I n te r n ati o n al   Jo u r n al   o El e c tr i c a l   an d   C o m p u te r   En gi n e e r i n g   (I JEC E )   V o l .   10 ,   N o .   4 A ugus t   20 20 ,   pp .   4381 ~ 4389   IS S N :   2088 - 8708 D O I :   10. 1 1591 / i j e c e . v 10 i 4 . pp4381 - 4389             4381       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e c e . i ae s c or e . c om / i nd e x . php / IJ E CE   FA N E T   o p t i m i z a t i o n :   a   d e st i n a t i o n   p a t h   f l o w   m o d e l       B.   O .   S ad i q A.   T .   S al aw u d e e n   D e pa r t m e n t   o f   C o m put e r   E ng i n e e r i ng ,   A hm a du  B e l l o   U ni v e r s i t y   Z a r i a ,   N i 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 d   D e c   14 ,   2019   R e v i s e F e b   2 9 ,   202 0   A c c e pt e M a r   8 ,   2020       Cl o s e d - l oo r o ut i ng  i n   f l y i n a d   h o c   n e t w o r ks   (F A N E T a r i s e s   a s   a   r e s ul t   o f   t h e   qu i c c ha n ge s   o f   c o m m un i c a t i o n   l i n ks   a nd  t o po l o g y .     A s   s uc h,   c a us i n l i nk  b r e a ka ge   du r i ng  i n f o r m a t i o n   d i s s e m i na t i o n .   T h i s   p a pe r   p r o po s e a   de s t i na t i o n   p a t f l o w   m o d e l   t o   i m p r o ve     t h e   c o m m u n i c a t i o l i n i n   F A N E T .   T h e   m o de l s   ut i l i z e S m e l l   A ge nt   O pt i m i z a t i o a n d   P a rt i c l e   S w a rm   O pt i m i z a t i o a l go ri t h m s   i m a na g i ng  l i nk  e s t a b l i s hm e n t   b e t w e e n   c o m m u n i c a t i n g   n o de s .     T h e   m o de l e s c e n a r i o   de pi c t s   t h e   p r a c t i c a l   a p pl i c a t i o n   o f   F A N E T   i m e di a   a nd  s po rt s   c o ve r a ge   w h e r e   o nl y   o n e   v e n do r   i s   gi v e n   t he   l i c e n s e   fo r   l i v e   c ov e r a ge   a n m us t   r e l a y   t o   o t h e r   v e n do r s .   T hr e e   di f fe r e nt   s c e n a r i o s   us i ng   b o t o pt i m i z a t i o A l go r i t hm s   w e r e   p r e s e n t e d.   F r o m   t h e   r e s ul t   o b t a i n e d,   t h e   S A O   o pt i m i z e s   t h e   b a n dw i dt h   c o s t s   m uc h   b e t t e r   t ha P S O   w i t a   pe r c e nt a ge   i m p r o v e m e n t   o f   10. 46 %,   4. 04%   a n 3 . 66%   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   1s t ,   2 n a n 3 rd  s c e n a ri o s   r e s p e c t i v e l y .   In  t h e   c a s e   o f   c o m m u n i c a t i o de l a y   b e t w e e n   t h e   F A N E T   n o de s ,     t h e   P S O   h a s   a   m uc h   b e t t e c o m m u n i c a t i o de l a y   ov e r   S A O   w i t pe r c e n t a ge   i m p r o v e m e n t   o f   40. 89% ,   5 0. 2 6%  a n d   68 . 85%   i n   t h e   f i r s t ,   s e c o n a nd  t h i rd  s c e na r i o s   r e s pe c t i v e l y .   Ke y w or d s :   D e s t i na t i o pa t h   m o de l   F A N E T   o pt i m i z a t i o n   F A N E T   r o ut i n g   p r o t o c o l   M e di a   a n d   s po r t   c o ve r a ge   S m e l l   a ge n t   o pt i m i z a t i o n     C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e   A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   B.   O .   S a di q,     D e pa rt m e n t   o f   Co m put e E ngi n e e ri n g ,   A hm a d B e l l o   U n i v e r s i t y ,   P . O   B o 1044,   K a d u n a   S t a t e ,   N i ge r i a .   E m a i l :   b o s a di q@ a b u. e du. ng       1.   I N TR O D U C TI O N   f l y i n g   a h o c   n e t w o r k   (F A N E T )   i s   a   t y pe   of   a h o c   n e t w o r i w h i c h   S m a l l   u nm a nn e d   a e r i a l   v e h i c l e s   (U A V c o n s t i t u t e   i t s   n o de s   [1].   D ue   t o   U A V s   w i de ni n pe r f o r m a n c e ,   i t   ha s   b e e n   e m pl o y e n o t   o nl y   i m i l i t a r y   f un c t i o n s   b ut   a l s o   i c i v i l i a a c t i v i t i e s   l i ke   m e di a   c o v e r a ge ,   t ra f f i c   m o n i t o r i ng,   r e s c ue   o pe r a t i o a n d   a g r i c ul t u r e   [2 - 5] .   N o de s   i F A N E T   a r e   c o nn e c t e i a a d   h o c   m a nn e f o r   m i s s i o f ul f i l l m e nt   w i t h o ut   n e c e s s a r i l y   n e e di n g   a i n f r a s t ruc t u r e .   M i s s i o f ul f i l l m e n t   i n   F A N E T   i s   h i g hl y   de pe n de n t   o t h e   r o ut i ng  a l go ri t hm s   [6 - 7].   F A N E T   r o ut i n g   a l go ri t hm s   a r e   e i t h e c e n t ra l i z e o di s t ri b ut e d.   I c e nt r a l i z e r o ut i n g   a l go ri t hm s ,   a   c o m put e o r   n o de   c a n   b e   f e w i t t h e   f ul l   n e t w o r kn o w l e dge   r e qui r e t o   s o l ve   t h e   p r o b l e m   w h i l e   i di s t ri b ut e a l go r i t hm s   i t   i s   s o m e t i m e s   n o t   po s s i b l e   t o   c o m m u n i c a t e   w i t t h e   c e n t ra l   c o m put e o r   n o de   [8 ].   H e n c e ,   m a ki n g   n o de s   c o m m u ni c a t e   w i t o n e   a n o t h e r .   W h e n o de s   c o m m u ni c a t e   w i t o n e   a n o t h e r ,   i t   i s   i m po rt a nt   t o   e f f i c i e n t l y   m a na ge   t h e   l i nks   i o r de t o   p re ve n t   a   c l o s e r o ut i n g   l o o [9].   I t h e   s i t u a t i o n   w h e r e by ,   t h e   r o ut i n g   l o o i s   c l o s e d,   t ra f f i c   e n t e r i ng  a   n o de   n e v e r   ge t s   t o   i t s   de s t i na t i o n .   H e n c e ,   s a t u ra t i ng    t h e   l i n k   c a p a c i t y   [10] .   F A N E T   us a ge   i c i v i l i a a ppl i c a t i o n s   i n c r e a s e d   t h e   n e e o f   h a v i n g   a   r e l i a b l e   c o n n e c t i o a m o n gs t   t h e   n o de s   a n d   c o nt r o l   c e nt e r s .   N o n e t h e l e s s ,   t hi s   i s   a f f e c t e by   f r e que n t   t o po l o g y   c h a n ge   a n t h e   o pe r a t i o n   e n v i r o n m e nt .   T hi s   c a c a us e   t h e   f r e que n t   b r e a k a ge   o f   n e t w o r l i n ks   b e t w e e n   t h e   U A V s   a n d   c o n t r o l   c e n t e r s   [ 11].   F A N E T   o f t e n   us e s   c o nn e c t e n e t w o r t o po l o g y   a s   de pi c t e i F i gu r e   1.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   4 A ugus t   2 020   :     43 81   -   4389   4382       F i gu r e   1 .   F A N E T   c o nn e c t e n e t w o r t o po l o g y       Ro ut i n p r o b l e m s   i a d   h o c   n e t w o r ks   c a b e   ge n e ra l i z e a s   e i t h e a   f l ow - b a s e r o ut i ng  o   a   d i s t ri b ut e d - b a s e r o ut i ng.   N o de s   i t h e   f l ow - b a s e r o ut i ng  i de nt i fy   t h e   de m a n d   (kx o f   t h e   a rri v i n g   t r a f f i c   a n m a ke   a   di f f e r e n t   pe r - de m a n d   r o ut i ng  de c i s i o n.   T h i s   i s   w h y   t h e y   a r e   c a l l e c o nn e c t i o n - o r i e n t e r o ut i ng.   D uri n g   t hi s   p r o c e s s ,   t h e   n e t w o r k   de t e rm i n e s   s i g na l s   f l o w i n t hr o ug a   r o ut e   a nd   upd a t e s   t h e   r o ut i n g   t a b l e   o t h e   t ra v e r s e n o de s   a c c o r di n g l y .   B a s e o n   t hi s ,   t h e   f l o w   da t a   f r a m e s   a r e   a t t a c h e d   w i t e n o ugh  c o n t r o l   i n f o r m a t i o i t h e i h e a de r s   w i t a   v i e w   t o   e n f o r c i n g   t h e   p re v i o us l y   de f i n e r o ut e   i t h e   i nt e rm e di a t e   n o de s .   O n   t h e   c o n t r a r y   t o   t h e   f l o w - b a s e r o ut i ng,   t h e   di s t ri b ut e d - b a s e r o ut i ng  i s   c o nn e c t i o n l e s s   o r i e n t e w h e r e   b y     a   s o ur c e   n o de   c a i n j e c t   t r a f f i c   t o   t h e   n e t w o r w i t h o ut   a n y   pri o r   c o nn e c t i o n   e s t a b l i s hm e nt .   H ow e v e r ,   b o t h   r o ut i ng  p r o b l e m s   i n   F A N E T   a r e   a f f e c t e by   i t s   i nh e r e nt   c h a ra c t e ri s t i c s   s uc a s   t h e   f a s t   a nd  r a ndo m   n a t u r e   o m o v i n n o de s   a nd  t o po l o gi c a l   c h a nge s   [12 - 1 6].   M o t i v a t e by   t h e s e   c h a l l e n g e s ,   w e   f oc us e a t t e nt i o o t h e   us e   of   o pt i m i z a t i o t e c hni que s   [1 7 - 21]   t o   de v e l o a   pa t f l ow   m o de l   t ha t   w i l l   r e duc e   l i n k   b r e a ka ge   ge n e ra t e d   i t h e   F A N E T   e n v i r o n m e n t   by   f i n d i n pra c t i c a l   s o l ut i o n s .   F r o m   o nl i n e   s i s t e r   a l go ri t hm s ,   w e   a r e   i nt e r e s t e i p r e v e n t i n c l o s e d - l o o r o ut i n t ha t   n e ga t i v e l y   a f fe c t s   l i n k   c a pa c i t y   a n e f f i c i e n c y   a s   w e l l   a s   c a us i n l i nk  b r e a k a ge   i F A N E T .   M o v e b y   r e a l i s t i c   o b s e r v a t i o n s   i t h e   us e   o f   F A N E T ,   t h i s   p a pe p r o p o s e a   m o de l   f o r   de s t i n a t i o n - l i nk,   f l o w - pa t a nd  f l ow - l i n k   p r o b l e m s   i U A V   n e t w o r ks   w i t h   a pp l i c a t i o i t h e   s po r t   a nd  m e di a   c o ve r a ge .   A s   s uc h,   t h e   m a i n   c o n t ri b ut i o n s   a r e   a s   f o l l o w s :     W e   de s i gn e a n d   i m pl e m e nt e a   r e a l i s t i c   pa t m o de l   f o r   i n f o r m a t i o n   d i s s e m i na t i o n   i F A N E T   us i ng  s m e l l   a ge nt   o pt i m i z a t i o n   a n d   P a rt i c l e   S w a r m   O pt i m i z a t i o n .     B a s e o n   t h e   de s i g n   i n   (i ) ,   w e   p r o po s e a   s u i t a b l e   a n d   e ff i c i e nt   F A N E T   r o ut i n g   m e t h o do l o g y .   T h e   r e m a i ni n g   a s pe c t   o f   t h e   pa pe i s   i t e m i z e a s   f o l l ow s :   s e c t i o t w o   pr e s e nt s   t h e   r e v i e w   of   r e l a t e d   w o r ks ,   i t s   c o n t ri b ut i o n s ,   a nd   l i m i t a t i o n s .   I s e c t i o t hr e e ,   t h e   m o de l   f o r m ul a t i o n,   a s   w e l l   a s   go v e r ni n g   e qua t i o n s ,   a r e   p r e s e n t e d .   R e s ul t s   a na l y s i s   a n d   c o n c l us i o n s   dra w n   f r o m   t h e   r e s ul t s   a r e   p r e s e n t e i n   s e c t i o fo ur   a n d   s e c t i o n   f i v e   r e s pe c t i v e l y .       2.   RE LA TED   WO R K S     A   num b e r   o f   w o r ks   i l i t e r a t u r e   h a v e   m o de l e l i nk  a v a i l a b i l i t y   i n   a h o c   n e t w o r ks   r e l a t i ng  t o   m o b i l e   a d   h o c   n e t w o r (M A N E T )   o v e hi c ul a a d   h o c   n e t w or k   (V A N E T )   [ 21 - 24] .   H ow e ve r ,   t h e   i nh e r e n t   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   F A N E T   m a ke   t h e   m o de l s   u n s ui t a b l e .   O n e   o f   t h e   m a j o r   p r o b l e m s   f a c e by   F A N E T   i s     t h e   n a t u r e   o f   t h e   f a s t - m o v i n n o de s   a n d   dy n a m i c   t o po l o g y   c ha n ge .   A   s o l ut i o t o   t h i s   p r o b l e m   i s   t h e   de s i g n   o a   F A N E T   p r o t o c o l   t h a t   w i l l   c o n c e n t ra t e   o n   t h e s e   i nh e r e nt   c ha r a c t e r i s t i c s   [2,   4].   T h e   a ut h o r s   i n   [ 2]  w e r e   o n e   of   t h e   e a rl i e s t   t o   de s i g n   a   s pe c i f i c   pr o t o c o l   fo r   F A N E T .   T h e   p r o t o c o l   t oo i n t o   c o n s i de r a t i o t h e   i nh e r e nt   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   F A N E T .   H ow e ve r ,   t h e   pa t h   t o   t h e   de s t i na t i o n   w a s   n o t   o pt i m i z e d   w h i c m i g h t   l e a t   a   c l o s e - l oo r o ut i n g .   T h e   a ut h o r s   i t h e   w o r o f   [4]   de ve l o p e a   n o v e l   pr e di c t i v e   r o ut i ng  s t ra t e gy   i n   F A N E T   w i t h   a   v i e w   t o   m i ni m i z i n l i nk  b r e a k a ge   due   t o   t h e   na t u r e   of   n o de s .   T h e   a u t h o r s   c o m b i n e t h e   us e   o f   bo t di r e c t i o n a l   a n o m ni di r e c t i o na l   a nt e nna   t o   i m p r o v e   r o ut i n g   pa t h   us i ng  de r i v e e xpr e s s i o n s   w hi c h   a r e     t h e   e xpe c t e c o n n e c t i o t i m e   (E M C)   a n U t i l i t y   f un c t i o f o r   pa t h   s e l e c t i o n.   H ow e v e r ,   t h e i a pp r o a c d i n o t   o pt i m i z e   t h e   r o ut i n g   pa t w h i c h   c o ul s t i l l   l e a d   t o   a   c l o s e d - l oo r o ut i ng.     A   m o di f i c a t i o o f   t h e   e xi s t i n g   M A N E T   r o ut i n g   p r o t o c o l   fo r   F A N E T   a p pl i c a t i o n s   w a s   p r e s e nt e d   by   [11,   14].   N o n e t h e l e s s ,   t h e   p r o t o c o l s   w e r e   un s ui t a b l e   f o r   F A N E T   b e c a us e   t h e y   m a i nt a i n e r o ut i n i n f o r m a t i o n   t ha t   m i g ht   n e v e r   b e   us e d.   T h us ,   l e a d i n t o   a   l a r ge   a m o u n t   o f   r o ut i n g   o ve rh e a d   t h a t   c a us e s   i n f o r m a t i o n   l o s s .   [25 - 30]   a r e   s o m e   of   t h e   a ut h o r s   t h a t   c o n c e nt r a t e o n   i m p r o v i n g   t h e   c o m m u n i c a t i o n   m o de l s   i n   F A N E T .   M uh a m m a d   e t   a l . ,   [25]   a n d   A n t i ni o   e t   a l . ,   [26]   de ve l o pe a   h y b r i c o m m u ni c a t i o n   s c h e m e   f o r   t h e   e ff i c i e n t   a n l o w - c o s t   de pl oy m e n t   o f   f ut ur e   F A N E T   a nd  a   n e w   do m a i n   f o r   c o m m u ni c a t i o n s   i F A N E T   r e s pe c t i v e l y .   T h e   a r c h i t e c t ur e   i [25]   c o m b i n e d   t h e   us e   o f   s h o rt - r a nge   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o t e c hn o l o g y   w h i c i s   t h e   B l ue t o o t a nd  w i de   ra n ge   c o m m u ni c a t i o t e c hn o l o gy   w h i c h   i s   t h e   c e l l ul a n e t w o r k.   T h i s   w a s   do n e   w i t h   a   v i e w   t o   i m pr o v i n g   c o m m u ni c a t i o n   e f f i c i e n c y .   H ow e v e r ,   b o t h   w o r ks   di n o t   c o n s i de r o ut i ng  p a t h   a n l i nk  a v a i l a b i l i t y .   T h e   w o r of   [27]  a dd r e s s e s   t h e   h i g h   m o b i l i t y   i n   F A N E T   by   m e a n s   o f   a   c l us t e r i ng  a l go r i t h m .   A   c o m m u n i c a t i o n   m o de l   w a s   de ve l o pe a n d   b e n c hm a rke a g a i n s t   a r t i f i c i a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       F A NE T   o pt i m i z at i on:   de s t i na t i on   pa t f l ow   m ode l   ( B . O   Sa di q )   4383   i n t e l l i ge n c e   t e c hn i q ue s   s uc h   a s   A n t   Co l o n y   O pt i m i z a t i o n - b a s e c l us t e r i ng  a l go ri t hm   a n G r e y w o l O pt i m i z a t i o n - b a s e c l us t e r i ng  a l go ri t hm .   N o n e t h e l e s s ,   t h e i r   w o r f o c us e o n   s a v i ng  N o de s ’  e n e r gy   by   m e a n s   of   c o n t r o l l i ng  t h e i r   t ra n s m i s s i o r a nge   a n d   e ff i c i e n t l y   c l us t e ri n t h e   n e t w o r a n n o t   a   p a t m o de l   t o   i m p r o ve   r o ut i ng  e f f i c i e n c y .   In   o r de r   t o   s o l ve   s c e n a ri o - b a s e pr o b l e m s   i F A N E T ,   t h e   a u t h o r s   i n   t h e   w o r o f   [28]  pr e s e nt e F A N E T   a ppl i c a t i o n s   s c e n a ri o   a n d   m o de l s .   T h e   r e s e a r c h   a r t i c l e   l i s t e m o b i l i t y   m o d e l s   a n p r o v i de gui da n c e   i u n de r s t a n di ng  w h e t h e r   t h e   m o de l s   c o ul b e   a do pt e de pe n di n g   o n   t h e   s pe c i f i c   f l y i n a d - h o c   n e t w o r a pp l i c a t i o s c e na r i o s .   B a s e o t h e   r e v i e w e m o de l s   i t hi s   a rt i c l e ,   t hi s   r e s e a r c w o r w i l l   a do pt   t h e   ra n do m   m o b i l i t y   m o de l   w i t h   c o l l i s i o a n t i c i pa t i o n .   I v i e w   of   t h e   r e v i e w e w o r ks   a n d   w i t r e s pe c t   t o   t h e   s t a t e - of - t h e - a rt   a p p r o a c i t h e   l i t e r a t u r e ,   t h e r e   ha s   b e e l i m i t e w o r k   i l i t e ra t u r e   t o   i m p r o v e   n e t w o r c o n n e c t i v i t y   i F A N E T   t hr o ug pa t o pt i m i z a t i o n.   A s   s uc h,   t hi s   w o r k   p r e s e nt e a o pt i m i z e de s t i n a t i o pa t m o de l   t h a t   w i l l   i m p r o v e   r o ut i ng  e f f i c i e n c y   i n   F A N E T .       3.   P R O P O S ED   LI N K   C O N N EC TI V I TY   F O R M U LA TI O N   T h e   f o r m ul a t i o o f   t h e   p a t m o de l   a r e   a s   f o l l ow s     3. 1 .     B as i c   as s u m p ti o n   an d   p r o b l e m   i n p u t   T h e r e   a r e   b a s i c a l l y   t hr e e   t y pe s   of   F A N E T   n o de s :   S o ur c e   n o de s ,   i n t e r m e d i a t e   n o de s ,   a nd  de s t i na t i o n o de s .   S o ur c e   n o de s   ge n e r a t e   t ra f f i c   o r   da t a   t o   b e   s e n t .   I nt e rm e di a t e   n o de s   a c t   a s   a   r e l a y   n o de   b e t w e e n     t h e   s o ur c e   n o de   a n t h e   de s t i na t i o n o de s .   T h e   de s t i n a t i o no de s   a r e   t h e   r e c i p i e nt   o f   t h e   ge n e ra t e t r a f f i c   o r   da t a .   E a c n o de   i s   e qui ppe w i t h   a   c a m e r a   f o r   v i de o   da t a   c a pt u r e .   T h e   l o c a t i o n   o f   n o de s   i s   a s s um e t o   b e   a v a i l a b l e   t o   t h e   c o nt r o l   s y s t e m   a l l   t h e   t i m e   w i t t h e   a i d   o f   a   G P S .   E a c n o de   i t h e   n e t w o r i s   a s s um e d   t o   ha v e   a   c e r t a i w i r e l e s s   c o nn e c t i o n   ra n ge   a n a   m a xi m um   v e l o c i t y .   G i v e n   a   n e t w o r t o po l o g y ,   G (N ,   C),   t w n o de s   i t h e   n e t w o r n 1 ,   n 2     N   a t   po s i t i o n s   {r xt , s xt }   a r e   a t   a   d i s t a n c e   a p a r t :     2 1 () n x y t i i i d r s    (1)     T h e   c o m m u ni c a t i o s t r e n g t b e t w e e n   t w o   n o de s   i s   de pe n de n t   o t h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   t h e m .   F o l l ow i n o t h e r   a c a de m i c   [29]  a n i n dus t ri a l   [3 0]  p a pe r s ,   n o r m a l i z e t ra n s m i s s i o r a t e s   a n ra n ge s   a r e   a do pt e i t hi s   w o r k.   W i t a ppl i c a t i o n   t o   s po r t s   c ov e r a ge ,   w e   a do pt e a   f oo t b a l l   f i e l s c e n a ri o   o f   160  f e e t   (48. 5 m )   w i de   a n d   3 60   f e e t   (109. 1 m )   l o n g.   W o r ks   o f   l i t e r a t ur e   h a v e   a l s o   s h o w n   t ha t   t h e   s t a nda rd  s pe e o   a   F A N E T   n o de   i s   b e t w e e n   10m / s   t o   500m / s   de pe n di ng  o n   t he   m a nuf a c t ur e r ’s   s pe c i f i c a t i o n .   B ut   i n   t h i s   w o r k,   w e   us e 10m / s   a s   t h e   s pe e of   t h e   F A N E T   n o de s .   W e   a s s u m e t ha t   o nl y   o n e   o f   t h e   F A N E T   n o de   i s   gi v e n     t h e   l i c e n s e   t o   c o ve r   t h e   s po rt   o m e di a   e v e n t .   A s   s uc h ,   t h e   n o de   m us t   do   a   m u l t i c a s t   t o   o t h e r   F A N E T   n o de s   of  di f fe r e nt   v e n do r s   a s   s h o w n   i F i gu r e   2.           F i gu r e   2 .   F A N E T   m u l t i c a s t   s c e na r i o       In  o r de r   t o   s o l v e   t h e   r o ut i n p r o b l e m ,   w e   de f i n e   a   v a r i a b l e   t h a t   s pe c i f i e s   t h e   r o ut e   t hr o ug h   w hi c   t h e   f l ow   of   i n f o r m a t i o w i l l   b e   t ra n s m i t t e d.   A   v a r i a b l e   f o r   i nfo r m a t i o n   t r a n s m i s s i o n   i s   de f i n e d   a s   f o l l ow s :     1                   if   l in k   ( x , y )   is   u se d   f o r   f l o w   f   w it h   d e st in a ti o n   t 0                   if   o th e r w is e tf z M   (2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   4 A ugus t   2 020   :     43 81   -   4389   4384   T h i s   m e a n s   t ha t   t h e   v a ri a b l e   v e c t o r   tf xy M i s   1   i f   t h e   l i nks   (x, y i s   u s e t o   t r a n s m i t   f l ow   f   w i t de s t i n a t i o t   a n d   i f   a   l i n k   (x , y i s   n o t   us e f o r   f l ow   f   w i t h   de s t i na t i o t .   T a b l e   p r e s e n t s   t h e   p a r a m e t e r s   t ha t   w i l l   b e   us e fo r   F A N E T   i t h e   m ul t i c a s t   s c e na r i o .       T a b l e   1 .   F A N E T   pa ra m e t e r s   f o r   m ul t i c a s t   s c e na r i o   F A N E T   T e r m s   D e f i n i t i o n   G (N ,   C)   G ra p h s   o t h e   t o p o l o g y   N   S e t   o f   n o d e s   C   S e t   o f   l i n k s   (x , y )   L i n k   f r o m   n o d e   x   t o   n o d e   y   F   F l o w   s e t   P   P a t h   f   A n y   m u l t i c a s t   fl o w   d x y t   D i s t a n c e   b e t w e e n   n o d e s   w i t h   t i m e   k xf   T ra f fi c   d e m a n d   f o r   f l o w   f   b xy   T h e   a v a i l a b l e   c a p a c i t y   o f   e a c h   l i n k   ( x , y )   tf z M   In d i c a t e   w h e t h e t h e   l i n k   ( x , y i s   u s e d   fo fl o w   w i t h   d e s t i n a t i o n   n o d e   t       3. 2 .     I n fo r m ati o n   fl o w   fo r mu l ati o n   Co n s i de r   t h e   m ul t i c a s t   s c e n a ri o   g i v e n   in   F i gu r e   2,   a s s u m i n g   t h e   i n f o rm a t i o n   f l o w   b e t w e e n   t h e   l i nks   i s   r e p r e s e n t e d   a s   f ,   t h e t h e   l i nk   c a p a c i t y   of   e v e r y   i n t e r l i nke n o de   c a b e   c o m put e d.   F o r   e x a m p l e ,   l i n k   d 12   w h i c c o nn e c t   n o de   n 1   a n d   n 2   a r e :     f 1 , 2   =   || n 1     n 2 ||   (3)     S i m i l a rl y ,   t h e   i n f o r m a t i o f l ow   t hr o ugh  t h e   o t h e l i nks   c a b e   e xpr e s s e a s   f o l l o w s :     f 1 , 3   =   || n 1     n 3 ||   (4)     f 2 , 3   =   || n 2     n 3 ||   (5)     f 3 , 2   =   || n 3     n 2 ||   (6)     w h e r e   ||   ||   is   t h e   E uc l i de a n   n o rm   or   t h e   L 2 - n o rm a l   b e t w e e n   t h e   F A N E T   n o de s .   F ro m   t h e   F A N E T   m ul t i c a s t   s c e n a r i o   o f   F i g ur e   2 ,   n o de   n 1   r e l a y   i n f o r m a t i o n   b a n dw i dt h   r e c e i v e d   f r o m   t h e   v i de o   s e r v e r .   N o de   n 1   t h e n   t r a n s m i t s   i n f o r m a t i o n   t o   n 2   a n d   n 3 .   W h e n   o nl y   o n e   of   n 2   or   n 3   r e c e i v e s   i n f o r m a t i o n   f r o m   n 1 ,   t h e   o t h e n o de   c a n   c o nn e c t   i n d i r e c t l y   t hr o ug h   e i t h e o f   n 2   o r   n 3 F o r   a   c o m pl e t e   i n f o r m a t i o n   f l o w   b e t w e e n   t h e   t hr e e   F A N E T   n o de s ,   t hr e e   s c e na r i o s   of   c o n n e c t i o w e r e   e s t a b l i s h e d .   T h e   f i r s t   s c e n a ri o   i s   w h e n   n o de   n 1   c a n   e s t a b l i s h   di r e c t   c o m m u n i c a t i o n   w i t h   n 2   a n d   n 3 .   T h e   c o m pl e t e   i n f o r m a t i o n   f l ow   m o de l   for   t h i s   s c e na r i o   i s   f o r m u l a t e d   as :     F 1   =   f 1 , 2   +   f 1 , 3   (7)     w h e r e   F 1   i s   t h e   i n f o r m a t i o f l ow   m o de l   fo r   t h e   f i r s t   s c e n a ri o ,   f 1 , 2   a n d   f 1 , 3   a r e   a s   de f i n e i n   3   a nd   r e s pe c t i v e l y .   T h e   s e c o n i n f o r m a t i o f l ow   s c e n a ri o   i s   f o r m ul a t e f o r   a   s i t ua t i o n   w h e r e   n 1   can   o nl y   c o n n e c t   di r e c t l y   t o   n 2   w h o   t h e n   c o nn e c t   w i t n o de   n 3 .   T hi s   s c e n a ri o   i s   f o r m ul a t e a s   i n   8.     F 2   =   f 1 , 2   +   f 2 , 3   (8)     S i m i l a rl y ,   t h e   t hi r s c e na ri o   gi v e n   i n   9   w a s   fo r m u l a t e w h e n   n o de   n 1   c a n   o n l y   c o nn e c t   t o   n 3   w h i c h   t h e n   c o n n e c t s   t o   n 2 .     F 3   =   f 1 , 3   +   f 3 , 2   (9)     w h e r e   F 2   a nd  F 3 ,   a r e   t h e   i n f o r m a t i o n   f l o w   fo r   t h e   s e c o n a n d   t hi r d   s c e na r i o s   r e c e pt i v e l y ,   f 2 , 3   a n d   f 3 , 2   a r e   a s   de f i n e i n   a n r e s pe c t i v e l y .   T o   e f fe c t i ve l y   m o de l   t h e   o ve r a l l   c o m m u ni c a t i o n s   b e t w e e n   t h e   t hr e e   F A N E T   n o de s ,   t h e   f o l l ow i n a s s um p t i o n s   w e r e   m a de .     T h e r e   is   no   i n f o r m a t i o n   fl o w   t hr o ugh   f 2 , 3   a n d   f 3 , 2   if   n 1   can   e s t a b l i s h   c o nn e c t i o n   w i t n 2   a nd  n 3   d i r e c t l y .     Si m u l t a n e o us   fl o w   of   i n f o r m a t i o n   t hr o ug h   f 2 , 3   a nd   f 3 , 2   c a nn o t   e xi s t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       F A NE T   o pt i m i z at i on:   de s t i na t i on   pa t f l ow   m ode l   ( B . O   Sa di q )   4385     I nf o rm a t i o n   f l o w   t hro u g h   f 2 , 3   o f 3 , 2   c a n   o nl y   e x i s t   i f   n 1   c a no t   e s t a b l i s a   c o nne c t i o w i t w i t he o f   n 2   o n 3 ,   B a s e   o n   t h e   a b ov e   a s s um pt i o n s ,   t h e   o v e r a l l   i n f o r m a t i o n   f l o w   m o de l   c a n   b e   f o r m ul a t e a s   f o l l ow s :     2 1 , 3 3, 2 3 1 , 2 2 , 3 1 i f     f   &   f 0 i f     f   &   f 0 i f     o t h e r w i s e F FF F    (10)     w h e r e   d e n o t e s   t h e   ov e r a l l   c o m m u n i c a t i o n   b e tw een   t he   F A N E T ,   f 1 , 2 f 1 , 3 f 2 , 3   a n d   f 3 , 2   a r e   t h e   l i nk   c o n n e c t i v i t y   as   de s c ri b ed   a b ov e.       4.   EV A LU A TI N G   F A N ET   N ETW O R K   P ER F O R M A N C E   In  o r de r   t o   m i n i m i z e   t h e   l i n b r e a ka ge   due   t o   t h e   f a s t   na t u r e   o f   t o p o l o g y   c h a n ge   i F A N E T ,     t h e   p r o po s e de s t i n a t i o pa t f l o w   m o de l   us e t h e   f l o w - b a s e r o ut i n g   t e c hn i que .   P r a c t i c a l l y ,   b e fo r e   n o de s   c a n   e xc h a nge   i n f o r m a t i o n ,   t h e r e   s h o ul b e   a   pa t h   b e t w e e n   e v e r y   us e r   pa i n o de .   I rr e s pe c t i v e   o f   t h e   s pe e of  t h e   n o de s   a n d   t h e   t o po l o g y   c h a n ge ,   c o nn e c t i v i t y   m us t   b e   e s t a b l i s h e e f fe c t i ve l y .   T h e   f o r m ul a t i o n s   o f   t h e   p a t f l ow   m o de l s   a r e   p r e s e nt e a s   f o l l ow s .     4. 1 .     D e f i n i ti o n d e s ti n ati o n   l i n k   fo r m u l ati o n   Co n s i de r i n t h e   n e t w o r t o po l o g y   G ( N,   C gi v e n   i n   F i gu r e   2.   F o u pa t h s   w h i c h   a r e   r e p r e s e n t e i (3 - 6)   e xi s t s .   I t hi s   c a s e ,   t h e   i nt e rm e di a t e   n o de s   a r e   t h e   h o c o unt .   F o r   t h i s   t o po l o g y ,   o n l y   o n e   h o c o un t   e xi s t s   t o   a n y   de s t i na t i o n   n o de .   T h e r e f o r e ,   n o de s   can   di r e c t l y   c o n n e c t   to   o n e   a n o t h e r   or   t hr o ug   t h e   i nt e rm e di a t e   n o de s   de pe n di ng   on   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   n o de s   a n d   a v a i l a b l e   c a pa c i t y   of   e a c h   l i nk.   A s   s uc h,   t h e   f u n c t i o t o   b e   o pt i m i z e d   w o ul c o n s i s t   o f   m a x i m i z i n g   t he   s um   o f   a l l   pa t t o   de s t i na t i o w i t r e s pe c t   t t h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   n o de s   a n d   a v a i l a b l e   c a p a c i t y   of   e a c l i n k .   T hus ,   t h e   m ul t i c a s t   t r a n s m i s s i o n   m o de l ,   w h i c h   is   t h e   l i n k   c a p a c i t y   o pt i m i z a t i o n   o b j e c t i ve s   c a n   be   s t a t e a s   i ( 11) .     , ( , ) m a x f tf L i n k f F t P x y C CF   (11)     w h e r e ;   C L i n k   i s   t h e   m ul t i c a s t   l i nk  c a p a c i t y ,   fF i n di c a t e s   a l l   t h e   m ul t i c a s t   f l ow   t r a n s m i t t e o v e r   t h e   n e t w o r k,   f tP i n di c a t e s   t ha t   a   pa t h   m us t   e xi s t   f o r   e v e r y   n o de   t   a n d   , ( , ) tf x y C F   i n di c a t e s   o n e   o f   t h e   po s s i b l e   pa t h s   f o r   f l ow   f   w i t de s t i n a t i o t .   T h e r e fo r e ,   t h e   F A N E T   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t hm   i s   p r e s e nt e a s   f o l l ow s   i T a b l e   2   Th e   b a n dw i dt pa ra m e t e r s   i T a b l e   3   w e r e   o b t a i n e d   f r o m   N e t f l i s t a n d a r d   b a n dw i dt r e qu i r e m e n t   f o r   v i de s t r e a m i ng  w h i l e   P S O   a n S A O   o pt i m i z a t i o pa ra m e t e r s   w e r e   o b t a i n e f r o m   t h e   r e s e a r c h   pa pe r   p r e s e n t e d   i n   [2 9 - 31] .       T a b l e   2 .   F A N E T   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t h m   FANET Optimization Algorithm   Begin   P ← update routing table with positions and captured data size   Check the size of the captured data       if (captured data size = 5MB)         Begin            Send RREQ (request) as multicast   //receive a position as RREP  (reply)                if (reply response received with positions)   //Optimize path subject to distance and available capacity of each link as a constraint.                    Path[d x y t     b xy ] ← path                else   //reply error message and wait for one sec ond and resend RREQ                end         end         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   4 A ugus t   2 020   :     43 81   -   4389   4386   T a b l e   3 .   P r e s e n t s   t h e   s i m u l a t i o n   p a ra m e t e r s   us e w i t t h e   F A N E T   o pt i m i z a t i o n   S / N o .   P a ra m e t e r s   PSO   S A O   1   M i n .   Ba n d w i d t h   ( M b p s )   1 . 5   1 . 5   2   M a x .   Ba n d w i d t h   ( M b p s )   3 . 0   3 . 0   3   P o p u l a t i o n   (P o p )   50   50   4   F A N E T   N o d e s   3   3   5   It e ra t i o n   100   100       4. 1 . 1.   Li n k   c o n n e c t i v i ty  o p ti m i z at i o n   T h e   l i n k   o pt i m i z a t i o a l go r i t hm   i s   de s c ri b e a s   f o l l ow s :     4. 1 . 2.   P ar t i c l e   s w ar m   o p ti m i z ati o n   (P S O )   PSO   i s   o n e   o f   t h e   pi o n e e r   s w a r m   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t h m s   w hi c w a s   de ve l o pe us i n t h e   p ri n c i p l e   of   f l oc ks   of   b i r ds   a n d   s c h o o l   o f   f i s h .   T h e   p r o c e s s   of   P S O   u s ua l l y   b e gi n s   by   i ni t i a l i z i n g   a   s e t   o f   r a ndo m l y   ge n e ra t e d   i n i t i a l   po pul a t i o o f   s o l ut i o n .   E a c po t e n t i a l   s o l ut i o i s   a s s i g n e d   a   r a ndo m   v e l oc i t y   w i t w hi c h   t h e y   a r e   f l o w i nt o   t h e   o p t i m i z a t i o h y pe rs p a c e .   F o t h e   pu rp o s e   o f   t hi s   p a pe r,   t he   P S O   w a s   i ni t i a l i z e d   a s   a   s e t   of   i n f o r m a t i o f l o w i n i t hr e e - di m e n s i o n a l   h y pe r s pa c e .   E a c d i m e n s i o i s   a   r e p r e s e n t a t i o o f   a   F A N E T   n o de   de pi c t e i n   F i g u r e   2 .   T h e   pa rt i c l e s   ke e a   r e c o r o f   i t s   o w n   po s i t i o c oo r di na t e s   i t h e   h y pe r s pa c e   w h i c h   i s   a s s o c i a t e w i t t h e   o pt i m um   i n f o r m a t i o n   f l ow   pa t h   ob t a i n e s o   f a r .   T h i s   p a r t i c l e   po s i t i o n   c o o r di na t e   i s   c a l l e d   t h e   p e r s o na l   b e s t   ( P b es t ).   T h e   o v e r a l l   b e s t   p a r t i c l e   po s i t i o i s   c a l l e t h e   g l o b a l   b e s t   po s i t i o i s   a l s o   r e c o r de d.   T hi s   po s i t i o w h i c h   r e p r e s e nt s   t h e   o v e r a l l   g l o b a l   i n f o r m a t i o f l o w   i s   c a l l e t h e   g l o b a l   b e s t   ( g b es t ).   T h e   m a t h e m a t i c a l   m o de l   a n d   de t a i l s   i n f o r m a t i o o P S O   i m pl e m e nt a t i o n   c a b e   fo un d   i n   [31] .     4. 1 . 3.   S m e l l   a g e n o p ti m i z at i o n   (S A O )   S m e l l   a ge n t   o pt i m i z a t i o n   is   a   n e w   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t hm   de v e l o pe d   to   m i m i c   t h e   i n t e l l i ge n t   b e ha v i o r   of   a n   a ge nt   t r y i n g   t o   i de n t i fy   a   s m e l l   s o ur c e .   I n   S O A ,   t h e   e v a po r a t i o n   of   s m e l l   m o l e c ul e s   in   t h e   di r e c t i o n   of   an   a ge nt   w a s   m o de l e d   a s   s ni f f i n g   m o de .   T h e   t r a i l i n g   b e h a v i o r   of   t h e   a ge n t   t o w a r ds   i de n t i fy i n g   t h e   s m e l l   s o ur c e   i s   m o de l e a s   T ra i l i ng   m o de .   W h e r e a s ,   t h e   i n t e l l i ge n t   b e ha v i o of   t h e   a ge n t   w h e a   s m e l l   t r a i l   i s   l o s t   i s   m o de l e d   i n t o   a   ra n do m   m o de .   I n   t hi s   p a pe r,   t h e   s m e l l   m o l e c ul e s   a r e   i n i t i a l i z e a s   a   s e t   o f   r a ndo m l y   ge n e r a t e i n f o r m a t i o n   f l o w   t hr o ug h   e a c l i nk.   A t   e v e r y   s t a ge   i t h e   o pt i m i z a t i o p r o c e s s ,   t h e   b e s t   i n f o r m a t i o n   f l ow   po s i t i o i s   r e c o r de a s   t h e   a ge n t   w h o s e   po s i t i o i s   r e qui r e f o r   t r a i l i n g   pu r po s e .   D e t a i l   i n f o r m a t i o a b o ut   S A O   i m p l e m e n t a t i o n   c a b e   fo un d   i [32 ,   33] .       5.   EV A LU A TI N G   F A N ET   N ETW O R K   P ER F O R M A N C E   T h i s   s e c t i o p r e s e nt s   t h e   r e s ul t s   a n d   a na l y s i s   of   t h e   pa pe r.   B a n dw i dt m i ni m i z a t i o p r o c e s s   of   e a c h   a l go ri t hm   w a s   p r e s e n t e d .   T h e   o pt i m i z e b a ndw i dt h   c o n t ri b ut i o n   b y   e a c h   F A N E T   n o de s   ob t a i n e i n   t h e   f o r m   of   a   c o s t   f un c t i o i s   a l s o   p r e s e nt e d.   T hr e e   s i m ul a t i o s c e n a r i o s   w e r e   c o n s i de r e d.   T h e   f i r s t   s c e na r i o   c o n s i de r e 20   B a n dw i dt da t a   po i n t s   f o r   e a c h   F A N E T   n o de s ,   t h e   s e c o n s c e n a ri o   c o n s i de 50   B a n dw i dt da t a   po i nt s   f o e a c F A N E T   n o de s ,   w h e r e a s ,   t h e   t hi r d   s c e na ri o   c o n s i de r s   100   B a n dw i dt d a t a   po i n t s   f o r   e a c h   F A N E T   n o de s   a s   p r e s e n t e d   i F i gu r e s   3 - 5   a n d   T a b l e s   4 - 6.           F i gu r e   3 .   B a n dw i dt m i ni m i z a t i o n   f o r   t h e   f i r s t   s c e n a ri o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       F A NE T   o pt i m i z at i on:   de s t i na t i on   pa t f l ow   m ode l   ( B . O   Sa di q )   4387       F i gu r e   4 .   B a n dw i dt m i ni m i z a t i o n   f o r   s e c o n s c e na r i o           F i gu r e   5 .   B a n dw i dt m i ni m i z a t i o n   f o r   t h e   t hi r d   s c e n a ri o       T a b l e   4 .   1 st   S c e n a ri o   F A N E T   o pt i m i z e   r e s ul t s   S / n   A l g o ri t h m   Co s t   F u n c t i o n   ( M b p s )   A v e ra g e   D e l a y   ( s e c s )   1   PSO   4 . 2 3 5 2   0 . 0 1 1 0 4 4   2   S A O   4 . 0 8 5 5   0 . 0 3 5 4 4 9       T a b l e   5 .   2 nd   S c e na ri o   F A N E T   o p t i m i z e   r e s ul t s   S / n   A l g o ri t h m   Co s t   F u n c t i o n   ( M b p s )   A v e ra g e   D e l a y   ( s e c s )   1   PSO   4 , 2 1 3 0   0 , 0 4 1 2 3 2   2   S A O   4 , 0 4 9 6   0 , 0 8 2 8 8 7       T a b l e   6 .   3 rd   S c e n a ri o   F A N E T   o p t i m i z e   r e s ul t s   S / n   A l g o ri t h m   Co s t   F u n c t i o n   ( M b p s )   A v e ra g e   D e l a y   ( s e c s )   1   PSO   4, 1617   0, 0 9 6 1 1 6   2   S A O   3, 7675   0, 1 6 2 6 1 3       In   a l l   t h e   s c e na r i o s   c o n s i de r e d,   b o t h   P S O   a n S A O   m i ni m i z e s   t h e   b a n dw i dt h   r e qui r e f o r   e f fe c t i ve   c o m m uni c a t i o b e t w e e n   t h e   F A N E T   N o de s .   T h e   s u m m a r y   of   t h e   r e s ul t s   o b t a i n e d   for   e a c h   s c e n a ri o   is   g i v e n   in     t h e   f o l l ow i n g   t a b l e s .   F ro m   T a b l e   t o   T a b l e   6,   i t   c a b e   ob s e r ve bo t h   a l go r i t h m s   o pt i m i z e t h e   t o t a l   b a n dw i dt r e qui r e f o r   e f fe c t i ve   c o m m u n i c a t i o n   b e t w e e n   t h e   F A N E T   n o de s .   I n   T a b l e   4 ,   i a l l   t h e   t a b l e s ,   t h e   S A O   o pt i m i z e s   t h e   b a n dw i dt c o s t s   m u c b e t t e r   t h a P S O   w i t h   a   pe r c e n t a ge   i m p r o v e m e n t   o f   10 . 46% ,   4 . 04%   a n d   3 . 6 6%   w i t h   r e s pe c t   to   t h e   1 st ,   2 nd   a n d   3 rd   s c e n a ri o s   r e s pe c t i v e l y .   In   t h e   c a s e   of   c o m m u n i c a t i o de l a y   b e t w e e n   t h e   F A N E T   n o de s ,   t h e   P S O   h a s   a   m u c h   b e t t e c o m m uni c a t i o de l a y   o v e S A O   w i t pe r c e n t a ge   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2088 - 8708   Int   J   E l e c   &   Co m E n g ,   V o l .   10 ,   N o .   4 A ugus t   2 020   :     43 81   -   4389   4388   i m p r o v e m e n t   o f   40. 89% ,   50. 26%   a nd  68. 8 5%   i t h e   f i r s t ,   s e c o n a n d   t hi r d   s c e n a ri o s   r e s pe c t i v e l y .   T h i s   i m p l i e s   t ha t   a o pt i m i z e d   de s t i n a t i o n   p a t f l ow   m o de l   i m p r o v e s   c o m m un i c a t i o n   i F A N E T   by   pr e v e n t i n g   c l o s e l o o r o ut i ng   a nd  p r e v e n t i n g   l i n k   b r e a ka ge .   B o t o p t i m i z a t i o a l g o ri t hm s   u s e d   i m p ro v e c o m m u ni c a t i o i n   F A N E T .   H o w e v e r,   u s i ng   t he   S A O ,   b a nd w i d t c o s t   i s   b e t t e w hi l e   c o m m u ni c a t i o n   d e l a y   i s   b e t t e u s i ng   t he   P S O   a s   s e e i t he   re s u l t s .       6.   C O N C LU S I O N   T h i s   p a pe r   p r e s e nt s   a   de s t i na t i o n   p a t f l ow   m o de l   o pt i m i z a t i o n   us i n pa rt i c l e   s w a rm   o pt i m i z a t i o n   a n s m e l l   a ge nt   o pt i m i z a t i o n .   T h e   i nt e r e s t   o f   t h i s   r e s e a r c pa pe w hi c w a s   t o   p r e v e n t   c l o s e l o o r o ut i ng  t h a t   n e ga t i v e l y   a f fe c t s   l i n k   c a pa c i t y   a n d   e f f i c i e n c y   a s   w e l l   a s   c a us i n g   l i n k   b r e a ka ge   i F A N E T   w a s   l a r ge l y   m e t .   T h e   p a pe r   de s i g n e a n i m pl e m e n t e a   r e a l i s t i c   pa t h   m o de l   f o r   i n f o r m a t i o di s s e m i na t i o i F A N E T   us i n g   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t hm s   w i t a ppl i c a t i o n   t o   s po r t   a n d   m e d i a   c ov e r a ge .   B a s e o t hi s ,   a   r o ut i n m e t h o do l o g y   w a s   pr o po s e d.   T h e   r e s ul t   a c h i e v e s h o w e t ha t   t h e   S A O   o pt i m i z e s   t h e   b a ndw i dt h   c o s t s   m u c h   b e t t e r   t h a P S O   w i t a   pe r c e nt a ge   i m p r o v e m e n t   o f   10 . 46 %,   4 . 04%   a n d   3 . 66 %   w i t h   r e s pe c t   to   t h e   1 st ,   2 nd   a n d   3 rd   s c e n a ri o s   r e s pe c t i v e l y .   In   t h e   c a s e   o f   c o m m u n i c a t i o n   de l a y   be t w e e n   t h e   F A N E T   n o de s ,   t h e   P S O   h a s   m u c h   b e t t e r   c o m m u ni c a t i o n   de l a y   o v e S A O   w i t h   pe r c e n t a ge   i m p r o v e m e n t   o f   40. 89%,   50. 26%  a n 68 . 85 i n   t h e   f i r s t ,   s e c o n a nd  t h i rd  s c e na r i o s   r e s pe c t i v e l y .   T h e r e fo r e ,   t h e   o bj e c t i v e   of   t h e   r e s e a r c w h i c w a s   t o   de ve l o a o pt i m i z e de s t i na t i o pa t m o de l   w a s   l a r ge l y   M e t .       A C K N O WL ED G M EN TS   T h i s   r e s e a r c w o r w a s   s po n s o r e by   T e r t i a r y   e duc a t i o n   t rus t   f un d   (T E T F U N D I n s t i t ut i o n   b a s e r e s e a r c (IB R 2019,   u nde g ra n t   n o .   D A P M / T E T F U N D / 01/ 12  o f   A h m a du   B e l l o   U n i v e r s i t y   Z a ri a .       R EF ER EN C ES   [ 1]   B e km e z c i   I . ,   S a h i ng o z   O .   K . ,   a nd   T e m e l   Ş ,   F l y i ng   a d - ho c   ne t w o r ks   ( F A N E T s ) :   A   s ur v e y ,   Ad - H oc   N e t w or k s ,     v o l .   11 ,   no .   3 pp.   1 254 - 127 0,   20 13 .   [ 2 ]   B a s h i r   O .   S . ,   A de w a l e   E . A ,   M o ha m m e d   B . M ,   Y u s uf   A . S ,   A   S pe c i f i c   R o ut i ng   P r o t o c o l   f o r   F l y i ng   A dhoc   N e t w o r k ,   T E L K O M N I K A   T e l e c o m m u n i c a t i o n   C o m p u t i n g   E l e c t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ,   vol .   1 6 ,   n o .   2 ,   p p .   6 0 6 - 6 1 7 ,   2 0 1 8 .   [ 3]   O ubba t i ,   O .   S . ,   L a ka s ,   A . ,   Z ho u ,   F . ,   G ün e ş ,   M . ,   Y a g o ubi ,   M .   B ,   A   s ur v e y   o po s i t i o n - ba s e d   r o ut i ng   pr o t o c o l s   f o r   F l y i ng   A hoc   N e t w o r ks   ( F A N E T s ) ,   V e hi c u l ar   C om m un i c at i on s ,   v o l .   10,   p p.   29 - 56 ,   201 7.   [ 4]   G a nkhuy a g   G . ,   S h r e s t ha   A .   P . ,   a nd   Y o o   S . - J ,   R o bus t   a nd  R e l i a b l e   P r e di c t i v e   R o ut i ng   S t r a t e gy   f o r   F l y i ng   Ad - H oc   N e t w o r ks ,   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   5 ,   no .   1 ,   pp .   643 - 654 ,   201 7.   [ 5]   S e i l e n dr i a   A .   H . ,   C a r l o s   T .   C . ,   J ua n - C a r l o s   C . ,   Y u s h e ng   J . ,   E nr i que   H . ,   P i e t r o   M ,   3D   S i m ul a t i o M o de l i n g   o f   U A V - to - C a r   C o m m uni c a t i o ns ,   I E E E   A c c e s s v o l .   7,   no .   1 ,   pp.   8 80 8 - 8823,   2 019 .   [ 6]   L i   J . ,   Z ho Y . ,   a nd   L a m o nt   L ,   C o m m uni c a t i o A r c hi t e c t ur e s   a nd  P r o t o c o l s   f o r   N e t w o r ki ng   U nm a nne d   A e r i a l   V e hi c l e s ,   L obe c om   W or k s hop   -   W i r e l e s s   N e t w or k i ng   an C o nt r ol   f o r   U nm a nne A u t o nom ou s   V e hi c l e s ,   v o l .   1,     no .   1 ,   pp.   1 415 - 142 0,   20 13.   [ 7]   P a hl a v a K . ,   L e v e s que   A . H ,   W i r e l e s s   I nf o r m a t i o N e t w o r ks ,   2n d   e d .   J o hn  W i l e y   &   S o ns ,   p ubl i s he r s   I n c ,   20 15.   [ 8]   Z e ng   Y . ,   Z h a ng   R . ,   L i m   T .   J ,   W i r e l e s s   c o m m uni c a t i o ns   w i t h   unm a n ne d   a e r i a l   v e hi c l e s :   o ppo r t uni t i e s   a n c ha l l e ng e s ,   I E E E   C om m un i c at i on s   M a gaz i ne v o l .   5 4,   no .   5,   p p.   3 6 - 42 ,   201 6.     [ 9]   O r ha n   D .   A bdu l l a K .   A l i c e   E .   S ,   C o nne c t i v i t y   m a na g e m e nt   i n   m o bi l e   a ho c   ne t w o r k s   u s i ng   pa r t i c l e   s w a r m   op t i m i z a t i o n,   A d   H o c   N e t w or k s   J our na l ,   E l s e v i e r p p.   13 12 - 131 6,   2011 .   [ 10]   W e i ,   Z . ,   W u,   H . ,   F e ng ,   Z . ,   C h a ng ,   S ,   C a pa c i t y   of   U A V   R e l a y i ng   N e t w o r ks ,   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   1 ,   no .   1 ,   201 9.   [ 11]   S i ng K . ,   V e r m a   A .   K ,   E xp e r i m e n t a l   A na l y s i s   o f   A O D V ,   D S D V   a nd   O L S R   R o ut i ng   P r o t o c o l   f o r   F l y i ng   A dhoc   N e t w o r ks   ( F A N E T s ) ,   I E E E   T r a ns a c t i on s , v o l .   1 ,   no .   1 ,   pp .   1 - 4 ,   20 15.     [ 12]   S a hi ng oz   O .   K ,   N e t w o r k i ng   m o de l s   i n   f l y i ng   A d - hoc   ne t w o r ks   ( F A N E T s ) :   C o nc e pt s   a n c ha l l e ng e s ,   J ou r na l   o f   I nt e l l i ge nt   &   R obot i c   S y s t e m s ,   v o l .   74 ,   no .   1 - 2,   pp .   513 - 527 ,   201 4.     [ 13]   T a r e qu e   H . ,   H o s s a i n   S . ,   a nd   M o ha m m e A ,   O n   t he   r o ut i ng   i F l y i ng   A d - H oc   N e t w o r ks ,   P r oc e e di ngs   of   t he   F e de r at e C onf e r e nc e   o C om pu t e r   S c i e nc e   a nd  I n f or m at i on   S y s t e m s   ( F e dC SI S) ,   v o l .   5 ,   p p.   1 - 9 ,   2 015 .     [ 14]   R o s a t i   S . ,   K r uz e l e c ki   K . ,   H e i t z   G . ,   F l o r e a no   D . ,   a nd   R i m o l d i   B ,   D y na m i c   R o ut i ng   f o r   F l y i ng   A d - H oc   N e t w o r ks ,   I E E E   T r an s a c t i on s   o V e h i c u l a r   T e c hn ol ogy ,   v o l .   63 ,   no .   3,   pp .   169 0 - 1700,   2 016 .   [ 15]   W a j i y a   Z . ,   B i l a l   M .   K ,   F l y i ng   A H o c   N e t w o r ks :   T e c hno l og i c a l   a nd  S o c i a l   I m pl i c a t i o ns ,   I E E E   T e c hno l og y   a nd   Soc i e t y   M a gaz i ne pp .   67 - 74 ,   2016 .   [ 16]   B e km e z c i   I ,   E r m i s   M . ,   K a p l a n   S ,   C o nne c t e d   M u l t i   U A V   T a s k   P l a n ni ng   f o r   F l y i ng   A H o c   N e t w o r ks ,   I E E E   I nt e r n at i on al   B l ac k   Se a   C on f e r e nc e   on  C om m un i c a t i ons   an N e t w o r k i ng  ( B l ac k Se aC om ) ,   O de s s a ,   pp .   28 - 32,   20 14 .   [ 17]   J i a npi ng   W . ,   E s e o s a   O . ,   P a r i m a l a   T . ,   R uppa   K .   T ,   H O P N E T :   A   hy br i a n t   c o l o n y   o pt i m i z a t i o r o ut i ng   a l g o r i t hm   f o r   m o bi l e   a d   ho c   ne t w o r k ,   A d   H oc   N e t w or k s :   E l s e v i e r   J ou r na l ,   p p.   690 - 70 5,   20 09.   [ 18]   S hubh a j e e t   C . ,   S w a g a t a m   D ,   A nt   c o l o n y   o pt i m i z a t i o n   ba s e d   e nha nc e d   dy na m i c   s o ur c e   r o ut i ng   a l g o r i t hm   f o r   m o bi l e   A d - ho c   ne t w o r k,   I n f or m at i on   S c i e nc e s :   E l s e v i e r   J o ur n al ,   p p.   67 - 90 .   2015 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Int   J   E l e c   &   Co m E n g     IS S N :   2088 - 8708       F A NE T   o pt i m i z at i on:   de s t i na t i on   pa t f l ow   m ode l   ( B . O   Sa di q )   4389   [ 19]   S a l i m   B . ,   A bde l ha m i d   M . ,   S he r a l i   Z ,   B i o - I ns pi r e d   R o ut i ng   A l g o r i t hm s   S u r v e y   f o r   V e hi c ul a r   A d - ho c   N e t w o r ks ,   I E E E   C om m un i c a t i ons   Su r v e y s   &   T ut or i al s p p.   1 - 25 ,   2014 .   [ 20]   H a j l a o ui ,   R . ,   G uy e nne t ,   H . ,   M o ul a hi ,   T ,   A   S u r v e y   o H e ur i s t i c - B a s e d   R o ut i ng   M e t ho ds   i n   V e hi c u l a r   A d - H oc   N e t w o r k:   T e c hni c a l   C ha l l e ng e s   a n F ut ur e   T r e n ds ,   I E E E   Se ns or s   J our nal ,   v o l .   16 ,   n o .   17 ,   p p.   67 82 - 679 2,   20 16.   [ 21]   S a r a   R . ,   A bde l l a h   I ,   A   m ul t i - o bj e c t i v e   o pt i m i z a t i o s y s t e m   f o r   m o bi l e   g a t e w a y s   s e l e c t i o i n   v e hi c u l a r   A d - H o c   ne t w o r k s ,   C om put e r s   a nd   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng :   E l s e v i e r   J our n a l ,   v o l .   7 3,   pp .   289 - 30 3,   20 19 .     [ 22]   Z a hi D ,   P i ng z hi   F . ,   S a ng s ha   F ,   O n   t he   C o nne c t i v i t y   of   V e hi c ul a r   A ho c   N e t w o r U nde r   V a r i o us   M o bi l i t y   S c e na r i o s ,   I E E E   A c c e s s   J our n al v o l .   5 ,   pp.   2 2559 - 22 566 ,   2017 .   [ 23]   K um a r   S . ,   A hm e S . H ,   Q a s i m   U . ,   K h a Z . A ,   A m j a d   N . ,   A z e e m   M . Q . ,   A l i   A . ,   A s hr a f   M . J . ,   J a v a i d   N ,   A na l y z i ng  L i nk  a nd   P a t h   A v a i l a b i l i t y   of   R o ut i ng   P r o t o c o l s   i n   V e hi c ul a r   A ho c   N e t w o r k s ,   J ou r na l   o f   B as i c   an d   A pp l i e d   Sc i e nc e   R e s e ar c h ,   v o l .   4 ,   no   2 ,   pp .   1 89 - 206 ,   2014 .   [ 24]   T a r i U . ,   M uha m m e K . A . ,   E ha s a n   U .   M . ,   M uh a m m e A ,   A   D ua l   R i ng   M o de l   f o r   V A N E T   unde r   H e t e r o g e ne o us   T r a f f i c   F l o w ,   W i r e l e s s   P e r s   C om m un :   S pr i nge r   J ou r na l 2 017 .   [ 25]   M uh a m m a A .   K . ,   I j a z   M .   Q . ,   F a hi m u l l a K ,   A   H y br i C o m m uni c a t i o S c he m e   f o r   E f f i c i e nt   a nd   L o w - C o s t   D e pl o y m e nt   o f   F u t ur e   F l y i ng   A d - H oc   N e t w o r ( F A N E T ) ,   D r one s   J our nal :   m dp i v o l .   3 ,   no .   16 ,   p p.   1 - 20 ,   2019 .   [ 26]   A nt o ni o   G . ,   M a r i a - D o l o r e s   C ,   F l y i ng   A H oc   N e t w o r ks ,   A   N e w   D om ai f or   N e t w or k   C om m u ni c at i o ns .   Se ns or s   J our nal ,   v o l .   18 ,   pp .   1 - 23,   2 018 .   [ 27]   F a r h a A . ,   A l i   R . ,   M u ha m m a F .   K . ,   M ua z z a m   M . ,   I r f a M . ,   S e u ng m i R .   E ne r gy - A w a r e   C l us t e r - B a s e d   R o u t i ng   i F l y i ng   A d - H oc   N e t w o r ks ,   Se ns o r s   J o ur n al v o l .   18 ,   pp .   1 - 16,   20 18.   [ 2 8 ]   A r m i r   B . ,   C a r l o s   T . C . ,   J ua n - C a r l o s   C . ,   P i e t r o   M . ,   C l a ud i o   E .   P . ,   D a ni e l e   R ,   F l y i ng   A d - hoc   N e t w o r k   A ppl i c a t i o n   S c e n a r i o s   a n d   M o b i l i t y   M o d e l s ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   D i s t r i b u t e d   S e n s o r   N e t w o r k s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 - 1 7 ,   2 0 1 7 .   [ 29]   K ha w a j a   B .   A . ,   T a r a r   M .   A . ,   T a u qe e r   T . ,   A m i r   F . ,   M u s t a q i m   M ,   A     2   t r i p l e ba n d   pr i n t e d   a n t e n na   a r r a y   f o r   us e   i n e x t - g e ne r a t i o f l y i ng   A D H O C   ne t w o r ks   ( F A N E T s ) ,   M i c r o w av e   and  O pt i c a l   T e c h nol ogy   L e t t e r s v o l .   58 ,     n o .   3 ,   pp.   6 06 - 610 ,   2016 .     [ 30]   W hi t e ho us e ,   K . ,   K a r l o f ,   C . ,   C u l l e r ,   D ,   A   p r a c t i c a l   e v a l u a t i o o f   r a d i o   s i g na l   s t r e ng t h   f o r   r a ng i ng - ba s e d   l o c a l i z a t i o n,   A C M   S I G M O B I L E   M ob i l e   C om pu t i ng  and   C om m un i c at i on s   R e v i e w ,   v o l .   1 1,   no 1,   p p.   41 - 52 ,   200 7.   [ 31]   A w a d,   M .   K . ,   E l S ha f e i ,   M . ,   D i m i t r i o u,   T . ,   R a f i qu e ,   Y . ,   B a i d a s ,   M . ,   an d   A l hus a i n i ,   A ,   P o w e r e f f i c i e nt   r o ut i ng   f o r   S D N   w i t h   di s c r e t e   l i nk   r a t e s   a nd   s i z e l i m i t e d   f l o w   t a bl e s :   A   t r e e ba s e d   p a r t i c l e   s w a r m   o pt i m i z a t i o a pp r o a c h,   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   N e t w or k   M ana ge m e nt ,   2017 .   [ 32]   A . T   S a l a w ude e n,   M . B   M u a z u ,   Y .   S h a a b a a nd  E .   A .   A de do kun ,   O t he   D e v e l o pm e nt   o f   N ov e l   S m e l l   A g e nt   O pt i m i z a t i o f o r   O pt i m i z a t i o n   P r o bl e m s ,   2 nd   i n t e r na t i o na l   c on f e r e nc e   o n   I n f o r m at i on   C om m un i c a t i on   T e c hn ol o gy   and  I t s   A pp l i c at i o n pp .   287 - 29 7 ,   20 18 .   [ 33]   A . T   S a l a w ude e n ,   M . B   M u’ a z u,   Y .   S ha a ba n   a n E .   A .   A de do kun,   F r o m   S m e l l   P he no m e no t o   s m e l l   A g e nt   O pt i m i z a t i o n:   A   f e a s i b i l i t y   s t udy ,   P r o c e e di ng s ,”   o f   t he   i n t e r nat i o nal   c on f e r e nc e   on   gl o bal   and   e m e r gi n g   t r e nds   ( I C G E T ) ,   pp .   78 - 85 ,   201 8.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       B a s h i r   O l an i y i   S ad i q   i s   a   L e c t ur e r   o f   t he   D e pa r t m e n t   o f   C o m p ut e r   E ng i n e e r i ng ,   A hm a du  B e l l o   U ni v e r s i t y   Z a r i a .   H e   o b t a i ne d   hi s   B .   E ng . ,   M S c   a nd   P h. D .   de g r e e s   i n   C o m put e r   E ng i ne e r i ng   f r o m   A hm a du   B e l l o   U ni v e r s i t y   Z a r i a .   H e   i s   a   m e m b e r   o f   I E E E ,   I A E N G ,   N S E ,   a nd  C o unc i l   f o r   t he   R e g ul a t i o o f   E ng i ne e r i ng   i N i g e r i a .   H i s   a r e a s   o f   E xpe r t i s e   a r e   N e t w o r ks   a nd  I m a g e   P r o c e s s i ng .                 A h m e d   T i j an i   S a l aw u d e e n   i s   a   L e c t ur e r   o f   t h e   D e p a r t m e n t   o f   C o m put e r   E ng i ne e r i ng ,   A hm a du  B e l l o   U ni v e r s i t y   Z a r i a .   H e   o b t a i ne d   h i s   B .   E ng . ,   M S c   a n P h . D .   de g r e e s   i C o nt r o l   E ng i ne e r i ng   f r o m   A hm a du  B e l l o   U ni v e r s i t y   Z a r i a .   H e   i s   a   m e m be r   o f   I A E N G ,   I E E E ,   I N S T I C C ,   N S E   a nd   C o unc i l   f o r   t he   R e g ul a t i o o f   E ng i ne e r i ng   i n   N i g e r i a .   H i s   a r e a s   o f   E xpe r t i s e   a r e   O pe r a t i o ns   r e s e a r c a n C o nt r o l   S y s t e m s .                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.