R .   T o   e n ha n c e   t h e   Q o S   of  m o b i l e   a h o c   n e t w o r ks   us i n g   O L S R   a s   r o ut i n g   p r o t o c o l ,   t h e   M P R s e t   s e l e c t i o n   p r o c e s s   s h o ul i n c l ude   t h e   r e s i du a l   e n e r gy   l e ve l   a s   a   c r i t e ri o n,   i n   a dd i t i o n   t o   t h e   po s i t i o n   o a   n o de   w i t h i n   t h e   n e t w o r k.   T h e   a s s o c i a t i o n   of   t h o s e   t w pa ra m e t e r s   a l l o w   a   n o de   t o   e l e c t   a   s e t   of   n o de s   a m o ng  i t s   n e i g h b o r s   a s   M P R s   t h a t   c a n   b e   e n e r g y   a w a r e   a nd  m a y   t o   r e l i e v e   n o de s   w h i c h a s   b e e n   s e l e c t e a s   r o ut e r s   f o r   a   l o ng  t i m e ,   due   t o   t h e i r   po s i t i o n .     T h a t   i s   w h y ,   i n   a   p r e v i o us   w o r k,   w e   upda t e t h e   h e u ri s t i c   o t h e   b a s i c   O L S R   fo r   pe r f o r m i ng  t h e   M P R   s e t ,   t o   t a ke   i nt o   a c c o un t   b o t h   e n e r gy   l e ve l   of   a   n o de   a nd  i t s   r e a c ha b i l i t y   de gr e e .   W e   i n t r o duc e a   m e c ha n i s m   t o   e nh a n c e   t h e   c r e a t i v e n e s s   of   a   n o de   i n   o r de r   t o   gi v e   i t   m o r e   c ha n c e   t o   b e c o m e   a   r o ut e r.   By   t hi s   w a y ,   w e   a s s ur e   a   l o a d - b a l a n c i n g   f o r   r o ut i n a c t i v i t y upo n   t h e   e n t i r e   n e t w o r k.   A n e w   v a r i a n t   o f   O L S R   w a s   n a m e L E - O L S (L i f e t i m e   E nha n c e m e nt - O L S R )   [14],   w h i c h   r e pr e s e nt s   t h e   b a s i s   of   o ur   w o r a n w i l l   b e   de t a i l e i n   t h e   fo l l ow i n s e c t i o n s   o f   o ur   p r e s e n t   pa pe r .   A   s e c o n v a ri a nt   na m e W R E - O L S R   (W e i gh t i n g   b e t w e e n   r e a c h a b i l i t y   a n e n e rgy     O L S R [15],   t h a t   i m pl e m e nt s   a   ne w   pr o c e s s   f o r   t h e   M P R s e t   s e l e c t i o n ,   b a s e o n   a   w e i ght i n g   b e t w e e n   t h e   po s i t i o n   o f   a   n o de   i t h e   n e t w o r a n i t s   r e s i d ua l   e n e r gy .   D e s pi t e   t h e   h i g h e s t   r e a c h a b i l i t y   l e ve l   of   a   n o de   due   i t s   po s i t i o n ,   i t   m a y   n o t   b e   s e l e c t e a s   M P R   i f   i t s   e n e r gy   b e c o m e s   l ow .   H e n c e ,   w e   c a n   a v o i h o l e s   i n   t h e   n e t w o r c o r e ,   c a us e by   t h e   pe rm a n e n t   s o l i c i t a t i o n s   o f   n o de s   a s   r o ut e r s   due   t o   t h e i po s i t i o n .   S i m ul a t i o n   r e s ul t s   i [1 4 ,   15 ]   h a v e   s h o w n   a e nh a n c e m e n t   i n   t h e   qu a l i t y   of   s e r v i c e   (Q oS )   pa r a m e t e r s ,   l i ke   t h e   c o n t r o l   ov e r h e a d ,   t h e   a v e r a ge   e n t o   e n de l a y   a n de a n o de s ,   by   i m pl e m e n t i n t h e se   n e w   pr o t o c o l s .   Co n s e que n t l y ,   t hi s   p r o c e s s   i n c r e a s e s   s i g ni f i c a n t l y   t h e   l i f e t i m e   o f   t h e   n e t w o r k,   e v e n   w h e t h e   e n e r gy   r e s o ur c e s   o f   n o de s   be c o m e s   l ow .   In   t hi s   pa pe r,   w e   foc us e o n   s t udy i n L E - O L S R   [14],   pe r fo r m a n c e s   w h e n   i t ‟s   i m p l e m e n t e f o r   a   r e a l i s t i c   e n v i r o n m e n t ,   by   c o n s i de r i n v a r i o us   t o po l o gi e s   a nd  e n e r gy   l e ve l   s c e n a ri o s .   R e a l i s t i c   a d - h o c   n e t w o r ks   m a y   be   b ui l t   by   n o de s   w i t h   v a ri o us   b a t t e r y   c a pa c i t i e s .   T h us ,   w e   s h o ul e v a l ua t e   a nd  v a l i d a t e   o ur  pr o t o c o l   by   c h o os i n g   s c e n a ri o s   w h i c h   c a b e   c l o s e   to   t h e   r e a l i t y .     T h e   r e m a i ni ng  p a rt s   o f   t hi s   p a pe r   f o l l o w   t h e   p a t t e rn   hi g hl i g ht e a s   d i s c us s e h e r e :   t he   s e c o n s e c t i o p r e s e nt s   t he   p ro t o c o l   L E - O L S R   a nd  i t s   c o nt ri b u t i o n   t o   t h e   b a s i c   O L S R   p r o t o c o l .   T h e   t hi rd  s e c t i o n   i n c l ude s   s i m ul a t i o n   e n v i r o nm e nt   s c e na ri o s   us e i n   N S - s i m u l a t o r.   B a s e o n   s i m u l a t i o ns   r e s u l t s ,   i t h e   S e c t i o n   4   w e   m e a s u r e   a nd   e v a l ua t e   t he   pe r f o rm a nc e   o f   L E - O L S R   p r o t o c o l   i a   dy na m i c   e nv i r o nm e nt   s i m i l a t o   t he   r e a l i t y ,   w h e r e   t he   n o de s   s t a rt   w i t a   ra ndo m   i ni t i a l   e n e rgy , c o m p a ri ng  t o   a i de a l   s c e na ri o   w h e re   n o de s   ha v e   t he   s a m e   a m o u nt   o f   b a t t e r y   c a p a c i t y .   F i na l l y ,   S e c t i o 5   s u m m a ri z e s   d i s c us s i o n s   a nd   c o n c l u de s   t hi s   w o rk .       2.   LE - O LS R   V S   O LS R   A N D   EN ER G Y   O P TI M I ZA TI O N   S C H EM E   B e fo r e   di s c us s i n a b o ut   L E - O L S R   [14]  w h i c h   i s   t h e   f o c a l   po i n t   o f   o ur   s t udy ,   l e t   us   gi v e   a   b r i e de s c r i pt i o n   o f   t h e   O L S R   pr o t o c o l .   O L S R   i s   o n e   o f   t h e   p r o a c t i v e   pr o t o c o l s   i m pl e m e n t e i a d - h o c   a nd  s e n s o r   w i r e l e s s   n e t w o r ks .   T h i s   p r o t o c o l   i s   b a s e o n   t h e   s e l e c t i o n   o f   a n   M P R s e t   a m o n t h e   n o de   n e i g h b o r s ,   w hi c a r e   r e s po n s i b l e   t o   r e l a y   da t a   f r o m   t hi s   n o de   t r e s t   of   t h e   n e t w o r k,   b a s e o n   t h e   e s s e n t i a l   c ri t e r i o n   w h i c h   i s   t h e   r e a c ha b i l i t y   of  a   n o de   (i . e   t h e   po s i t i o n   of   a   n o de )   [10].   T he   R F ( R e qu e s t   F o r   Co m m e nt 362 de f i n e s   t h e   f i r s t   v e r s i o n   o f   O L S R .   A f t e r w a r ds ,   R F Cs   5444  [11]  a n R F C5497  [12]  de f i n e o t h e r   v e r s i o n s   o f   O L S R ,   a ddi ng  s o m e   f un c t i o na l i t i e s   w hi l e   ke e pi n g   t h e   s a m e   p r o c e s s   of   t h e   n e t w o r c o r e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       LE - O L SR   pr ot o c ol   p e r f or m an c e   e v al u at i on  i n   v ar i ous   e ne r g y   c ond i t i ons of   m obi l e   …  ( Moham m e B e l k he i r )   1393   R F C3626  de f i n e s   t h e   c o r e   r o ut i n p r o c e s s   of   O L S R   by   t hr e e   di f f e r e nt   t y pe s   of   m e s s a ge s .   E a c hn o de   w i t h i n   t h e   m o b i l e   n e t w o r m a i n t a i n s   u pda t e i n f o r m a t i o n   o n   t h e   l i nk  s t a t e   by   f l oo di n c o nt r o l   m e s s a ge s   w h i c h   a r e   " T C"   f o r   T o po l o g y   Co n t r o l   a nd  " H e l l o "   i n   O L S R   c a s e .   N o d e s   us e   t h e   e xc h a nge i n f o r m a t i o n   t c a l c ul a t e   t h e   o p t i m a l   pa t h   t o   o t h e n o de s   w h e n   de s i ri n g   t o   t ra n s m i t   us e f ul   da t a .   O L S R   c o n t a i n s   a   ki nd  o f   c o n t r o l   t ra f f i c   m e s s a ge s   (T m e s s a ge s ),   pe r i o di c a l l y   e x c h a n ge b y   n o de s   t o   b ui l l i nks   m a p   w i t t h e i n e i g h b o r s   [16] .   H e l l o   m e s s a ge s   a r e   t y p e s of   b r o a dc a s t e m e s s a ge s   t o   di s c ov e r   s y m m e t ri c   l i nks w i t h   t h e i r   o n e - h o n e i g h b o r s .   By   t hi s   w a y ,   n o de s   m a y   c o n s t r uc t   t h e i n e i g h b o r   t a b l e s   a nd  t o   s e l e c t   t h e i r   M P R s .   T h e   n e i g h b o rh o o di s c ove r y   pr o c e s s   a l l ow s   a   n o de   t o   c a l c ul a t e   t h e   M P R s e t   a n a n o t h e i m po rt a nt   t a b l e   n a m e M P R   s e l e c t o r   s e t   t h a t   r e p r e s e n t s   n o de s   w h i c h   ha v e   s e l e c t e t h e   pr e s e n t   n o de   a s   M P R .   A f t e r   t h e   n e i g h b o rh o o pr o c e s s ,   t h e   M P R s   s e l e c t e c a n   e xc ha n ge   o t h e c o n t r o l   m e s s a ge s   c a l l e T C:   T o po l o g y   C o n t r o l   i o r de r   t o   c o n s t r uc t   t h e   t o po l o g y   t a b l e   a n d   de c l a r e   t h e i s e l e c t o r s .   A   pr e v i o us   w o r i n   [17] ,   de m o n s t r a t e s   t ha t   a   n o de   pl a y i n a   r o l e   o f   M P Rs   fo r   a   l o ng - t i m e   e xha us t   ra pi d l y   i t s   r e s i du a l   e n e r gy ,   c o m pa r i n g   t o   a   n o n   M P R - n o de .   T hi s   p h e n o m e n o n   s e e m s   v e r y   c r i t i c a l   a n d   dra s t i c a l l y   de gr a de   t h e   s t a b i l i t y   of   a   m o b i l e   a h o c   n e t w o r k,   e v e n   w h e n   M P R s   a r e   s e l e c t e b a s e o n   t h e i po s i t i o n s .   T h e   de a t o f   c e n t r a l   n o de s   c r e a t e s   h o l e s   a n ge n e ra t e s   l i n k   b r e a k a ge s   b e t w e e n   n o de s .     LE - O L S R ,   us e s   t h e   r e s e r v e d”   f i e l ds   a v a i l a b l e   i H E L L O   a n d   T m e s s a ge s   t o   t r a n s m i t   r e s i du a l   e n e r gy   l e v e l   i n f o r m a t i o n   f o r   e a c h   n o de .   T h i s   i n f o r m a t i o n   i s   t h e n   a s s o c i a t e w i t h   t h e   v a l ue   of   t h e   „w i l l i n g n e s s ‟  f i e l d.   T h e   W i l l i ng n e s s   f i e l o f   a   n o de   i s   s pe c i f i e by   a n   i n t e ge r   v a r y i n f r o m   t o   a n i n di c a t e s   t h e   a b i l i t y   of   a   n o de   t o   pl a y   t h e   M P R   r o l e .   S o ,   n o de s   s h o ul i n f o r m   t h e i r   n e i g h b o r s   a b o ut   t h e i c a pa c i t i e s   b y   us i n g   t h e   W i l l i ng n e s   f i e l i t h e   H E L L O   pa c ke t s .   A n o t h e a s pe c t   ha s   b e e n   o b s e r v e i t h e   f u n c t i o ni n o f   t h e   b a s i c   O L S R   pr o t o c o l ;   w h e n o de s   r e a c h   t h e i r   m i n i m u m   l e v e l   o f   c a pa c i t y   (W IL L _L O W t h e y   i n f o r m   o t h e r   n o de s   t ha t   t h e y   a r e   n o t   a b l e   t o   b e c o m e   M P R s .   T h i s ,   de c r e a s e s   t h e   o pt i m um   M P R   n um b e r,   i n c r e a s e s   t h e   c o n t r o l   o ve r h e a a n de g r a de s   pe r f o r m a n c e s   i n   t e r m s   o f   n e t w o r l i f e t i m e .   Co nt r o l   pa c ke t s   a r e   f l o o de ov e r   t h e   e n t i r e   n e t w o r a n f u r t h e r   de g ra de   n o de s   c a pa c i t y .   T o   a v o i t h i s   u n w a nt e s i t ua t i o n ,   L E - O L S R   i m p l e m e nt s   t h e   M P R s e l s e t   t a b l e   w h i c h   c o nt a i n s   n o de s   w h i c h   h a v e   s e l e c t e t h e   pr e s e nt   n o de   a s   M P R .   T hi s   m e a n s   t h a t   i f   t h e M P R s e l s e t   of   a   n o de   i s   e m pt y ,     s o   t h e   p r e s e nt   n o de   h a s   n o t   b e e n   s e l e c t e a s   M P R   due   i t s   r e s i dua l   e n e rgy   o r   i t s   po s i t i o n   i n   t h e   n e t w o r k.   A f t e r w a r ds ,   t h e   b a s i c   O L S R   a l go ri t hm   o f   M P R   s e l e c t i o n   i s   m o di f i e by   i n t r o duc i n a   dy n a m i c   t hr e s h o l d,   w h i c h   de c r e a s e s   a ut o m a t i c a l l y   by   o n e   (1)  w h e n   M P R s e l s e t   o f   t h e   n o de   i s e m pt y .   T hi s   p r o c e s s   i s   o bv i o us l y   de s c r i b e by   t h e   f o l l ow i n a l go r i t h m   w h i c h   a s s o c i a t e s   t h e   e n e r gy   l e v e l   of   a   n o de   t o   i t s   w i l l i n g n e s s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .   U p o n   r e c e i v i n a   H e l l o   m e s s a ge ,   a   n o de   upd a t e s   i t s   r e po s i t o ri e s   w i t i n f o r m a t i o ga t h e r e d   f r o m   i t s   n e i g h b o rh o o d.   A n   e m pt y   M P R s e l s e t   o f   t h e   c o m put i n n o de   w o ul s i gni fy   t ha t   i t   ha s   n o t   b e e n   s e l e c t e a s   M P R   due   i t s   e n e r gy   l e v e l .   H e n c e ,   i t   de c r e a s e s   i t s   w i l l i n g n e s s   l e ve l   t o   t e l l   o t h e r   n o de s   t h a t   i t   c a b e   M P R   fo r   a n o t h e t i m e   i n   o r de t o   a v o i t h e   a b s e n c e   o f   M P Rs   w i t h i t he   n e t w o r k.           F i gu r e   1 .   A l go r i t hm   (1 f o r   a s s o c i a t i o b e t w e e n   t h e   w i l l i n g ne s s   a nd  t h e   e n e r gy   of   a   n o de         3.   R ES EA R C H   M ET H O   S i m ul a t i o n s   pe r f o r m e i n   [15]  a s s u m e t ha t   a l l   n o de s   of   t h e   n e t w o r ha v e   i n i t i a l l y   t h e   s a m e   a n t h e   m a x i m u m   a m o u n t   o f   t h e   e n e r gy .   B ut ,   i t h e   r e a l i t y ,   a m o b i l e   a d - h o c   n e t w o r c a n   b e   ra n do m l y   b ui l t   by   m ob i l e   de v i c e s   i n   o r de r   t o   t e m po r a ri l y   e xc h a n ge   da t a .   A   n on - f i xe i n f ra s t r uc t u r e   o f   s uc h   n e t w o r ks   a nd  t h e i r   m o b i l i t y   i n t e n ds   us   t o   s t udy   t h e   e ff i c i e n c y   of   L E - O L S R   w i t hi n   s e v e r a l   ra n do m   s c e na r i o s   i o r de r   t o   e v a l ua t e   i t s   Q o S   pe r f o r m a n c e s .   I n   o ur   p r e s e n t   r e s e a r c h   w o r k,   w e   e v a l ua t e   a n a na l y z e   t h e   Q o S   p e r f o r m a n c e s   of  L E - O L S pr o t o c o l .   T h e   m a i n   go a l   o f   o ur   a n a l y s i s   i s   t o   i n v e s t i ga t e   t h e   b e h a v i o r   o f   o ur   pr o po s e s c h e m e   un de r   t w di f fe r e nt   e n v i r o nm e nt s ,   n a m e l y :   a)   S t a t i c   e n v i r o nm e n t   w i t h   a   c o n s t a nt   i n i t i a l   e n e r gy   of   100  j o ul e s   f o r   e a c n o de .   b)   D y n a m i c   e n v i r o n m e n t   w i t h   a   v a r i a b l e   i ni t i a l   e n e r gy   w i t h i t he   i n t e r v a l   [50  j o ul e s ,   10 j o ul e s ].   A t   f i r s t ,   w e   pe r fo r m e a   s c r i p t   t ha t   ge n e r a t e s   a   v a r i a b l e   c a l l e R N G   (R a n do m   N um b e r   G e n e ra t i o n ).   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 91   -   13 9 8   1394   T h i s   s c r i p t   a l l o w s   us   t o   ge n e r a t e   r a ndo m   n u m b e r   b e t w e e n   50  a n d   100 .   T h e   pe r f o r m e s c r i p t   i s   w r i t t e i T CL / t k   [18 ,   19]   l a n gu a ge   a s   f o l l ow s :         T h e   s e e d”   v a l ue   i n   t h e   p r e v i o us   s c r i pt ,   a l l o w s   ge n e r a t i ng  v a ri a b l e   e n v i r o nm e n t s   w i t h   di f f e r e n t   i n i t i a l   e n e r gi e s   f o r   n o de s .   A t   n e x t ,   i o r de r   t o   ge n e r a t e   u n i f o rm   ra n do m   i n i t i a l   e n e r gy   fo r   n o de s ,   t h e   f o l l ow i n s o ur c e   c o de   w a s   a dde t o   t h e   T CL   s c r i pt   r e s po n s i b l e   fo r   g e n e ra t i n s c e na ri o s   w i t h i N S 2.   T hi s   s c r i p t   w i l l   c r e a t e   a   r a ndo m   n u m b e r   u”   v a r y i n b e t w e e n   50  a nd  10 0. A f t e r   t ha t ,   t h e   ra n do m   v a ri a b l e   u”   w i l l   be   a s s o c i a t e w i t t h e   i ni t i a l   e n e r gy   o f   a   n o de   by   t h e   f o l l o w i n T CL   s c ri pt :           T h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e s e   t w o   s c r i pt s   w i l l   a l l o w   us   ge n e r a t i n g   r a n do m   s c e na r i o s   w i t h   di f f e r e n t   r e s i du a l   e n e r gi e s   di s t ri b ut i o n s .   F o r   e a c h   s e e d”   v a l ue   w e   c a n   c r e a t e   a   n e w   e n e r gy   di s t ri b ut i o n   o f   n o de s   a n w e   w i l l   t e s t   t h e   L E - O L S R   pe r f o r m a n c e s   a c c o r di n g   t o   t hi s   di s t r i b ut i o n .   T h e   S i m ul a t i o n s   w e r e   c o n duc t e us i n N S   2 . 35   [20 ,   21] ,   u n de di f f e r e n t   m o b i l i t y   a nd  de n s i t y   s c e n a r i o s ,   w h e r e   w e   v a r i e n o de   ve l oc i t y   a n n o de   de n s i t y .   N o de s   i n   t h e   s i m u l a t i o m o v e   a c c o r di n t o   R a n do m   W a y po i n t   M o b i l i t y   m o de l   e a c h   n o de   i s   t h e a s s i g n e a   pa rt i c ul a r   t ra j e c t o r y ,   a n t h e   t w o   r a y   gr o u n p r o pa ga t i o n   m o de l   i s   us e [22] .   W e   s e l e c t   t h e   n u m b e r   o f   n e t w o r n o de s   t o   be   60  i n   a n   a r e a   o 870*870  s qua r e   m e t e r s   w h i l e   c h a ngi n t h e   s pe e d.   W e   s e t   t h e   s pe e d   o n o de s   m ov e m e n t   a t   1m / s   w h e n   v a r y i n g   t h e   n o de s   n um b e r .   T h e   s i m ul a t i o n   du r a t i o n   fo r   e ve r y   s c e na r i o   i s   300  s e c o n ds .   D uri n e a c h   s i m ul a t i o n,   c o n s t a n t   b i t - ra t e s   (CB R c o nn e c t i o n s   a r e   ge n e ra t e d,   a n e a c CB R   c o nn e c t i o n   p r o duc e s   pa c ke t s   pe r   s e c o n w i t a   pa c ke t   s i z e   o f   512  b y t e s .   S i m ul a t i o n   p a ra m e t e r s   a r e   s u m m a r i z e i T a b l e   1.   A s   di s c us s e d,   T a b l e   i l l us t r a t e s   t ha t   f o r   t h e   dy n a m i c   e n v i r o nm e nt ,   t hr e e   di f f e r e n t   e n e r gy   s c e n a ri o s   w i l l   b e   s i m ul a t e d ,   de pe n di ng  o n   t h e   s e e d”   v a l ue .       T a b l e   1 .   S i m u l a t i o p a r a m e t e r s     S t a t i c   p a ra m e t e r s   D y n a m i c   p a ra m e t e r s   P a ra m e t e r s   N u m b e r   o n o d e s   N o d e   s p e e d   N u m b e r   o n o d e s   N o d e   s p e e d   T ra n s m i s s i o n   A r e a   8 7 0   m   x   8 7 0   m   N o d e s   N u m b e r   2 0 ,   6 0 ,   8 0 ,   1 0 0   60   2 0 ,   6 0 ,   8 0 ,   1 0 0   60   N o d e   S p e e d   1   m / s   1 ,   3 ,   5 ,   8   m / s   1   m / s   1 ,   3 ,   5 ,   8   m / s   S i m u l a t i o n   T i m e   3 0 0   s   T ra f fi c   T y p e   CBR   Co n n e c t i o n s   N u m b e r   8   P a c k e t   Ra t e   2   p a c k e t s   In i t i a l   E n e r g y   1 0 0   j o u l e s   [5 0 - 1 0 0 j o u l e s ,   d e p e n d s   o n   s e e d i n g   t h e   RN G   ( s e e d 1 ,   s e e d 3 ,   s e e d 5 )   Rx   P o w e r     1 . 1   w   T x   P o w e r   1 . 6 5   w   Id l e   P o w e r   0 . 3   w   S l e e p   P o w e r   0 . 0 4 2   w   Ro u t i n g   P r o t o c o l   LE - O L S R,   O L S R   M a c   L a y e r   8 0 2 . 1 1       4.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   In   w h a t   f o l l ow s ,   w e   w i l l   s t ud y   t h e   be h a v i o r   L E - O L S R   a n i t s   pe r fo r m a n c e s   i n   t e r m s   o Q oS   [23]  of  t h e   m o b i l e   a d   h o c   n e t w o r ks ,   e s pe c i a l l y   fo r   v a r i a b l e   e n v i r o nm e n t s .   S o ,   m e t r i c s   c h o s e n   a r e :     a)   A v e ra ge   de l a y :   s pe c i f i e s   t he   m e a n   t i m e   t a ke f o r   a   p a c ke t   t o   r e a c i t s   de s t i na t i o n.   If   t he   pa c ke t   e xc e e ds   a   c e rt a i de l a y   t i m e ,   i t   i s   c o n s i de r e d   a s   a u nde s i r e d   p a c ke t   a nd   i t   i s   a u t o m a t i c a l l y   d i s c a rde d   b y   r o ut e rs   [2 4] .     b)   Co n t r o l   O v e rh e a d:   T h e   c o n t r o l   o ve rh e a p a r a m e t e r   de t e rm i n e s   t h e   n u m b e r   o f   r o ut i n pa c ke t s   (H e l l a n T C)  n e e de t o   b e   e x c h a n ge i n   o r de r   t o   de l i v e r   t h e   p a y l o a (da t a   p a c ke t s )   [25] .   T hi s   m e t r i c   i s   c r uc i a l   i n   o r de r   t o   e v a l ua t e   t h e   pe r f o r m a n c e   of  a   r o ut i n p r o t o c o l .   A n   i n c r e a s e   of  c o n t r o l   pa c ke t s   m e a n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       LE - O L SR   pr ot o c ol   p e r f or m an c e   e v al u at i on  i n   v ar i ous   e ne r g y   c ond i t i ons of   m obi l e   …  ( Moham m e B e l k he i r )   1395   m o r e   e n e r gy   w a s t e by   n o de s   a n d   di r e c t l y   a f fe c t s   t h e   n e t w o r l i f e t i m e .   c)   D e a N o de s :   A s   d i s c us s e e a rl i e r,   t h e   w i l l i ng n e s s   o f   a   n o de   m e a s u r e s   i t s   a b i l i t y   t o   f o r w a rd  t ra f f i c   f r o m   a   n o de   t o   i t s   n e i g h b o r s   [ 26 ] .   T hu s ,   i t   i s   a   c ri t i c a l   p a ra m e t e r   t o   pe r f o rm   t h e   M P R s e t   o f   a   n o de .   A   de a n o de   ha s   w i l l i ng ne s s   i t he   i nt e r v a l   o f   W IL L _N E V E R ,   s o   i t   c a o nl y   s e nd   i t s   d a t a   ra t he t ha ro u t i ng   t ra f f i c .   T h e   s e c t i o n   b e l o w   de pi c t s   r e s ul t s   ga i n e by   v a r i o us   s i m ul a t i o n s   pe r f o r m e a nd  t h e   d i s c us s i o n   a r e a .     4. 1 .     S tati s t i c a l   an al ys i s   b a s e d   o n   th e   av e r age   d e l ay   T o   c o r r o bo r a t e   o u r   a p p r o a c h,   w e   pe r fo r m e a   s t a t i s t i c a l   a na l y s i s   b a s e o n   c a l c ul a t i n g   t h e   c o rr e l a t i o c oe ff i c i e n t   b e t w e e n   L E - O L S R   a n O L S R ,   t a k i n a s   v a ri a b l e   t h e   a v e ra ge   de l a y   f o r   bo t h ;   de n s i t y   a n m o b i l i t y .   T h e   a v e r a ge   de l a y   ob t a i n e by   s i m ul a t i o n   i s   i l l u s t ra t e by   T a b l e   2.   T a b l e   b e l ow   de pi c t s   t h e   c o r r e l a t i o n   c o e f f i c i e n t ,   c a l c ul a t e f o r   e a c h   c a s e :       T a b l e   2 .   A v e r a ge   de l a y   i n   L E - O L S R   v s   O L S R   D e n s i t y   ( n o d e s   n u m b e r)   20   60   80   100   LE - O L S R   1 , 1 6 E - 04   6 , 5 7 E - 04   9 , 3 1 E - 04   1 , 2 6 E - 03   O L S R   7 , 7 6 E - 05   2 , 3 4 E - 03   7 , 2 5 E - 03   1 , 7 9 E - 02   M o b i l i t y   ( n o d e s   s p e e d )   1   3   5   8   LE - O L S R   1 , 0 6 E - 04   1 , 9 9 E - 04   1 , 5 5 E - 04   1 , 1 6 E - 04   O L S R   2 , 9 2 E - 03   3 , 1 5 E - 03   1 , 5 0 E - 03   2 , 0 9 E - 03       T a b l e   3 .   Co rr e l a t i o c o e ff i c i e n t   f o r   L E - O L S R   a nd  O S L R   E n v i r o n m e n t   P ro t o c o l   Co rr e l a t i o n   c o e ffi c i e n t   D e n s i t y   LE - O L S R   0 , 9 9 5 3 2 2 5 9 2   O L S R   0 , 7 8 9 7 4 8 5 9 1   M o b i l i t y   LE - O L S R   0 , 7 6 7 0 0 7 5 5 9   O L S R   0 , 6 5 9 9 3 0 9 5 6       T h e w e   c o m put e t h e   c o rr e l a t i o n   a s   f o l l ow s   [27]:                            (   )             (   )           r   :   c or r e l at i on   c oe f f i c i e nt     x :   node s n um be r   ( 20 , 40 , 60 , 8 0)   y   :   t he   a v e r age   de l a y   v al ue   n   :   n um be r   o f   s am p l e s   ( 4   i o ur   c a s e )     T h e r e f o r e ,   w e   c a n   e v a l ua t e   t h e   s t r e n g t h   o f   t h e   r e l a t i o n s h i b e t w e e n   t h e   a v e r a ge   de l a y   a n b o t h   de n s i t y   a n m o b i l i t y ,   i n   b o t t w o   c a s e s :   O L S R   a nd  L E - O L S R .   F i gur e s   2   a nd  3   i l l us t ra t e   a   c o m pa ri s o i t e rm s   o f   c o r r e l a t i o b e t w e e n   L E - O L S R   a n d   O L S R   A   c o rr e l a t i o n   c o e ff i c i e n t   c l o s e r   t o   s i gni f i e s   t h a t   t h e   r e l a t i o n s hi b e t w e e n   t h e   a v e r a ge   de l a y   a n t h e   de n s i t y   (m o b i l i t y i s   s t r o n ge r .   A c c o r di n t o   T a b l e   a nd  F i g ur e s   a n 3 ,   t h e   o b t a i n e r e s ul t s   s h o w   obv i o us l y   t h a t   t h e   v a ri a t i o n   o f   t h e   pa c ke t   de l a y   i n   c a s e   o f   L E - O L S R   i s   hi g h l y   de pe n de n t   o n   t h e   de n s i t y   o r   t h e   m o b i l i t y   of   t h e   n e t w o r k,   c o m pa r e d   t o   t h e   b a s i c   O L S R   p r o t o c o l .             (a )   (b )   F i gu r e   2 .   L i n e a r e g r e s s i o n   pl o t   o f   O L S R   a n d   L E - O L S R   fo r   A v e r a ge   de l a y   V s   de n s i t y     (a O L S R   (b L E - O L S R   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 91   -   13 9 8   1396       (a )   (b )     F i gu r e   3 .   L i n e a r e g r e s s i o n   pl o t   o f   O L S R   a n d   L E - O L S R   fo r   A v e r a ge   de l a y   V s   M ob i l i t y     (a O L S R   (b L E - O L S R       In  c a s e   o f   de n s i t y ,   t h e   c o rr e l a t i o n   c o e f f i c i e n t   " r"  i s   a b o ut   0, 99f o r   L E - O L S R   i n s t e a d   o f   0, 78  f o r   O L S R .   T h i s   m e a n s   t h a t   t h e   b e h a v i o r   o f   L E - O L S R   i s   l i ne a r   a n p r e di c t a b l e   w h e n   t h e   n e t w o r de n s i t y   i n c r e a s e s ,   w hi c h   i s   n o t   t h e   c a s e   f o r   O L S R .   W h e i t   c o m e s   t o   m o b i l i t y ,   t h e   c o rr e l a t i o i s   l e s s   t ha n   t h e   de n s i t y   fo r   L E - O L S b ut   a l w a y s   m uc h   b e t t e r   t h a n   O L S R .   T h e s e   ob t a i n e r e s ul t s   c o n f i r m   t ha t   o ur   a pp r o a c h   L E - O L S R   i s   v a l i da t e a nd  o ut pe r f o r m s   t h e   b a s i c   O L S R   pr o t o c o l ,   e v e n   f o r   d i f fe r e nt   e n e r gy   c o n s t r a i n t s   s c e n a ri o s .     4 . 2 .     Q o S   m e tr i c   p e r fo r m an c e s   e v al u ati o n   fo r   LE - O LS R   w i th i n   d i ffe r e n t   e n e r gy   s c e n ar i o s     T h e   Q ua l i t y   o S e r v i c e   (Q o S [27]  i s   de f i n e a s   a   s e t   o f   s e r v i c e   r e qui r e m e nt s   t ha t   n e e ds   t o   be   gua r a nt e e by   t h e   n e t w o r w h i l e   t r a n s po r t i n a   p a c ke t   s t r e a m   f r o m   a   s o ur c e   t o   i t s   de s t i na t i o n .   T h e   n e t w o r i s   e xpe c t e t o   a s s ur e   a   s e t   of   m e a s ur a b l e   s e r v i c e   a t t r i b ut e s   t o   us e r s   i n   t e rm s   o e n d - to - e n pe r f o r m a n c e ,   P ow e r   c o n s um pt i o n   a n e n t o   e n de l a y   w h i c h   a r e   m o r e   s pe c i f i c   t o   m ob i l e   a h o c   n e t w o r ks   [28,   29].   F u r t h e rm o r e ,   o ur   c o n c e rn  i s   t o   s t udy   t h e   e f f i c i e n c y   of   L E - O L S R   i n   t e rm s   o f   e n e r gy   c o n s um pt i o n   a n d   t h e   n e t w o r l i f e t i m e .     A s   e xpl a i n e e a rl i e r,   w e   pe r f o r m e s c r i pt s   w i t h i n   N S t o   ge n e ra t e   v a ri o us   s c e n a ri o s ,   a l l o w i n us   t o   s t udy   t h e   be h a v i o r   o f   L E - O L S w i t hi n   r e a l i s t i c   a d - h o c   a n s e n s o r   n e t w o r ks .   T h us ,   w e   c r e a t e t hr e e   di f fe r e nt   ra n do m   e n v i r o nm e n t s   n a m e (s e e d1,   S e e d3,   s e e d5)  a n w e   c o m pa r e t h e   e v o l ut i o n   of   t h e   Q o S   c r i t e r i o n s   w h e n   i m pl e m e n t i n g   L E - O L S R   i b o t i de a l   a n d   r e a l   e n v i r o nm e nt .       4. 3 .     Eff e c t   o n o d e   d e n s i ty   an d   n o d e   m o b i l i ty   o n   th e   c o n tr o l   o v e r h e ad     F i gu r e   i l l us t ra t e s   t h e   e vo l ut i o n   o f   t h e   c o n t r o l   ov e r h e a w h e n   v a r y i n t h e   i ni t i a l   r e s i du a l   e n e r gy   of  n o de s   fo r   di f f e r e n t   s c e n a ri o s .   W e   n o t i c e   t ha t ,   t h e   c o n t r o l   o ve rh e a o f   t h e   di f f e r e n t   s c e n a ri o s   i n c r e a s e s   w h e t h e   n o de s   n u m b e r   b e c o m e s   i m po r t a n t   a nd  w h e n   t h e   n e t w o r s e e m s   hi g hl y   m ob i l e .   T hi s   i s   due   t o   t h e   pr o a c t i v e   s c h e m e   o f   O L S R ,   i t   c a n   b e   e xpl a i n e b y   t h e   f a c t   t h a t   n o de s   e xc h a n ge   a   h uge   n u m b e r   o f   c o n t r o l   pa c ke t s   t o   b ui l o r   m a i nt a i n   r o ut e s   w i t hi n   t h e   w h o l e   n e t w o r t o   a vo i l i n b r e a k a ge   w h e n   b o t h   de n s i t y   a n m o b i l i t y   i n c r e a s e .           (a )   (b )     F i gu r e   4 .   E f fe c t   of   n o de   de n s i t y   a nd  n o de   m o b i l i t y   o n   c o n t r o l   o v e r h e a d   (a n e t w o r de n s i t y   (b n e t w o r m o b i l i t y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       LE - O L SR   pr ot o c ol   p e r f or m an c e   e v al u at i on  i n   v ar i ous   e ne r g y   c ond i t i ons of   m obi l e   …  ( Moham m e B e l k he i r )   1397   It ‟s   ob v i o us   a c c o r di ng  t o   t h e   f i gur e   4,   t ha t   t h e   c o n t r o l   ov e r h e a i s   a f f e c t e d   by   t h e   d y n a m i c   e n v i r o n m e n t   i n   b o t h   " de n s i t y "   a n " m o b i l i t y "   c a s e .   In   t h e   s t a t i c   L E - O L S R   t h e   c o n t r o l   ov e r h e a v a r i e s   w i t hi n   t h e   i n t e r v a l   [4 866,   33645 ].   H ow e ve r ,   i t   i n c r e a s e s   w h e i m pl e m e nt i ng  L E - O L S R   w i t hi n   a   r a ndo m   s c e n a ri w h e r e   t h e   i nt e r v a l   i s   [406 6, 36 866] .   A   l i f e t i m e   e ff i c i e n t   pro t oc o l   s h o ul ge n e ra t e   l e s s   c o n t r o l   pa c ke t s   fo r   t r a n s m i t t i ng  t h e   s a m e   a m o u n t   o f   da t a   pa c ke t s .   T h e   r i s e   o f   t h e   c o n t r o l   pa c ke t s   b e t w e e n   t h e   L E - O L S R   a n t h e   t hr e e   v a r i a b l e   s c e n a r i o s   i s   a b o ut   11%   f o r   t h e   de n s i t y ,   a n m o r e   t h a 30%   i n   t h e   m o b i l i t y   c a s e .   W h e n   de n s i t y   i n c r e a s e s ,   L E - O L S R   ke e ps   i t s   pe r f o r m a n c e s   f o r   b o t h   ra n do m   a nd  i de a l   a h o c   n e t w o r k.   I c a s e   of   m o b i l i t y ,   w e   s h o ul t a ke   m o r e   c a r e   a b o ut   t h e   i ni t i a l   r e s i du a l   e n e r gy   of   n o de s .     4. 4 .     Eff e c t   o n o d e   d e n s i ty   an d   n o d e   m o b i l i ty   o n   d e ad   n o d e s   D e a n o de s   a r e   n o de s   w i t h   a   d i s c ha r ge b a t t e r y   (l e s s   t h a n   5%  o t h e   i n i t i a l   r e s i du a l   e n e r gy   i n   o ur  c a s e due   t t h e i r   a c t i v i t y   w i t h i n   t h e   a h o c   n e t w o r [30] .   A   de a d   n o de   i s   n o t   a b l e   t o   fo r w a r p a c ke t s   t o   i t s   n e i g h b o rh o o d.   T h i s   m e a n s   t h a t   a n   i n c r e a s e   n um b e r   o f   de a n o de s ,   e s pe c i a l l y   t h o s e   w h i c h   ha v e   a   s t ra t e gi c   po s i t i o n ,   ge n e r a t e s   m o r e   r o ut e   f a i l ur e s   a n r e qui r e s   m o r e   c a l c ul a t i o n   o f   r o ut e   di s c ov e r y ,   w h i c h   p r o duc e s   a dd i t i o na l   c o n t r o l   t ra f f i c   t ha t   c o n s um e s   m o r e   b a n dw i dt h   a n d   l e a v e s   l e s s   c a pa c i t y   fo r   da t a   t ra f f i c .   F i gu r e   5,   s h o w s   t h e   v a r i a t i o n   o de a n o de s   fo r   L E - O L S i n   t h e   i de a l   c a s e   a nd  w h e n   ge n e ra t i ng   ra n do m   s c e n a ri o s ,   fo r   bo t h   de n s i t y   a n m o b i l i t y .   A c c o r di n t o   t h e   f i gur e   5,   t h e   r a t i o   of   de a n o de s   i s   r e l a t i v e l y   s t a b l e   fo r   L E - O L S R ,   i n   t h e   i de a l   c a s e   a n w h e n   ge n e r a t i ng  r a ndo m   s c e n a ri o s .   T h e   de a d   n o de   i n t e r v a l   i s   b e t w e e n   11  a n 68 .   I n s t e a d ,   f o r   O L S t h e   de a n o de s   n um b e r   i n c r e a s e s   dra s t i c a l l y   t o   r e a c h   91.   H ow e ve r ,   i n   t h e   m o b i l i t y   c a s e ,   de a n o de s   n um b e r   f o r   L E - O L S i n   ra n do m   s c e n a r i o s   e xc e e ds   t h e   num b e r   o de a n o de s   f o r   b a s i c   O L S R .           (a )   (b )     F i gu r e   5 .   E f fe c t   of   n o de   de n s i t y   a nd  n o de   m o b i l i t y   o n   de a d   no de s   (a n e t w o r de n s i t y   (b n e t w o r m o b i l i t y       Ide n t i c a l l y   t o   t h e   e vo l ut i o n   o f   t h e   c o n t r o l   o ve r h e a d,   w e   c on c l ude   t ha t   t h e   L E - O L S R   o ut pe r fo r m s   O L S R   fo r   bo t h   s t a t i c   a n ra n do m   s c e n a ri o s   w h e n   n e t w o r be c o m e s   de n s e .   H ow e ve r ,   w e   s h o ul pa y   a t t e n t i o t o   t h e   i ni t i a l   e n e r gy   c o n s t r a i n t s   w h e i m p l e m e nt i ng  L E - O L S R   i a   hi g h l y   m o b i l e   n e t w o r k.       5.   C O N C LU S I O N   T h e   m a i n   o b j e c t i ve   of   t h i s   pa pe r   w a s   t o   s t ud y   t h e   be h a v i o r   o f   L E - O L S R   pr o t oc o l   i n   w i r e l e s s   a h oc   a n s e n s o r   n e t w o r ks   i n   di f f e r e n t   s c e n a ri o s   s i m i l a r   t o   t h e   r e a l i t y ,   w h e r e   b a t t e r y   c a pa c i t y   l e v e l   of   n o de s   v a r i e s   f r o m   o n e   n o de   t o   a n o t h e r .   In   t h i s   w o r k,   w e   e v a l ua t e L E - O L S R   pr o t o c o l   a c c o r di n t o   di ff e r e n t   Q o S   m e t r i c s ;   a v e r a ge   de l a y ,   c o n t r o l   o v e r h e a d   a nd  de a n o de s .   T h e   v a r i o us   pe r f o r m e s i m ul a t i o n s   i l l us t r a t e   t h a t   L E - O L S R   s h o w s   a   s l i ght   de c r e a s e   i i t s   pe r f o r m a n c e   w h e n   w e   i m p l e m e n t   i t   i n   a   r e a l i s t i c   m o b i l e   a h o c   a n w i r e l e s s   s e n s o r   e n v i r o n m e n t .   In  t h e   de n s i t y   c a s e ,   L E - O L S R   ke pt   i t s   pe r f o r m a n c e   f o r   b o t i de a l   a n d   r e a l i s t i c   e n v i r o n m e nt s   a nd  o ut pe r f o r m s   t h e   b a s i c   O L S R .   O n   t h e   o t h e r   ha n d ,   t h e   m o b i l i t y   o f   n o de s   a ff e c t s   t h e   L E - O L S R   pe r fo r m a n c e s   a n l e a ds   t o   a   de g r a d a t i o n   i n   t h e   Q o S .   B a s e o n   t h e   t o l e r a n c e   de gr e e ,   w e   c a n   s a y   t ha t   L E - O L S R   a c t s   b e t t e r   i de t e r m i n i s t i c   n e t w o r ks ,   w h e r e   t h e   i ni t i a l   r e s i d ua l   e n e rgy   of   n o de s   i s   w e l l   k n o w n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   20 20  :     13 91   -   13 9 8   1398   T h e   ob t a i n e r e s ul t s   m a k e   L E - O L S R   a   s t r o ng  c a ndi d a t e   a n v e r y   u s e f ul   o pt i o n   f o r   a l l   t y pe   of  a   de n s e   m o b i l e   w i r e l e s s   n e t w o r k s   t h a t   i m pl e m e nt   a   l a r ge   num b e r   o f   m ob i l e   n o de s .   O u r   c o n t ri b ut i o n   m a y   i m p r o v e   pe r f o r m a n c e   t h e   e xi s t i ng  n e t w o r ks ,   t hr o ug o ur  r e l i a b l e   c o n c e pt   o f   l i f e t i m e   e nh a n c e m e n t .       R EF ER EN C ES   [ 1]   S.   J a bba r , e t   a l ,   A na l y s i s   o f   F a c t o r s   A f f e c t i ng   E ne r g y   A w a r e   R o ut i ng   i W i r e l e s s   S e ns o r   N e t w o r k , ”  W i r e l e s s   C om m uni c at i on s   and   M ob i l e   C om pu t i n g v o l .   2 018 ,   F e b r ua r y   2018.   [ 2]   S.   H a o e t   al ,   A   S t a b l e   a nd  E n e r g y - E f f i c i e nt   R o ut i ng   A l g o r i t h m   B a s e o L e a r ni ng   A ut o m a t a   T he o r y   f o r   M A N E T , ”  J ou r na l   of   C om m un i c at i on s   and   I n f o r m at i o N e t w or k s ,   2018 .   [ 3]   A.   A .   A l g ha m di ,   e t   a l ,   E ne r gy - e f f i c i e nt   a d a pt i v e   f o r w a r di ng   s c he m e   f o r   M A N E T s , ”  I E E E   W i r e l e s s   day s ,   20 16 .     [ 4]   H.   A l a ni ,   e t   al ,   D y na m i c   r o ut i ng   di s c o v e r y   s c he m e   f o r   hi g h   m o bi l i t y   i m o bi l e   a ho c   w i r e l e s s   ne t w o r k s , ”  I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l .   1 0,   n o .   4 ,   p p.   37 02 - 371 4,   20 20.   [ 5]   L . F r a t t a ,   e t   a l ,   E m e r g i ng   t r e n ds   a nd  a ppl i c a t i o ns   i a ho c   ne t w o r ks ,   A nna l s   o f   T e l e c om m un i c at i on  v o l .   73   pp.   54 7 - 548 .   2 018 .   [ 6]   A.   B a ne r j e e ,   e t   a l ,   E x pe c t e r e s i du a l   l i f e t i m e   ba s e a ho c   o n - de m a nd  m u l t i p a t h   r o ut i ng   p r o t o c o l   ( E R L - A O M D V )   i m o bi l e   a ho c   ne t w o r ks , ”  I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   I nf or m a t i on   T e c hnol o gy v o l .   11 ,   no .   4 ,   pp .   727 - 733 .   201 8.   [ 7]   B.   A bi di e t   a l ,   S e c ur i t y   i w i r e l e s s   s e ns o r   n e t w o r ks , ”  I n t e r na t i o nal   J our nal   of   I n f or m at i c s   and  C om m uni c a t i o n   T e c hnol o gy   ( I J - I C T ) ,   v o l .   8,   n o . 1 ,   pp .   13 - 18,   2 019 .   [ 8]   D.   K.   S h a r m a ,   e t   a l ,   A U pda t e   ba s e E ne r gy - E f f i c i e nt   R e a c t i v e   R o ut i ng   P r o t o c o l   f o r   M o bi l e   A H o c   N e t w o r ks ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   i C om put e r   N e t w or k   and   I nf o r m a t i o Se c ur i t y ,   v o l .   11 ,   pp.   1 7 - 26,   20 13.     [ 9]   D S .   S i s o di a ,   e t   a l ,   A   P e r f o r m a nc e   R e v i e w   o f   I nt r a   a nd  I nt e r - G r o up  M A N E T   R o ut i ng   P r o t o c o l s   unde r   V a r y i ng   S pe e d   o f   N o de s , ”  I nt e r n at i ona l   J our na l   o f   E l e c t r i c a l   a nd  C o m put e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) v o l .   7,   n o .   5 ,     pp.   27 21 - 2730 ,   201 7.   [ 10]   T .   C l a us e n,   e t   al ,   O p t i m i z e L i nk   S t a t e   R o ut i ng   P r o t o c o l   ( O L S R ) , ”  I E T F   R F C   3626 ,   200 3.   [ 11]   T .   C l a us e n,   e t   a l ,   G e ne r a l i z e M o bi l e   A H o c   N e t w o r ( M A N E T )   P a c ke t / M e s s a g e   F o r m a t , ”  I E T F   R F C   5444 F e br ua r y   2009 .   [ 12]   T .   C l a us e n ,   e t   al ,   R e pr e s e nt i ng   M u l t i - V a l ue   T i m e   i M o b i l e   A d   H o c   N e t w o r ks   ( M A N E T s ) , ”  I E T F   R F C   4597 M a r c 20 09.   [ 13]   O . B a r ki ,   e t   al I m pr ov i ng   t he   s e l e c t i o o f   M P R s   i O L S R   pr o t oc o l :   a   s ur v e y   of   m e t ho ds   a nd  t e c hn i que s ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   v o l .   1 0,   n o .   1 ,   p p.   28 8 - 295 ,   2020 .   [ 14]   M . B e l k he i r ,   e t   a l ,   A ho c   N e t w o r L i f e t i m e   E nha nc e m e nt   by   E n e r gy   O pt i m i z a t i o n , ”  A H oc   &   Se ns or   W i r e l e s s   N e t w or k s v o l .   28 ,   no .   1 - 2,   pp .   83 - 95 ,   2015 .   [ 15]   S A H .   B e l khi r a ,   e t   a l ,   W R E - O L S R ,   a   ne w   s c he m e   f o r   e nha nc i ng   t he   l i f e t i m e   w i t hi a ho c   a nd  w i r e l e s s   s e ns o r   ne t w o r k s , ”  I n t e r nat i on al   j our na l   o f   c om m u ni c at i on   s y s t e m s   ( I J C S) v ol .   32 no .   11 ,   201 9.   [ 16]   A . S a hno un,   e t   al ,   A   C o a l i t i o n - F o r m a t i o G a m e   M o de l   f o r   E ne r gy - E f f i c i e nt   R o ut i ng   i M o bi l e   A d - h o c   N e t w o r k , ”  I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) v o l .   8 ,   n o .   1,   pp .   26 - 33 ,   201 8,     [ 17]   F .   L a kr a m i ,   e t   a l ,   E n e r g y   a nd  m o bi l i t y   i O L S R   r o ut i n g   pr o t o c o l , ”  J o ur na l   of   Se l e c t e d   A r e as   i n   T e l e c om m uni c at i on s   ( J S A T ) ,   M a r c E di t i o n,   2 012 .     [ 18]   J . D y ke s ,   e t   al ,   S c r i p t i ng   D y na m i c   M a ps :   S om e   E xa m pl e s   a n d   E xpe r i e nc e s   w i t T c l / T k ,   ( e ds )   M ul t i m e di C ar t o gr a phy .   S pr i ng e r ,   B e r l i n ,   2 019 .     [ 19]   R B . A l a nd ,   e t   al ,   P r o c e s s   a u t o m a t i o o f   s i m u l a t i o us i ng   T o o l ki t / T o o l C o m m a nd  L a ng ua g e   ( T K / T C L ) s c r i p t i ng , ”  2nd  I n t e r na t i o na l   c on f e r e nc e   on  A dv a nc e s   i n   M e c han i c a l   E ng i ne e r i ng( I C A M E ) , 201 8 .   [ 20]   T he   N e t w o r k   S i m ul a t o r   ( N S - 2) ,   ht t p : / / w w w . i s i . e du/ n s nam / n s   ( o f f i c i a l   s i t e   o f   N S )   [ 21]   N . S i ng h,   e t   al ,   N e t w o r k   S i m u l a t o r   N S 2 - 2 . 35 , ”  I n t e r na t i ona l   J our nal   of   A dv anc e R e s e ar c i C om p ut e r   Sc i e nc e   and  Sof t w ar e   E ng i ne e r i ng v o l .   2 ,   no .   5 ,   M a y   2012.   [ 22]   A l a m s y a h,   e t   al ,   M P R   s e l e c t i o t o   t he   O L S R   qua l i t y   o f   s e r v i c e   i M A N E T   us i ng   m i nm a a l g o r i t hm ,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   a nd  C om pu t e r   E n gi ne e r i n ( I J E C E ) ,   V o l .   9 ,   N o .   1 ,   pp.   4 17 - 425 ,   F e b r ua r y   2019   [ 23]   A . L a ka s ,   e t   a l ,   A   M ul t i c o ns t r a i ne Q o S - C o m pl i a nt   R o ut i ng   S c he m e   f o r H i g hw a y - B a s e V e h i c ul a r   N e t w o r ks , ”  W i r e l e s s   C om m un i c a t i ons   a nd  M o bi l e   C om pu t i ng ,   V o l um e   2 019 ,   A r t i c l e   I D   4521859 ,   F e b r u a r y   2019 .   [ 24]   S A . A l Q ha t a n i ,   e t   al ,   D e l a y - A w a r e   R e s o ur c e   A l l oc a t i o f o r   M 2M   C o m m uni c a t i o ns   O v e r   L T E - A   N e t w o r k , ”  A r a J   S c i   E ng ,   v o l .   4 4,   pp .   363 9 - 3653 ,   2019 .   [ 25]   M S . S ha m a e e ,   e t   al ,   A   s m a r t   p r o a c t i v e   r o ut i ng   pr o t o c o l   i c o g ni t i v e   r a d i o   ne t w o r ks , ”  I n t e r na t i o na l   J our n a l   o f   A d   H oc   a nd   U bi qui t ou s   C om pu t i ng v o l .   31 ,   n o . 2,   pp .   83 - 102 ,   201 9.   [ 26]   H.   L i a ng ,   e t   al ,   R e s e a r c o r o ut i ng   o pt i m i z a t i o o f   W S N s   ba s e o i m p r o v e L E A C H   pr o t o c o l , ”  J o ur na l   of   W i r e l e s s   C om m un i c a t i ons   N e t w or k s 201 9.   [ 27]   M.   L i n,   e t   a l ,   T O P S I S   M e t ho B a s e d   o C o r r e l a t i o C o e f f i c i e n t   a nd  E n t r o py   M e a s ur e   f o r   L i ng ui s t i c   P y t ha g o r e a n   F uz z y   S e t s   a nd   I t s   A ppl i c a t i o t o   M ul t i pl e   A t t r i bu t e   D e c i s i o M a k i ng , ”  C om pl e x i t y v o l .   20 19 ,   2 019 .   [ 28]   P.   S r a   a nd  S . C ha nd,   Q o S   i M o bi l e   A d - H oc   N e t w o r ks , ”  W i r e l e s s   P e r s onal   C om m u ni c at i on s ,   v o l   105,     pp. 1 599 - 161 6,   20 19 .   [ 29]   H.   E l w a h s h,   e t   a l ,   A   N o v e l   A ppr o a c f o r   C l a s s i f y i ng   M A N E T s   A t t a c ks   w i t a N e u t r o s o phi c   I nt e l l i g e nt   S y s t e m   ba s e o G e ne t i c   A l g o r i t hm , ”  Se c ur i t y   and   C om m u ni c at i on   N e t w or k s v ol .   2018 ,   201 8.   [ 30]   M.   B e l kh e i r ,   e t   al ,   A E ne r gy   O pt i m i z a t i o A l g o r i t hm   f o r   M o bi l e   A H oc   N e t w o r k , ”  I n t e r nat i o nal   J our n al   o f   Sof t   C om put i ng   an Sof t w ar e   E ng i ne e r i ng   ( J SC SE ) ,   v o l .   2 ,   n o .   10 ,   pp .   2 2 - 26,   201 2.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.