Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   4 ,  A ugus t   2020 ,   pp. 370 2~37 14   IS S N: 2 088 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 4 . pp3702 - 37 14          3702       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Dynami c r outing d iscovery s chem e for hig h mobil ity in m ob ile  ad hoc wi re l ess netwo rks       Ha ider   Alani 1 ,  M aha  Abdel ha q 2 ,  Raed  A l sa q ou r 3   1 IT  C en te r   and   S y stem,   Ira q i  Min istr y   of  Elec tr ic i t y ,  Baghd ad, I raq   2 Depa rtment of I nform at ion  T ec h nolog y ,   Co ll eg e of  Com pute r and   Inform at ion   Sci enc es,   Prince ss   Nourah   bint Abdulr ahman  Univer si t y ,   Saudi  Arab ia   3 Depa rtment of I nform at ion  T ec h nolog y ,   Co ll eg e of  Com puti ng  an d  Inform at ic s ,   Saudi  E le c tronic   Univer sit y ,   Sau di  Arabi a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Dec  18, 201 9   Re vised Jan  29 , 2020   Accepte d  Fe b 1, 2 020     An  innova ti v e  te chno log y   th at  is  widely   use d  in  m an y   app li c at ions  is     the   Mobil e  Ad - hoc  Network  ( MA NET) .   Disc over y   and   m aintena n ce   of   route s  at   MA NET  ar e  importa nt  issues.  W it hi n  MA NET,   broa dca st ing  is   used  to  discove r  a  pat h  withi n  on - demand  routi ng   protoc ols.  Esta b li shing  and   m ai nta ini ng  a  r oute   per iod ically   among  the   n odes  is  the   challe ng e  that   req uire s  th e  tra n sm it ti ng  of  cont r ol  pac k et s  ac ross   a  net work.  Th is  stat e  l ea ds   to  the   issue  of  broa dca st ing  storm s.  Broadc asting  cont rol  pa ck et s  inc re ase   cont rol  pa cke ts  over hea d  and  d e cre ase   ne twork  per form anc e .   In  thi s  pape r,  we  proposed  a  sche m e  ca lled  AO DV - Veloc ity  and  D y namic  ( AO DV - VD )   for  eff ec t ive   bro adc ast  con trol   p ac ke ts.  The   rout ing  protoc ol  for   th e  ad - hoc  on - demand  dista nce   v ic tor  (A OD V)  is  used  to  implement  t he  proposed   AODV - VD   sch eme.   AO DV - V D  sche m e  red u ce s  both  th e  ex ce ss ive   rout e   discove r y   contro l  pac ke ts  and  ne twork  over hea d .   Network  sim ula tor  ver sion  2. 35  (NS 2. 35)     was  used  to  co m par e  the   pro p osed  AO DV - V D  sche m e  to   the   AO DV   routi ng  proto col   in  te rm s  of  e nd - to - end  l aten c y ,   ave rag e   throughput ,   pa ck et   tra nsm ission ra ti o   and   over he a d  ratio.   Ke yw or d s :   AOD V   Link b reak a ge   MANET   Mob il it y   Rou ti ng  disco ve ry   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Ma ha Abdel ha q,     Dep a rtm ent o f Info rm at ion  Te chnolo gy ,   Coll ege  of  C om pu te r  an d  I nf or m at ion  Scien ces ,   Pr inces s No ur a h bint  Abd u lra hm an  Un i ver si ty ,   84428 R iy adh,  Saudi A ra bia .   Em a il : M SA bdel haq@pn u. e du.sa , m aha.uk m @g m ail.co m       1.   INTROD U CTION   Mob il e  A d - hoc  Networ k  (M AN E T)  is  a  m ob il e,  in fr ast ruct ur e - fr ee ,  sel f - co nf i gurin g,   i nteracti ve  an d  m ul ti - hop  network  [ 1].  M A NET  is  a n  em erg e ncy  netw ork  with  a   ra nge  of   m ob il e  nodes .  T he  nodes  in     MANET   m ov e   ra ndom ly   wit hin   t he  netw ork  du e   to  ra pid   and  f reque nt  to po l og y  c ha nge s  in  t he  MA N ET  [ 2].   Su c h  m ob il e  nodes  ca n  f un ct ion   sim ultaneousl y  as  hosts  an d  r ou te rs  since  they   can   travel  any where  in     the  MA NET  [ 3].  I n  M AN E T ,  it   is  the  res po ns ibil it y  of   t he  routin g  pr oto c ol  to  de velo p  a   route  betwee n  n od es  to  transm it  pack et s,  w hich  s el ect s  the  op ti m u m   and   m ain ta ins  the  r ou t e.  W he n  a  source  no de  wa nts  to  transm it   data,  t he  r ou ti ng  pr oto col  co ns t ru ct s   a  path  betwee n  a  source  node   and   a  desti na ti on   node .  MA NET   routin g protoc ols ar e  d i vid e d i nto  th ree clas s ific at ion s:  po si ti ve,  r eact ive  a nd h y br i d  [ 4].    In   M A NET  routing  pr oto c ols,  a  broad c ast in g  sc hem e  is  necessary  w he n  pac kets  are   se nt  bet wee n  m ob il e  no de s  to  m ai ntain  network   co nnec ti vity   [5 ] .  Br oa dcasti ng  is  usual ly   def i ned  as  the  proce ss  of   transm itti ng   a  pack et   to  al l  node s  in  the  net work   from   a  s ource  no de.   Br oad ca sti ng   is  m or e  fr eq uen tl y  us ed    in  MA NET  w hen  the  s ourc e  node  broa dc ast s  Rou te   Re qu e st  (RREQ )   pac kets  to  c heck  f or   a   r oute   to     a  destinat ion   node ,  usual ly   in  path  disco ve r y.  Broad cast in g  is  of t en  us e d  in  ro ute  m ai n te nan ce  w he n  node s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Dyna mic r ou ti ng d isc overy  s chem e  for  h i gh mob il it y in  mobile  ad hoc  wi rel ess n et work s  ( Ha ider  Ala ni )   3703   exch a nge  Hell o  pa ckets  for  gathe rin g  nei ghbo rin g  in for m at ion .  I nter m ediat e  nodes   in  MA NET  assist   in   the  broadca st  process .  In te r m ediat e  no des   are  respon si bl e  fo r  f orward i ng   the  pac ket   to  oth er  no de s  in   the n et wor k  f r om  the sour ce  node [ 6].    The  flo odin g  r esults  in   m ultip le   re dunda nt  transm issi on s  on  the   net wor k,   i n  w hich  a   node  from   var i ou s  nodes   can  get  the  payl oad   of   th e  sa m e  pack et .  This  eve nt  is  known  as  a   broad cast i ng   storm     pro blem   [7 ] .  The  issue  of  broa dcasti ng   s torm s  le ads  to  regular  c on te ntion   a nd  pac ket  colli sion s ,   wh ic h  increases   net w ork  over hea d  t raffic .  I n  the  r ou te   m ai ntena nce  ph a se,  t he   broa dcast  st orm   pr oble m   occu rs ,   durin g  w hich  r ou te s  a re  upda te d  by  act ivati ng   ne w  r ou te   di scov e ry  reque sts  to  rep la ce  b roke n  r ou te s.  I n  this  pap e r,   we  s ug gested  a  sche m e  called  AODV – Velocit y  and   Dynam ic   (AODV - V D)   f or   ef fici ent  broad ca st  con t ro l  pack et s.  The   res ults  ob ta ine d  from   evaluati ng  th e  AOD V - VD  schem e  are  ve ry  posit ive  an d  s how     the ef fecti ve ne ss of the   propo sed  sc h em e in mi t igati ng  t he pr oble m  o f  the  broa dcast sto r m .   The  rem ai nd er   of  the   pap e r  is   struct ur e d  acc ordin g  t o  t his.  We  pro vid e   a  descr i ption  of  the  researc h  backg rou nd   a nd  w ork  relat ed   to  it   in  Sect ion   2.  Sect io n  3  descr i bes  the  ne w  schem e  AO D V - V D.   Sec ti on   4   descr i bes  t he  env i ronm ental  sim ulatio n  a nd  the   pe rfo rm ance  m et ric.  Sect ion   5  a ddre sses  the  fin dings  a nd   evaluati ons a nd Secti on  6 su m m arizes ou r  re search  and  ou r  f uture  w ork.       2.   BACKG ROU ND AN D REL ATED W O RK   2.1 .     Ad - ho c  on - de man d  dist an c e v ec to r  routi ng   pro tocol   AOD V,   t hat  Per kin s  a nd  Roye r  bu il t   [ 8] ,  is  a  reacti ve  r outi ng  prot oco l,   an d  i ts  m ulti - hop    routin g  protoc ol  an d  disc overy  react  on  dem and .  In  the  AOD V  routing  pr oto c ol,  the   stre ng t hs  of     Desti natio n  Se qu e nce d  Dista nce  Vecto r  Ro uting  ( DSDV )  and  Dy nam ic   Sour ce  R outi ng  ( DS R )  proto cols  ar e     com bin ed   [8] .  The  s ource   no de  broa dcasts  a  r ou te   request   (RREQ )  pac ke t  thr oughout  t he  MA NE T  nodes  i n  the  route  disc overy  pr ocess  of  the  A O DV   routing   proto col  on   M ANET  an d  set s  a  tim er  t o  wait   f or   the  r eply .   The  R RE Q  pa cket  co ntains  r ou ti ng  i nfor m at ion ,  i nclu ding   the  I P  ad dress   of  ori gin at or,  ID   of  br oad cas t  and  seq uen ce  num ber o f desti nation.   Each  inte rm ediat e  node  recei ves  the   RR EQ   pac ket  an d  holds  t wo  oper at ion s  run ning   the  re verse  path  to  the  s ource  node.   Fir st ,  the  interm e diate   node  che cks  if  it   has  previo us ly   received  the  RR E Q   pack et   with  the  sam e  or i gin at or  IP   a ddress  a nd   bro adcast  ID,  an d  then  determ ine  wh et he r  the  RR EQ  pac ket  sh oul d   be  re j ect ed  or  acce pted.   Se cond,   if  t he  RR EQ  pac ket   is  acce pted  the  interm e diate   node  will   check     the  destinat io n  sequ e nce  num ber   sto re d  in  it s  routing   ta ble.   The  interm ediat e  no de  uni - c ast   the  Rou te   Re ply   (RREP)  pack e t  to  the  so ur ce   node  if  the  num ber   of   the  seq uen ce  is  gr eat er  than  or  equ al   to  the  num ber  con ta ine d  i n  the  RR EQ .  I f  no   i nterm ediat e  node  has  a   su f fici ently   f resh   pat h  to  t he  de sti nation  node     (n e w  destin at ion   se quence  nu m ber ) ,  the n  the  RR EQ  pa cket  m us t  con ti nu e  na vig at ing   unti l  it   reaches     the  destinat io n  node.   Fig ure  1  show s  the  source  node  (S)  that  transm it s   RR EQ  p ac kets  ov e r  the  netw ork  t o    it s  neighb or i ng  no des  un ti l  the  RR EQ  pa cket  reac hes   the  destin at ion   node   ( D).   Figure  2  al s o  s hows    the d e sti nation  node ( D)   w hich replie s to  the  sour ce  no de w it h  an  RR E P.             Figure  1.   A ODV br oa dcast s   R REQ  pack et     Figure  2.   A ODV  r epl ie s   RR E P p ac ket       In  AO DV, ev e ry n ode in the  netw ork  al so  s ends H el lo p ac ket p eri od ic al ly  to  keep  it s r outi ng  table at   the  one - hop  ne ighbor.  A  H e ll o  pack et   is  us e d  to  deter m ine  if  the  ne ighborin g  c onnecti on  is  sti ll   al ive.     The  no de  sen ds  Hell o  pac ket  with  a  tim e  in te rv al   cal le d  he ll o - interv al   to  it s  neigh bor  node  to  detect   br oke n  li nk s  betwee n  the  no des.   Ever y  node  s ends  Hell o  pa ckets  to  it s  neig hbors  an d  they   receive   their   ackno wled gm e nt.  I f  a   no de  sen ds   Hell o  pa ckets  to   a  ne ighbor  twic e   a nd  ha s   not  rec ei ved   a   m essa ge  of   ackno wled gm e nt for i t, the n  t he node i niti at es the  bro ken li nk pr ocess.     2.2 .    Rela ted  w ork    In  [ 9] ,  the  a ut hors  pro posed   a  r ou ti ng  pro tocol  cal le d  Mob il it y  Aw a re  an d  D ual - P hase  Ad - hoc     On - de m and   Di sta nce  Vect or  with  Ad a ptive  Hell o  Me ssa ge s  (MA - DP - A O DV - A HM) .  It  fo c us es  pri m ar il y  on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t  2020  :   3702   -   3714   3704   dev el op i ng   rou te s  that  con sid er  the  sp ee ds   a nd   directi on  of  m otion   of   vehi cl es  with  reg a rd   to  s ource  ve hicle s,   there by  pro vidi ng   m or e  ef fici ent  r ou te s  a nd   redu ci ng  r oute   br ea ks .  The  a uthors  ha ve  s ugge ste d  a n  ada ptiv e   pack et   noti ficat ion   syst em ,   w hich  is   dir ect ly   connecte d  to   the  re gula r  hello   m es sages  so l ution,  w i t h    the  s peeds  of  the  ve hicle s,  re su lt ing  in  a  s ubsta ntial   re duc ti on   i n  the   am ou nt  of  ov e r hea d  c on t r ol   an d  ne twork   congesti on.  T he   protoc ol  was   evaluated  us i ng   Q ualNet  sim ula tor  in  te r m s   of   over hea d  co ntr ol,  e nd - to - e nd   delay   and   ene r gy  con s um ption .  Re su lt s  of   t he  si m ulati on   su m m arized  that  MA - DP - A O DV - A HM  eff e ct ively   con t rib utes  to  m itigati ng   net work   i ns t abili ty   by  pr od ucin g  reli able,  sec ur e  r oute s  an d  reducin g  co nnect ion  fail ur es . I t  has   al so  s how n  it s  su pe rio rity  ove r  A O DV an d M DA - A O DV.   In  [ 10] ,  t he  auth or s   intr od uced  a  Qu al it y  of   Ser vice   (QoS )  al gorithm   in  ad  ho c  netw orks .     The  pr opos e d  al gorithm   entitled  Mod i fied  Ligh t  Weig ht  distrib uted  the  QoS  Al gorith m ,  ta kin g  int o  account  the  posit ion   a nd  relat ive  vel oc it y  of   the  node s  and   est im ati ng   th e  i m po rta nce  of  li nk i ng   reli abili ty ,  choosin g    a  path  with  l onge r  du rati on,  reducin g  li nk  br ea ks   a nd   e nhancin g  Q oS.  T he  aut hors  m e asur e d  the  al gorithm ' s   eff ic ie ncy  i n  pa cket  delivery  rati o,   pac ket  de li ver y  la te ncy ,  ave ra ge  e nd - to - e nd  delay   over hea d  r out in g  a nd   pack et s  lost.  The  sim ulatio n  res ults  sh ow  that  the  Mod i fied  Lig ht  Weig ht  distrib uted  Q oS   Algorithm   enh a nces  the  Q oS   pa ram et ers  of QoS i n  a d h oc netw orks.   In  [ 11] ,  the  auth or s  propo sed  two  pr e di ct ive  li nk   avail abili ty  te chn iq ues  pe rform ed  du ri ng     the  co ntr ol  pa c ket  r ou ti ng.  T he   first  te ch niqu e  ref e rr e d  t o  a s  zo ne - base d  e stim ation   div id es  each  node' s  area  of   t ran sm issi on   int o  th ree  a r eas,  nam el y  inn er ,  m idd le ,  a nd  oute r,  ba se d  on  the  si gn a l  stren gth   obta ined.    Her e ,  nodes   ly ing  in   the  i nn e r  and  oute r   z on e   are  pro hib it ed   from   transm i tt i ng  the   co ntr ol  pack et   as  t hey  hav e   extrem el y  hig h  and   lo w  sign a l  streng th  r ecei ved,  res pecti ve ly .  No des  in  th e  m idd le   reg io n  are  only   perm itted   inside  the  loca li ty  fo r  the  co ntr ol  pack et   fl ow.  The  seco nd  te chn i qu e  is   an  i m pr ov em ent  ov e r  zo ne - base d  est i m ation ,  in   wh ic h  no des   are  co ns ide re d  f or   r ou te   se le ct ion   in  the   ou te r  zo ne  a nd   a re  re ferre d  to  a s     segm ent - base d  est i m at ion .  It  cal culat es  the  l ink   a vaila bili ty   rati o  of  the   no de  for  eac h  a dj acent  li nk  base d  on  the  nei ghbor' s  current  posit ion ,  it s  ad j ace nt  segm ent,  and  the  sect or  in  w hich  t he  nei ghbor  is  pr ese nt  withi n  the  no de' s  tran sm it   reg ion.  S uch  inf orm ation   assist s  in   the   trans fer   of  c ontr ol  pac kets  within  t he  ou te r  re gion.     The  sim ulati on   wa s  pe rfo rm ed  ov e r  DS R  and  A ODV  protoc ols  in  te r m s  of   con t ro l  ov e r head,  ba ndwi dth,   nu m ber   of  c ontrol  pack et s ,  le ng t h  of  the  r oute ,  a nd  nu m ber   of   r ou te   e rror s   ge ne rated  within  t he  net work.     The  res ults  show  that  knowl edg e  of   the  li nk  sta tus  durin g  the  ro utin g  ph ase  helps  to  fi nd   m or e  sta ble  ro utes  with  reduce d o verhea d  c on tr ol  an d t hus i ncr e ases the  overal l perfo rm ance o f  the  netw ork.   In  [12] ,  a  nei ghbori ng   in f orm at ion - base d  broa dcasti ng   s chem e  is  being   intr oduce d  to  m ini m iz e  la te ncy  fo r  a d  ho c  wireless   netw orks.   In  the  schem e,  few   Hell o  m e ssages  a re  interch a nged  t o  gathe r   inf or m at ion   about  on e - ho p  neig hbors.  T he  in form at io n  c ollec te d  is  us e d  to  cal c ulate   the  de nsi ty   of    the  nei ghbor,  the  rati o,  a nd   t he  nu m ber   of   expose d  neig hbors  with  on e - hop,  on  wh ic h  the  pr ob a bili ty   and  delay   of   retra nsm issi on   are  m od ifie d .  T he  way  the  pr ob a bili ty   and   dela y  of   re broa dca sti ng   are  desc r ibed  in   the  neig hbori ng  kn ow le dg e - base d  broa dca st  schem e  decr eases  the  ov e rh ea d  tra ns m is sion   a nd   e ff ec ti vely   restrains   the  a ggre gation  of  t raffic .  A fter  t ha t,  a  m et ho d  f or   t he  velocit y - base d  de li ve r y  of   data  is  pr opos e d  and   a pp li e d  to  a  neig hbori ng   knowle dge - base d  br oad c ast   schem e  to  fu rt her   re duc e  la te ncy,  creati ng  neig hbori ng  kn ow le dg e  a nd  sp eed - based   bro adcast  schem e.  It  is  sp eci fied  that  few   higher - vel ocity   no de s  are   us e d  to  retra nsm it  the  i nco m i ng   m essage  with  a  gr eat er  prob a bili ty .  The  si m ulati on   determ ines  the  sc hem es  eff ic ie ncy  unde r  dif fer e nt  network   c onfig ur at ion s.  T he  res ults  sh ow  that  the  new   sc hem e  ou tpe rfo rm s  curren t   broa dcast  sche m es  in  te r m s  of   ov e r head,  and   i n  pa rtic ular,   in  the  a ver a ge  en d - to - e nd  delay .  The  pro pos e d  schem e  lowers  the  over hea d  by  88. 4  pe r cent  relat ive  t o  fl oodi ng  an d  the   ave ra ge   en d - to - e nd  de la y  by    a m axi m u m  o f  88.9 pe rce nt.   In  [13] ,  the   a uthors  sug gested  a  novel  di sco ver y  sc he m e  within  MANE T  cal le d  the  Dyn am ic  Pr oba bili sti c  Rou te   ( DP R) .   The  DP R  sc hem e  fo rw a rded  the  pac ket s  with  a  dynam ic al l y  determ ined   pro bab il it y  known  as  a  fo r w ard i ng   pr ob a bi li ty  (F P)   to  the   neighb or in g  node .  The  li k el ihoo d  of   f orwa r ding  is   dynam ic al l y  determ ined  to  de pend  on   t wo   factors;   the  fir st  is  the  den sit y  of   nei ghbori ng   l ocal  node s   and    the  seco nd  is  the  total   num ber   of  it s  nei ghbors  protect ed   by  broa dcast.   Using  the  DPR   schem e,  networ k  perform ance is h ig he r  t ha n ot her p ro t oco ls .   In  [ 14 ] ,  t he  auth or s   intr od uced  a  new  pro bab il ist ic   broa dcasti ng  sc hem e  fo r  M AN E T s  th at   ov e rc om es  the  co ns trai nts  of   existi ng  br oadcast ing   sc hem es.  T hroug h  de ta il ed  si m ulatio ns,  it   is  sho wn  that   the  ne wly  pro po s ed  sc hem es   in  diff e re nt  operati ng  co ndit ion s  a nd   sce na rios  out perfor m   pr evio us   broad ca st  schem es.  Un li ke  previ ou s  w orks,   the  p r op os e d  broa dcast   schem e  strat e gy  is  based   on  inf or m at ion   fro m     the  node  vel oc it y  vector   to  a dju st  the  retra ns m issi on   pro bab il it y  and   ca te gorize  the  re li abili ty   of   the  node s   accor dingly .  T he  aut hors  ap plied  this  vel oc it y  vector   an d  eval uated  it s  eff ic ie ncy   with  res pect  to  va rio us  i m po rtant  m et r ic s  su ch  as  li nk  sta bili ty   and  ov e rh ea d  RR EQ  pac kets.  T he  key  be nef it   of   this  sc hem e  is  to  avo i d  the  tra diti on al   AOD V' s r oute  r e - disco ve ry pro ce ss,  e s pecial ly  at high m ob il it y nod es.   A  novel  sc hem e  for  C hannel  Ad a ptiv e  Proba bili sti c  Broadcast   (CAP B )  is   pro posed  i n  [ 15] ,  w hich   is   i m ple m ented  in  the  AOD V  routin g  prot oc ol  to  re place   pure  fl ood - bas ed  br oad cast .  Unde r  the  sc hem e,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Dyna mic r ou ti ng d isc overy  s chem e  for  h i gh mob il it y in  mobile  ad hoc  wi rel ess n et work s  ( Ha ider  Ala ni )   3705   the  prob a bili ty   of  retra ns m i tt i ng  RR EQ   pa ck et s  is  re gu la te d  by  t he  c urre nt  sign al   i nterf e re nce  plu s   no ise   rati o   (S I NR)  a nd  ne ighborin g  de ns it y  of   t he  node s.  C om par ed  to  t he  oth e r  th ree  br oad c ast ing   sc hem e s  w h ic h  include  AOD V ,  fixe d  pro ba bili sti c  sche m e  AOD V - P ,  an d  the  dynam ic   no ise - dep e ndent   prob a bili sti c  schem e   (DNDP) , th e  CAPB sc hem e p erfor m s b et te r i n  te rm s o f o ve rh ea d routi ng, t hro ughput a nd  end - to - en d del ay .    Energy  E ff ic ie nt  Nei ghbor   Cov e ra ge  protoc ol  (E ENCP )  w as  pro pose d  by  [ 16 ]   to   r oute   disco ver y  i n  MANET .  U nc ov e re d  nei ghbor  a nd  nei ghbor hood  node  densi ty   are  tw o  m et ric  factor s  co ns i der e d  unde r    the  EENC P  pr oto c ol  to  re duc e  the  f orwardi ng   of  the  RR E Q  pac ket.  T he  forw a r ding  of  the  RR EQ  pac ket  by   the  node  reli es   on   it s  batte ry  li fe  and   nei ghbor hood  de ns it y,  wh ic h  forwards  wh e n  the r e  is  adeq uate  e nergy  and   w hen  the  node  densi ty   su r passes  a  pa rtic ular  th reshol d.   T he  EE NC P  prot oco l  ca n  lim i t  reb r oa dc ast ing  with  pac kets  m or e  than  AODV   a nd   Neig hbor  Co ver a ge - base d  Prob a bili sti c  Re br oad c ast   (N CPR )  pr oto c ols .     A  ne w  pro ba bili sti c  vector   ve locit y  schem e  was  dev el op e d  in  [ 14]   for  rou te   disco ver y  i n  MANE T.  Ba s ed  on  the  AOD V  r outi ng   protoc ol,   this  schem e  cat egorizes  al l  m ob il e  nodes   into  reli able  nodes  a nd   unr el ia ble   nodes  in  te rm s  of   se nder  a nd   r ecei ver   no d e  ve locit y,  and   as sign s  a h ig h  ret ran sm issi on   pr ob a bili ty   fo r  re li able  nodes  a nd  a  l ow   retra ns m is sion   pro ba bili t y  for  un reli able  nodes .  T his  ty pe  of  schem e  helps   to  dis cov e r     the  ste adiest   and   m os t  eff i ci ent  routes,  there by  enhan ci ng   r oute   di sco ver y  ef fici ency.  This  sc hem e   dem on strat es  the  RR EQ  pac ket' s  su per i or it y  in  te r m s  of   bo t h  over hea d  and   co nnect ion   sta bili ty .  A  novel  al gorithm ,   Re liabili ty   Fact or - base d  Ro uting   Pr ot oc ol  (RFB RP) ,   was  intr oduce d  by  [17]   to  disc ov e r  a  r el ia ble   route  in  MA N ET.  It  is  desig ned   base d  on   r eact ive  routing  protoc ols  su c h  as  AODV   a nd  DS R.  It  is  pos it ion ed   on  the   reli abili ty   factor  (RF )  betwee n  t he  in te rm ediat e  no de s  to  sel ect   a  dep e ndable   r o ute.  RF   is  a   pr i m ary  m et ric  that  lim it s  the  r ou ti ng  fail ur e  a nd  t he  nu m ber   of  r oute   disc ov e ry  re qu e sts,  reducin g  the   ove rh ea d  cost s   of   eac h  node  i n  the  r ou te   dis cov e ry  pr ocess .  I n  te rm s  of   over hea d,   delive ry  of  a  pack et ,  and  en d - to - e nd   delay ,  the RFBR P al g or it hm  p er form s b et te r  t han AOD V  a nd sem i - proacti ve  AO DV (SP - A ODV)   prot oco ls .   Hanji  a nd   S hetta r  [ 18]   intr oduce d  an   Im pr oved  A ODV  (I - A O D V)   proto col  i n  MA NET .   The  route  discov e ry  in  t he   I - A ODV  pro tocol  was  bas ed  on  the  l oc a ti on   a nd  ene rg y  of  the  nodes  i n   the  netw ork.   T he  source  node   sel ect s  the  in te rm ediat e   no de   locat ed  in  the  com m un ic at i on   ra nge,  w hic h  has   le ss  distance  than  the  oth e r  interm ediat e  no des  to  the  de sti nation  node  a nd   has  ene rg y  gr eat er  t han   th e  oth e r   interm ediat e  n od e s  to  i ncr ea se  the  li feti m e   of   t he  path.  The  I - AOD V  protoc ol  pr ov i des  e ff ic ie nt  pa cket   transm issi on ,  e lim inate s  ov e r head   a nd  im pr ov e s  the  li feti m e  of   the  pat h  that  le ads  to  a  sta ble  path  c om par ed   to the A ODV p ro t oco l.   Kok,   et   al .  [19]   propose d   an  eff ect ive  a d - ho c  wireless  broa dcasti ng  sc hem e,  kn own  as  Im pr ov e d  Partia l  D om in ant  P runin g  ( IP D P),  base d  on  Pa rtia l  Do m inant  P runin g  (PDP).  I t  us es  nei ghbor hood   inf or m at ion   to  reduce  re dund ancy  of   broad c ast ing   an d  ens ur i ng   that  al l  no de s  in  a  netw ork  are  reac ha ble  to   pack et s .  To  c om par e  their  effi ci ency  in  two  sam ple  set s,  IP DP   a nd   P DP   w ere  buil t.  The  f irst  sa m ple  in  sta ti c   scen ari os   w hile  the  seco nd   se t  of   data  in  m ob il e  scenari os   exam ines  the  schem es.  The  I PD P  is  ve ry  ef fecti ve  in  sta ti c  scena rios  in  re du ci ng  the  redu nd a ncy  of  broa dc ast   wh il e  m ain ta inin g  a vaila bili ty   to  al l  no des  in     a  netw ork.  From   the  m ob il e  scena rio,  al l  var ia nts  of   I PD P  pe rfor m ed  at   lo w  to   hi gh   node  m ove m ent    sp ee d  cl os e  P DP   in  te rm s  of   reac hab il it y.  A  ne w  A ODV   (NAOD V)   in  MANET  was  su ggest e d  by  [ 20 ]   in    the  r ou ti ng  protoc ol.  It  re sol ves  the  AOD V  r ou ti ng   pro tocol  issue s  by   accounti ng   local   congesti on   of     the  netw ork  w hile  sel ect ing   the  r ou te .  Ba se d  on  netw ork  congesti on,  the   nu m ber   of   ho ps   is  identifie d  wh il e   s el ect ing   the  ne xt  node  t o  li m it   the  su r vi va l  tim e  of   fo r ward  a nd   rev e rse  r oute s,  an d  reduce  the  nu m ber   of  RR EQ  pac ket  r et ran sm issi on s,   reducin g  over head   c os ts.  Mo hs in ,  et   al .  [2 1]   exam ine  the  eff ect s  of  the  de ns it y  and   m ob il i ty   n od e s  of   di ff e re nt  m arit i m e  tr aff ic   m od el   based   on  the  cap abili ti es  of   thr ee  MANET  r outi ng  protoc ols  that   com pr ise   A ODV,  A OMD V  a nd  D SDV .  Va rio us   node   de ns it ie s  an d  m ob il it y  int erpre t     the  traff ic   m od el s  that  will   be  m ai nly  fo un d  i n  the  m ari ne  en vir on m en t.  The  pe rform ance  assess m ent  of    the MA NET  pr oto c ols is  j ud ge d  in  term s o f packet  delive ry r at io.   Zo hr a  a nd  Ra hm an  [22]   int rod uced   t he  dy nam ic   prob a bili sti c  br oa dc ast   al gorithm   in  MA NET.    This  al gori th m   est i m at es  t he  re broa dcast   prob a bili ty   by  util i z ing   the  forw a rd i ng  pro ba bili ty   of   a  node .     The  al gorithm   introdu ce d  a  log ic al   m od el   to  identify   the   exp ect ed  nu m ber   of   forw a rd i ng   nodes  th at   are  essenti al   to  ac com plish  a  br oad ca st  in  a  s el f - pr un i ng   al gorithm .  It  em plo ys  neig hbor  kn ow le dg e   to  li m it    the  unnecessa ry  retran sm issi on s  in  MA N ET.  It  ex hi bits  su pe rio r  perform ance  co m par e d  to  the  sta ti c  pro bab il ist ic   al gorithm   and   the  prob a bili sti c  ad j us t  broa dc ast   al gorithm .   A  dynam ic   par ti ti on i ng  sc hem e   (D P S)   dep e nde nt  on   nodal  ve hicle s  was  sug gested  by  Ra ye ni,  et   al .  [23] .   The  DPS  m od el   com pu te s  par ti ti on   siz ing   an d  qua ntit ie s,  after  wh ic h  it   com pu te s  a  siz e  and   br oa dcast  tim et a ble  for  each  pa rtit ion .  DPS  sc hem e   perform s  reli ably   an d  ti m e - e ff ic ie ntly   in  a n  em erg ency  br oad ca st  pro gra m   acro ss  m ultip le   ho ps   in   ei ther  l ow   or   high - de ns it y  traff ic   sta te s.  This  m et ho d  su it ably   app li es  to  var ie d  s cenari os   feat uri ng   sca rce,  m i d   an d    high - de ns it y  traf fic.  Sim ulati on s  c onfirm   that  DP S   pe rfor m s  ou tst and i ng ly   with   low  la te ncie s  an d    high  reli abili ty.   Kim ur a,  et   al.   [24]   pr ese nted  a  den sit y - a w are  pro bab il ist ic   ro utin g  m od el   featur in g  ad aptive   pro bab il ist ic   fo r wardin g  ope rati on,  w he rein   the  f orwardi ng  pr ob a bili ti es  decli ne  as  m essages  a re  re di rected.  Su c h  de ns it y - s ensiti ve  pr ob a bili sti c  ro utin g  m od el s  c on tr ol  the  s pee ds   of   ci rcu la ti ng  cop ie s  of  m ess ages  i n  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t  2020  :   3702   -   3714   3706   high - de ns it y  areas.  The  res ult s  of   the  pe rfo r m ance  a ssessm ent  pr esent  t he  ada ptive  pr ob a bili sti c  fo r wardin g  m od el   in  a  high - de ns it y  noda l  reg io n.   The  On - de m and ,  T ree - base d  Ro ut ing   P r oto c ol  ( OTRP)  was  sugg e ste d  by  Al   Aam ri,  e t  al .  [2 5]   fo r  M AN E T.  The  O TRP  with  AODV   pr oto c ol  al lowe d  it   to  sca le   up   and   al s o  le ssen  ov e r head s  i n  MANET  r ou ti ng   disco ve ry,  by  pairi ng   t he   con ce pt  of  hop - to - ho p  r ou t ed  tra ns m issi o ns   with     the  r ou ti ng  discov e ry  al gorithm s  kn own  a s   Tr ee - base d  O pti m iz ed  Floodin g  (T OF).  T he  pri m ary  el e m ents   wh ic h  gove r n  OTRP  pe rfo r m ance  wer e  hy po theti cal ly   exam ined  and   assessed  in  te r m s   of   nodal  branc h  counts  an d  lo cat ion s,  a nd   c ounts  of  RR EQ  r ou ti ng  ex pi rati on s.  At  va rio us   le vels  of   nodal  de ns i ty   and  mo bility ,  OTR P  wa s  c on t ras te d  to   A O DV,   OL SR,  a nd  dynam ic   MANET  O n - dem a nd  ( D YMO )  r ou ti ng   protoc ols.  T he  fin dings  in dicat e  that  OTRP  m echan ism s  per f or m   ou tst an dingly   with  m uch - le sse ned   ne twork   ov e r head an d d ecl ining  t raffic  loads.   Zha ng,  et   al .  [ 26 ]   s uggested  Neig hbori ng  Cov e ra ge - der i ve d  Pro bab il ist ic   Re broad ca sti ng  ( NCPR)   protoc ols  for   MA NET.  T he  m et ho d  dy nam ic al ly   talli es  reb r oa dc ast ing   delay s   an d  re broadca sti ng  pro bab il it ie s.  Re broad ca sti ng  delay s  are   us e d  to   res ol ve   the  f orwardi ng  or der s   an d  to  e ff ic ie ntly   util i z e  neig hbori ng  co ver a ge  in form at ion   to  de rive   fu rt her   a nd  m or e  e xa ct   co ve rag e  rati os .  Co nn ect io n  fact ors  are   e m plo ye d  in  NCPR  to  dete rm ine  reb ro a dc ast ing   pro ba bi li t ie s,  to  m ai n ta in  networ ked  connecti vity ,  and   to   decr ease   incid ences  of   redu ndantly   retra nsm itted  traff ic .   Re search  on  r ou ti ng  request s  in  r ou ti ng   di sco ver y  me tho ds   c on t r ast ed  NCPR  with  Dynam ic al ly   Pr ob a bili sti c  Rou te   discov e ry  protoc ol s  (D PR ),   an d  AOD V   protoc ols.  NC PR  ge ner at es  le ss   traff ic   re broa dcasts  tha n  fl ooding  protoc ols  as  a  c on s eq ue nce  of   few e r  redu nd a ntly   reb r oa dcast  traffi c,  wh ic h  decre ases  incide nc es   of   pack et   c olli sion s  a nd   netw ork  co nte ntion,   raises the  prop or ti on  of p ac ke t deli ver ie s , a nd  dim inishes a ver a ge  e nd - to - end lat encies.       3.   PROP OSE D  AODV  V EL O CITY A N D D YNA MIC   ( A ODV - VD)  SCHE ME   The  desi gn   a nd  i m ple m entation   of  the  pr opose d  AODV - VD   al go rithm   is  based   on  the  li te ratur e   pro po se d  A dv a nce V el ocity   A war e   Pro bab il i sti c   ( A VAP ) - A ODV  sc hem e  by  [ 14] ,  A O D V - VD  sc hem e  m akes   us e  of  pr ob a bi li sti c   velocit y  vector   t o  init ia te   ro ute  disc ov e ry.  Eac h  m ob il e  no de  i s  cl assifi ed  as   ei ther    a  Re li able  No de   ( RN )   or   an   Un Re li able  N ode   ( URN ) .  Thi s  cl assifi cat ion  is  based   on  th e  send e r  an d  r ecei ver  nodes ’  velocit y  vecto r.   Re li able  no des  a re   assig ned  a  hig h  re broa dcast   pro ba bili ty   value,   wh il e  unr el ia ble   nodes  are  give n  a  low  re br oad ca st  proba bili ty   value.   The  schem e  pr op os ed  by  K anak a ris,  et   al .  [27] ,    is  consi dered  a   dynam ic   den si ty - dr ive n  r ou te   request for wardin g  sc hem e.  More ov e r,   t his   m ade  it ,   po ssi ble  f or  each  no de  to  use   it s  neighb orhoo d  de ns it y  as  a  basis  f or   forw a rd i n g  t he  RR EQ   m essage.  The  nei ghbor hood ’ s   node de ns it y pl ay s a v it al  role  in d et e rm ining   the r e broa dcast  proba bili ty   [15 ] .   The  pro po se d    AOD V - VD   s chem e   transm i t s   an   RR EQ  pa cket  w hile  di sco ver in g  a  route  bet wee n    the  no des,  A ODV - V D  sc hem e   us es  the   node ’s  dynam ic   densi ty   and  velocit y  vect or.  It  ai m s  to  reduc e     the  un necessa r y  broa dcasti ng  of  r oute   co ntr ol  pac kets  a nd   ident ify   t he  r el ia ble  interm e diate   node s  e xi sti ng   betwee n  the   source  an d  destin at ion   nodes .  A ODV - V D  sc he m e   m akes  us e  of   seve ral  ad ju sta ble  pa ram eter s  t o  determ ine  wh e ther  retra ns m is sion   is  per m it t ed  or   f orbi dd e n.   The  in f or m a ti on   obta ined  f ro m   the  no de  de ns it y   w it hin   th e  nei ghbor hood  ca n  be  util i z ed  to  rebro a dcast  R REQ,  sel ect ive ly .  If   the  neig hbour hood  has   m any  nodes ,  then  th e  aim   wo uld   be   to  decr ease  t he  pro ba bili ty   of   ret ran sm issi on   to  a void  possible  re dund ancy.     In  this  case ,  no des  t hat  are   on ly   on e   ho p  a w ay   are  def i ned  as  bei ng  “a dj a cent”.  T he refo re,  if   a  node   se nd s   an   RR EQ  pa cket,   retra ns m issi on   ca n  on ly   be  perform ed  by  a  subset  of   no des  in   it s  nei ghbo rho od.  T he   num ber   of   nodes  al l owed  t o  pe r for m   retran sm issio n  ca n  var y  dy nam ic al ly   de pendin g  on  th e  neig hborh oo d  no de.   Table  1  s hows  the  par am et ers   us e d  in  the  A O DV - V D  sc hem e.   The  A O DV - VD  sc hem e   flow cha rt  can b e  seen   in  Fig ur e  3   W hen   a ny  no de  ( Fi   =   1,2,3,.., n )  receives  th e  RR EQ  pac ket,  t he  pr opos e d  A ODV - VD   sc he m e  can  be per form ed  and the  pac ket  is   proce ssed  as  fo ll ows  Fig ur e   3.       Table  1 .  A ODV - VD   pa ram eter s   s pecifica ti on   Para m eters   Descripti o n   n   to tal nu m b e r  o f  no d es p resent ed   in  the n etwo rk   Fi   set o f  no d es th at h av e r eceived  the R REQ  m ess ag e   i   rang e f ro m  1 to  n  n u m b er  of  no d es   ƞ   β i   n u m b er  of  no d es ad jacent to  no d e i   P i   p acket f o rwar d in g  pro b ab ility  b ased  on  βi   d   n o d e adjacen cy   C f   co n trol f acto r  b etween (0,1 )  ad ju sted   u sin g  Pi    R   rand o m  nu m b e r  in   th e r an g e [ 0 ,  1 0 0 ]   θth   p redef in ed  ang le t h resh o ld   θ   Co sin e ang le between   trans m itt er  an d  r eceive r  to   d ecid e if  the rec eiv er  is RN  or UR N     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Dyna mic r ou ti ng d isc overy  s chem e  for  h i gh mob il it y in  mobile  ad hoc  wi rel ess n et work s  ( Ha ider  Ala ni )   3707       Figure  3.   A ODV - VD  sc hem e  flo wch a rt       1.   Wh e n  a  s ource   node  (S)  trie s   to  disc over  a  new   r ou te ,  it s  velocit y  vecto r   is  placed  i n  th e  RR EQ  pa cke t   head e r.   2.   Wh e n  this  RR EQ  pack et   is  obta ined  by  a ny  node  receive r  (R)  wit hin   the  broa dcast  ra nge  of   S,  the  c os i ne   ang le   θ is cal c ulate d.   It the n m akes a  re broa dcast  decisi on  us in g  t he  f ollo wing  process:   -   If   the  node’s  cosine  a ng le   value  is  θ  >  θth,  then  t he  receiv er  node  is  cat e gorized  as  a  U RN.  It  th e n  assigns a l ow re broa dcast pr obabili ty .   -   If   the  no de’ s  c os ine  an gle  val ue  is  θ  <  θth,  t hen   the  recei ve r  node  is  cat egorized  as  RN.   Then   go  to   STEP  3.   3.   If   βi  ≤   d  t he n    Fo r wa rd the R REQ  pack et   el se      Ca lc ulate  f orw ard i ng proba bili ty  Pi at node Fi     Pi =   100 β i ∗ ( d ∗   C f   ;     For  0<C f   ≤1   4.   Gen e rati on  of   a Ran do m  N um ber  ( R)  betw een  (0,10 0)   5.   If  R  < Pi t hen   Fo r wa rd the R REQ  pack et   el se   Ign or e a nd  Dro p  the  RR EQ  p a cket   6.   En d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t  2020  :   3702   -   3714   3708   The  pro po s ed   A ODV - V D  s chem e  fo r  M AN E T  ai m s  t o  im pr ove  the   netw ork  pe rfor m ance  a nd   reso l ve  the  iss ue  of   t he  f requen t  li nk  br ea kag e .  T he  sc hem e   sel ect s  the  reli able  no de   durin g  t he  r ou t e   disco ver y  proc ess  to  av oid   t he   li nk   brea k  an d  el i m inate   redunda nt  retra nsm issi on   to  achi eve  the  lo west  value   of  co ngest ion , t her ef ore,   redu ce the  ov e r hea d  in  the  netw or k   [28] .       4.   SIMULATI O N  EN VI R O N MENT   We  us e d  NS - 2.35   to  m eas ur e  the  A O D V - VD   sc hem e ' s  per form ance.  The  node s   are  m ov ing  accor ding  to  t he  ra ndom   waypo int  m ob il ity  m od el .  In   th e  rando m   waypo i nt  m ob il ity   m od el ,  node s   m ov e   fr eel y  an d  ra ndom ly  without  bor der   re stric ti on   in  this   m ob il it y  m o de l.  CB R  traff ic   is  gen erat ed  by     the  ap plica ti on  la ye r  at   the  node.  F or   e ve ry  node ,  the  t ran sm issi on   ra ng e   is  25 0  m .   The  pa us e  ti m e  for     the  node  is  c onsta nt  at   0  t o  a ll ow   no de  m ov e m ent  at   al l  t i m es.  Netw ork  scenari o  no de  sp ee d  was  sel e ct ed  at   5,   10,  20,  30 ,  40,  a nd  50  m   /  s,  an d  al l  sce nari os   set   the  num ber   of  no des  at   50.  All  nodes   are  set   in  a   10 00  m   sq ua re a rea  of  about  1000 m . Tab le   2 displa ys t he param eter s in  the  sim ul at ion .       Table  2 . Si m ul at ion   par am et e rs   Para m eters   Valu e   Un it   Si m u latio n  ti m e   300   S   Netwo rk ar ea size   1 0 0 0  ×  1 0 0 0   M   Nu m b e r  o f  no d es   20 - 100   No d es   Data pack et siz e   512   Bytes   Ban d wid th   2   Mbp s   No d es sp eed   5  –   50   m / s   Pau se ti m e   0   S   Data traf f ic   CBR         Perfo rm ance  m et rics  are  use d  in  the  c omparati ve  st ud y  to  assess  the  pe rfor m ance  of   the  pro posed   AOD V - VD  sc hem e.  The  fol lowing  c rite ria  are  us e d  for  e valuati ng  t he  pro po se d  AOD V - VD  sc hem e    in sce nar io s.   a.   Av e ra ge  e nd - to - e nd  ( E2E )  d e la y   The  a ve rag e   e nd - to - e nd  delay   m et ric  is  the av era ge  tim e  it   t akes to  su ccess fu ll y rela y t he  data p acke t   from   the  so ur ce  thr ough  th e  netw ork  t o  destinat io n.   T his  delay   incl ud e s  m any  sm al le r  networ k  delay s,   includi ng   al l  pote ntial   delay s  caused   by  bu f fer in g  la te ncy  durin g  r ou te   di s co ver y,  que uin g  at   router  int erf ace   qu e ue,   delay s  in  MAC  ret ran s m issi on ,  pr op a gation  a nd  tra nsm issi on   tim e.  The  a ver a ge  da ta   pack et   dela y  for   the E 2E  ca n be  d et erm ined us ing  t he follo wi ng for m ula:        2    = ∑ ( − ) − 1   ( 1 )     w he re  Ri   is  the  total  p ac ket r e cei ved ,   Si  is  th e total  p ac ket s ent, a nd  n   is t he  num ber  of  da ta  p ackets .   b.   Av e ra ge  th rou ghput  ( A vg - T hro ughp ut)   The  a ver a ge  t hro ughput  m etr ic   is  the  ave rag e  of  receiv ed  s uccessful  data   pac kets  t o  the  t otal  si m ulati on   tim e  per io d.   T he  total   through put  is  expresse d  in  kilo bits  pe r  seco nd   (kb ps ) ,  an d  m eas ur es  the   routin g  pr oto c ol' s  eff ic ie ncy  and  reli abili ty   in  receivi ng  da ta   pack et s  t hro ugh  destinat io ns .  T he  form ula  us e d  to calc ulate  the   ave rag e  thro ughp ut is as  f ollow s:          ℎ   ℎ  = ∑                   −     ∗ 8 1000   (2)     c.   Packet  deliver y rati o  ( PD R )   The  PD R   m et ri c sh ows the total  n um ber  o f  r ecei ved  d at a pa ckets b y desti nations divi de d  by the total   nu m ber   of  data   pack et s  se nt  by   the  so urces. Th is  m et ric  pr esents  how  a p r oto c ol  su ccess f ully   delivers  pa ckets   from   the  so urc e  to  the  destin at ion .  A  high  pack et   del iver y  rati o  ind ic at es  good  re su lt s ,  w hich  repres ent  the  wholene ss  an d  correct ness  of  the  routin g  pr oto c ol.  T he  pa cket  delive ry  r at io  is  com pu te d  us i ng   t he  f ol lowing   form ula:        = ∑              ∑           ∗ 100   (3)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Dyna mic r ou ti ng d isc overy  s chem e  for  h i gh mob il it y in  mobile  ad hoc  wi rel ess n et work s  ( Ha ider  Ala ni )   3709   d.   Packet  ov e r hea d rati o  ( PO R )   Rou ti ng  ove rhead  rati o  m et ri c  is  the  rati o  of   the  total   nu m ber   of   routin g  pac kets  sent   to  the  total   nu m ber  o f  rout ing  p ackets  se nt   and   the d at a p ackets  se nt.  T his  m et ric  giv es  an  idea  a bout   the  extra b a ndwidth  the ove rh ea d u ses to ha nd le   da ta  traff ic .  T he  over hea d  r outi ng is cal culat e d usin g form ulae b el ow:      =                      +              ∗ 100   (4)     e.   Av e ra ge of  c ol li sion  r at e  ( ACR)   The  ACR  sig ni fies  the  total   nu m ber   of  RR EQ  pac kets  th at   hav e  bee n  dro pped  a nd   w hich  di d  not  s uccess fu ll y  ar rive  at   the  no des  du rin g  the   si m ulati on   pe rio d.   T he  f or m ula  belo w  s hows  ho w  the  A CR   is   cal culat ed:        (  /  )   = ∑                         (5)     f.   Link st abili ty   Link   sta bili ty   per ta ins  t o  the  total   nu m ber   of  bro ken   route s  that  are  fou nd  duri ng   data  transm issi on   betwee n  no des   durin g  the  sim ula ti on   tim e.  Rou te   br ea k  m easur em ents  are  do ne  de s pite  var yi ng  ne twork  densi ti es and nod e  s peed s . Ca lc ulati on   of the  li nk   sta b il it y fo ll ows the   f ollow i ng  f or m ula :     Link  stabi li t y  (l in k/ rout e)   =  to t a l nu mbe r of rou t e b re a k a g e   (6)       5.   RESU LT S  AND DI SCUS S ION S   5.1.    Results  b as ed   on   th e  num be r of n od es   The  netw ork  de ns it y  is  con si der e d  to  be  a  s ign ific a nt  an d  decisi ve  par am et er.  T he  num ber   of  no des   unde r  dif fer e nt   network   de nsi ti es  was  set   to  20,  40,  60,   80 ,  a nd   100  durin g  the  sim ula ti on ,  an d  fo r  al l     the  netw ork  pa ram et ers,   ever y  node  was  s et   to  a  m axi m um   sp eed  of   20  m /s.   Figu re  4  show s  the  aver a ge   thr oughput  ve r su s  the num ber   of  n odes .  Fig ure  4  s hows  t here  is  a  s m al l  decr ease  in  the  a ve rag e  t hroug hput  of  the  pro po se d  AOD V - VD  sc hem e   wh en  th e  nu m ber   of  node s  is  40   c om par ed  to  the  m od ifie d  AVA P - A O DV  and   th e  or i gin a l  AO D V  pr otoc ols.  I n  a  de nse   networ k,   the  netw ork  bec om es  m or e  sta ble.  Ther e fore,  t her e  is  an  increase  in  t he  ave rag e  th r oughput  in  a  de ns e  net work   a nd   c onve rg e nt  rati o  in  dif fer e nt  protoc ols.   F i gure  4  al so   s hows   tha t  the  AOD V - V D  has  ex per ie nc ed  a   sta ndar d  increase   in  ave rag e   th rou ghpu t   with  t he  dec r ease   in  inte ns it y  of  dro pp i ng  no de s.  T his  ca n  be  du e   to   the  ra ndom   dep loym ent  of  no des  t hat   change   f ollow i ng   it s  nu m ber  i n  a  ne twork .   Figure  5  dem on st rates  the  var yi ng  a ver a ge  de la y  of   E 2E  by  co ntras ti ng   the  c urre nt  A ODV - VD  schem e  with  the  init ia l  A O DV   prot oco ls  and  A VAP - A ODV.   The   fig ur e  sho ws  a  c on si der a ble  dif fer e nce   betwee n  th os e   protoc ols  in  the  ave rag e  E2 E  delay .  Com par e d  to  the  ori gin al   A O DV  and   AVAP - AODV  protoc ols,  the  aver a ge  E 2E  la te ncy  in  the  pro posed  AOD V - VD   is  r ed uc ed.   F or   e xam ple,  in  a  de ns e  ne twor k  with  100  node s,  the  ave rag e   E2E  d el ay   f or   AOD V,   A V A P - A O DV ,   an d  AOD V - VD   is  0.118 98 s ,  0.0 7972 7s ,   and   0.0 640505 s,  res pecti vely .   Thi s  m igh t  be  the  cause  be hin d  t he  dec reas e  in  pac ket  dro p  ove r  the  networ k.   This  occurs  be cause  the   de nse   netw ork ,  the   routes  betwee n  s ource  a nd  destinat io n  no des   is  a  sta ble  route.   And  the  sta ble  route  yi el ds   to   le sser  route  breakage s  an d  le sser  re - e sta blis hm ent  that  ta ke  le ss  delay   t i m e  and  an  inc rease i n  t he  a ver a ge  t hroug hput ,   a s  observ e d  i n  Fi gur e  4 .   The  P OR  res ults  show n  in   F igure  6   im ply  that  the  pro posed  AOD V - VD  sc hem e   has  ena bled     a  reducti on   of  PO R  necess a ry  to  al locat e  the  routes  in   var io us   s our ces   and   destinat ions,  f ollo wed   by     the  A VAP - A ODV  a nd   or i gin al   A O DV   protoc ols.  T he   con tr ol  fact or  in  the  fee ding  net work   with  pri or   knowle dge  of  t he  no de  ad j ace ncy  dro pped  i n  diff e re nt  node s  has  play ed  a  sign ific a nt  r ole  in  the  re duct io n  of  the  P OR.   As   obser ve d   in   F i gure   6   in   the   hi gh - den sit y  are a,  the re  is   an   increase   in   P O R  beca us e  of  hav i ng   m any  ro utes  le adin g  to  the  gen e rati on  of   m or e  con trol  pack et s .   AOD V - VD  te ch nique ,   in  the  pro po s e d  schem e,   gen e r at es f ewe r  c ontrol  pac kets.   Figure  7  il lustrate s  the  e ff ec ts  of   t he  di ff e ren t  protoc ols   on  the  ACR  com par iso n.   The  resu lt s   ind ic at e  that  w hen   m ov in g  f r om   a  low - de nsi ty   reg ion   to  a  high - de ns it y  area,  the  ACR  in creases  dram atical ly .   This  is  becau s e  as  the  nu m ber   of   nodes  in creases,  s o  do es  the  nu m ber  of   possible  f orwa rd e d  no des .  W he n    the  num ber   of  node s  incre ased  pr ogressi vely ,  the  pro po s ed  AOD V - VD  sc hem e   l ed  to  le ss  c olli sion.     The  res ult  has  est ablished  t he   eff ic ie ncy  of  dy nam ic   den sit y - dri ve n  r ou te   r equ e sts  to  decre ase  the  colli sion   by  su pp or ti ng  a  peer - to - pee r  c onnecti on  between  te rm inals .  But  AVAP - A ODV  a nd  the  ori gin al   A O D V   app ea re d  to  po se  appr ox im ately   si m il ar  ACR,  wh ic h  is  great er  than  the  pro po se d  AODV - V D.   A dd it ion al ly ,   al lowing th e lo west am ou nt  of A CR  i n  t he n et work w ould  r es ult i n  le ss  po wer co nsum pti on.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  4 ,  A ugus t  2020  :   3702   -   3714   3710   Figure  8   sho w s  that  the  pro pose d  A ODV - V D  le d  to  a  reduced  num ber   of  li nk   br ea ka ge s  com par ed   to  the  A VAP - AOD V  an d  th e  AODV   proto cols.  T he  num ber   of   bro ken   l ink s  decr ease s   wh e n  the  nu m ber   of  nodes  i ncr ease s  beca us e  the  netw ork   has  t he  pr op e ns it y  to  be  sta ble  in   a  de ns e  netw ork.   As  obser ved   i n  F igure  8,   the  AOD V - VD  sc hem e   has  le ss er  brok e n  li nk s  in  dif fer e nt  nodes   de ns it ie s,  due   to  t he  t echn i qu e   us e d  to  sel ect   the  reli able  neig hbor  node .  This  stu dy  c le arly   sh ows  tha t  offer i ng  a  protoc ol  to  r educ e   the  pr ob a bili ty  of  r oute   break age  would  ena ble  en ha ncem e nt  of  the   r oute   eff ic ie ncy,  w hich  helps  t o  c onsu m e   le ss pow e r  a nd  g e ner at es  fe w er c on tr ol  pac ke ts use d  in  the  netw ork.              Figure  4.   A vg  t hro ughput  v s  num ber  of  node s         Figure  5.   A vg  E2E dela y   v s  num ber  of  node s         Figure  6. P OR  vs   nu m ber   of  node s     Figure  7 .  ACR   vs   num ber  of  nodes           Figure  8 .  Lin k st abili ty   vs   the  nu m ber   of no de s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Dyna mic r ou ti ng d isc overy  s chem e  for  h i gh mob il it y in  mobile  ad hoc  wi rel ess n et work s  ( Ha ider  Ala ni )   3711   5 .2 .    Results  b as ed   on   th e  speed  of nodes   Figure  9   sho ws   the  va ryi ng  av erag e   t hro ughp ut   by  c om par ing   the p r opose d  AOD V - VD  sc hem e   with  the  ori gin al   AOD V  an d  t he  A V AP - A O DV   prot oco ls.   Figure  9   s hows   that  the  pro po se d  sc he m e   has  apprecia bly  outpaced   both   A VAP - AOD V  a nd  the   earli er  AOD V ,   as   e vid ence d  i n  t he  data,  par ti cula r ly   as   node  sp e ed  rati os   rise  pro gr e s sively .  This  is  du e  to  the p r op os e d  schem e   s el ect ing   the  reli able  node  an d  le sser  con t ro ls  pac ket  leadin g  to  the   trans fer   of m or e d at a  pac kets.   Figure  10   il lustrate s  the  av erag e   E 2E  d el ay   of   pac ket  data  trans fer s  for  the  r ou ti ng  disc ov e r y   protoc ol,  acco r ding  to  the  vari ou s  no de  sp ee ds .  A s  node  s peed   inc rease s ,  the  aver a ge   E2E  d el ay   of   pack e t   data  tra ns fe rs   increases   pr opor ti onat el y.  T his  occurs  be cause  a s  node   sp ee d  i ncr ea s es  al ong  the   r ou te s   betwee n  sou rc e  and   destinat i on   nodes ,  rec urre nt  breaka ge s  and   re - e sta blishm ent  in  the  li nk   occur.  Re s ults  for  the  A ODV - V D  sc hem e   sh ow  that  it   yi el ds   co ns ide rab ly   few e r  delay s  in  com par iso n  to  A VAP - A O DV   a nd  the earli er  AO DV.             Figure  9.   A vg  t hro ughput  v s  s peed o f n od es     Figure  10.   A vg  E2E  d el ay   v s  sp ee d of   node s       Figure  11  sho ws  the   three   prot oco ls  i n  c om par ison   acc ordi ng   t o  the   P OR  an d  t he  diff e ren t  s pee ds .   The  ac quired   r esults  in dicat ed  a  si gn i ficant  disp a rity   in  P OR,  s howi ng  it s  lowest  pea ks  in  t ho se   case s  w here   the  pro po s ed   AODV - V D  schem e  was  run ning  at   diff e re nt  spe ed   ranges.  Co m par ed  with   that  of    AVAP - A O DV  and  the  ea rlie r  A O DV,  the  new   schem e  pro vid e d  few e r  PO R.  T his  is  due  to  t he  A O D V - VD  schem e ' s ab il ity t o  co ntr ol loc al  area  den sit ie s whil e RR EQ i s selec ti vely  r ebroa dcast.   Figure  12   sho ws  com par at iv e  resu lt s  for  the  ACR  of   packet   transf ers  acc ordin g  to  the  node  s peeds.   The  re su lt s  ac qu i red   rev eal   t hat  the  earli er  AOD V  prot oc ol  ge ner at e d  hi gh e r  rates  of   c olli sion s,  f ollo wed   by  the  AVAP - A O DV   protoc ol.  The  le ast   valu e  fo r  ACR  wa s  recorde d  w he n  the  pro pose d  A ODV - V D  schem e   was  ex ecute d  at   var io us   s pe eds.   T his  is  a tt ribu ta ble  to  t he  ef fici ency  of   t he  A ODV - V D  m echan ism   in   determ ining   th e  sta te   f or  d ec r easi ng  the nodes  in  t he  neig hbor hood,  es pec ia ll y  in  the  eve nt  of h ig h  pro ba bili ty   conditi ons.  T he  low e r n um ber   of  c o ll isi on s  in  the  n et wor k helps  to  c onsum e less powe r.             Figure  11 . PO R vs  s pee d of  nodes     Figure  12 .  AC R   vs   s pee d of  nodes   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.