I n t ern a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n ces   i n   A p p l i ed   S ci en ces   ( I J A A S )   V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S ep t em b er   201 8 ,   p p.   2 55~ 2 64   I S S N 225 2 - 88 14 ,   D O I 10. 115 91 /ij a a s . v7 . i 3 . p p25 5 - 2 64             2 55       Jo u r n al   h om e pa ge h t t p : / / i a e s co r e . c o m/ o n l i n e / i n d e x . p h p / I J A A S   E ne rg a nd L oad A w a re R o ut i n g P ro t o col  f or  I nt er ne t  o f   T hi ng s       S . Sa n ka r 1 ,   P . S r in iv as an 2   1 Re s e a rc h  S c hol a r,  S c hoo l  of  Co m put e r S c i e n c e   a nd E ng i ne e ri ng ,  V IT  U ni ve rs i t y,  V e l l ore - 63201 4,   T a m i l na du ,  In di a ;   2 A s s oc i a t e  P rofe s s or,  S c hool  of  I nform a t i on T e c h nol og y  a nd  E ngi ne e ri ng ,  V IT  U n i ve rs i t y ,  V e l l ore - 632014,     T a m i l na du ,  Ind i a       A rt i cl I n f o     A BS TR A C   Ar t i c l e   h i s t o r y :   R ecei v ed   No 2 8,   2 017   Re v i s e d   F e 18 ,   20 1 8   A ccep t e d   Ma r   11 ,   2 01 8       M a xi m i z i ng t h e  ne t w ork l i fe t i m e  i s  one  of t he  m a j or c h a l l e nge s  i n L ow   P ow e r a nd L os s y  N e t w orks  (L L N ).  Rout i ng pl a y s  a  vi t a l  rol e  i n i t   b y   m i ni m i z i ng t h e  e ne rg y  c ons um pt i on a c ros s  t h e  ne t w orks  t hrough t he  e ff i c i e nt   rout e  s e l e c t i on f or da t a  t ra ns fe r .  IP v6 Ro ut i ng  P rot oc ol  for L ow  P ow e r a nd  L os s y  N e t w orks  (RP L ) i s  a  IE T F  s t a nda rdi z e d  IP v6 rout i ng p rot oc ol  for   L L N .  In t hi s  pa pe r,  w e  propos e  E ne rg y   a nd L oa d a w a re  RP L  (E L - RP L prot oc ol ,  w hi c h  i s  a e nha nc e m e nt  of RP L  p rot oc ol .  It  us e s   a  c om pos i t e   m et r i c,  ca l cu l at e d ba s e d on  e xp e c t e d t r a ns m i s s i on c ount  ( E T X ) ,  L o a d a nd  ba t t e r y  d e pl e t i on  i nde x (BD I),  for t he  rout e ,  s e l e c t i on.  T h e  CO O J A  s i m ul a t or  i s  us e d for p e rfo rm a nc e  e v a l u a t i on.    E L - RP L  i s  c om pa re w i t h  ot he s i m i l a prot oc ol s  RE R( BD I) RP L  a nd fuz z y  l ogi c  ba s e d RP L   ( OF - F L  RP L ).  T he   s i m ul a t i on re s ul t  s how s  t ha t  t he  E L - RP L  i m prove s  t he  ne t w ork l i fe t i m e  b y  8 - 1 2 %  an d  p ack et   d el i v er y  r at i o  2 - 4%.   Ke y wo r d :   E n er y   E f f i ci en cy   I nt e r ne t   of   T hi ngs     I P v R o ut i ng   P r ot oc ol   f or   L ow - P o w e r   a n L os s y   N e t w or ks     L o ad   Copy r i ght  ©   201 8   Ins t i t ut e  o f   A d v anc e d  E ngi n e e r i ng and S c i e nc e   A l l  ri g h t s re se rv e d .   C or r e s po n di n A u t h or :   P.Sr i n i v a s a n   A s s o ci at P r o f es s o r ,     S c ho o of   I nf or m a tio n a   a nd   T e c h no log y,   V IT   U n i v e rs i t y ,   Ve l l o re - 6 32 0 14 ,   T a m i l na du,   I ndi a ;   E m a i l :   s r i n i v a s a n . s u r i y a @ v i t . a c . i n       1.   I N T R O D U C T I O N   I n t er n et  o f  T h i n g s   ( I o T )  i s  an  em er g i n g  r e s ear ch  ar ea o f  l as t  f ew  y ear s  an d  i t  i s  a  f u t u r e i n t er n et   te c h no log y.  I oT   en ab l es   t h e m ach i n e - t o - m a ch i n e co m m u n i cat i o n  t h at  ab l e t o  ex ch a n g e t h e d at a b et w een   t he m  a nd t a ke  t he  de c i s i on  a c c or di n gl y  w i t hout  i n vol ve m e nt  of  hum a n [ 1 - 2 ] .  N o w a d a y s,  I o T sy st e m   i s   i nv ol ve d i n va r i o us  f i e l d a nd  t he  a ppl i c a t i o n a r e a s  s uc h a s  s m a r t  hom e ,   w e a ra b l e ,  s m a rt  g ri d ,  s m a rt  c i t y ,   co n n ect ed  car ,  s m ar t  r et ai l ,  s m ar t  f ar m i n g ,   s m ar t  s u p p l y  a n d  et c. , .    I o T  i s  a  n ew  p a r a d i g m  t h at  i n t r o d u ced  a   ne w   w a y  o f  c o m m uni c a t i on a nd i t  i s  de not e d a s  L ow P o w e r  a n d L os s y   Ne t w or ks  ( L L N )   [ 3] .   I n L L N,  t he   no de s   a r e   hi g h ly r e s ou r c e  c on s tr a in e d  i. e ,  l o w pow e r ,  pr oc e s s in g a nd  m e m o r y c a p a c it y.   T h e  e x is ting  r ou tin pr ot oc ol s  na m e l y   on - d e m a n d  d i s t a n c e  v e c t o r  ( A O D V ) ,   o p t i m i z e d  l i n k   s t a t e  r o u t i n g ( O L S R) ,   o p e n   s h o r t e s t   p a t h   f i r s t   ( O S P F )     a n d   i n t e r m e d i a t e   s y s t e m   t o   i n t e r m e d i a t e   s y s t e m   (IS - IS   fo a d - h oc   ne t w o r   t ha t   u na bl e   t f ul f i l l  t he  r e q ui r e m e nt s  of   L L N.   S o ,  I E T F  wo r ki n g gr o up  i s  s t a nda r di z e d a n I P v 6 R o ut i ng p r ot oc ol  f o r  L o w   po w e r   a nd   L o s s y   ne t w or ks   ( R P L )   f or   L L N   [ 4 - 5 ].     R P L   i s   a   di s t a n c e   ve c t or   a n s ou r c e   r o ut i ng  p r ot oc ol   a n d   i t   f o l l o w s   t h e   D e s t i n a t i o n   o r i e n t e d   D i r e c t e d   A c y c l i c  gr a p ( D O D A G) .  T h e  t op o f  t he  n ode  i s  r e pr e s e nt e d a s  r o ot  n ode .  T he  e dge s  di r e c t e d t o w a r ds  t he   r o ot  c a l l e d up wa r d r out i n g a nd e dge s  a r e  f a r  a w a y  f r o m  r oot  c a l l e d dow n w a r d r o ut i ng .  R P L  pr ot oc ol   ge ne r a t e s   m or e   t ha o ne   R P L   i ns t a nc e s   i a   ne t w or a n e a c i ns t a nc e   c o nt a i ns   m or e   t ha o ne   D OD A G .   T he   en t i r R P L   i n s t an ce  m ai n t ai n s   i n   s e p ar at R P L   i n s t an ce   I D   o r   D O D A G   I D .   E ac h   n o d h a s   o w n   I P v 6   a d d r es s .   I n L L N ,  t he  t o p o f  t he  n o de   a c t s  a s  bo r de r   r o ut e r  a nd  r e m a i ni ng e nt i r e  n ode  a c t s  a s   ho s t  no de  o f  D O DA G.   T he   h os t   no de  ge t s  t he  a d dr e s s  f r om  r o ot   I D  p r e f i xe s .  T he   b or de r  r o ut e r   or  r o ot  n o d e  m a i nt a i ns  t he  e nt i r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e p t em b er   201 8   255     2 64   2 56   ne t w or k i n f o r m a t i on i n a  r o ut i ng t a bl e .  R P L  ha s  t w o t y pe s  of   n ode s  i . e ,   s t or i n g a nd  n o n -   s t or i ng m od e .   T h s t or i n g m ode  c a n c ol l e c t  a n d f o r w a r d t he  da t a  t o ot he r   no d e .  T he   no n - s t o r i n g m ode  s im pl y  f o r wa r ds  t he  da t a   t o  o t h er  n o d e.   I n  R P L ,  D O D A G  co n s t r u ct i o n  p r o ces s  i s   u s e d  f o r  t h r ee  co n t r o l  m es s ag es  n am el y ,  D O D A G   In fo rm a t i o n  S o l i c i t a t i o n  (D I S ),  D O D A Ad v e rt i s e m e n t  O b j e c t  (D A O ),  D O D A G  A d v e rt i s e m e n t   O b j e c t - A c k n owl e dge m e nt  ( D A O - A C K) .   T he   pa r t i c i pa nt  n o de  s e nds  t he  w i l l i ng ne s s  t D O D A or   D O D A s e n ds   t he  D I O c o nt r ol  m e s s a ge s  t o a l l  t he  pa r t i c i pa nt s .  T he n t h e  pa r t i c i pa nt  n ode   s e n ds  t he   D A O c ont r ol   m e s s a ge s   w i t h  i n  t r i c k l e  t i m e .  F i n a l l y ,  t h e  D O D A G  s e n d s   t h e  D A O - A C K  c o n f i r m at i o n  m es s ag es  t o  al l   p a r t i c i p a n t s   [6 - 7 ].   T he   pr op os e wo r k m a i n o bj e c t i ve  i s  t o m a xi m i z e  t he  ne t wo r k l i f e t i m e  by  m i nim i z i n g t he   no de   e ne r gy  c ons u m pti on.   T he  c ont r i b ut i on  o f   t hi s  w or k i s  t o  i nt r od uc e  a  c om bi na t i on  of  E T X ,  L oa d a nd  B D I   ba s e d c om pos i t e   m e t r i c   i n R P L .  T hi s  c om pos i t e  m e t r i c  f ol l ow s  t he  m ini m i z a bl e  pr o pe r t y .  D O DA G s e n ds   D I O  c o n t r o l  m e s s a g e s  t o  a l l   p a r t i c i p a n t  n o d e s .  T h e  p a r t i c i p a n t  n o d e  s e l e c t s  t h e  b e s t  p a r e n t  f r o m  D O D A G   r a nk .  T h e  r a nk  c a l c u l a t e s  f r o m   m i n i m u m  v a l u e  o f  t h e  c o m p o s i t e   m e t r i c  i n  t h e  D O D A G .   F i n a l l y ,  s e n d e r  o r   pa r t i c i pa nt   n o d e   s e n ds   t he   da t a   t D O D AG   r oot   t owa r ds   t h e   be s t   pa r e nt   i n   t he   D O D AG .   T h us ,   i t   i m pr o ve s   t h e   pa c ke t   de l i ve r y   r a t i o,   r e duc e   t he   t r a f f i c   l oa d   a nd   i m pr ove   n e t w o r k   l i f e t i m e .     1 . 1 .     P r o b l em  S t a t eme n t   RP L  i s  d e s i g n e d  a n d  i m p l e m e n t e d  w i t h  v a r i a o u s   f e a t u r e s  s u c h  a s  d e l a y ,  s e l f   h e a l i n g ,  l o o p - f r ee  t op ol o gy  a n d l oa d  ba l a nc e .   Ne ve r t he l e s s ,  t he y  a r e  n ot  c ons i de r e d a t  a  t im e ,  t he s e  m e t r i c s  s uc h a s   L oa d,   R e s i dua l  E ne r gy  a n d   L i n k   q u a l i t y  a n d  t h i s   i m b a l a n c e  i s  a   s i g n i f i c a n t  l i m i t a t i o n  i n  RP L .   T h i s   p r o b l e m  c r e a t e s   m or e  im pa c t  to d r a i n t he  n o de  e ne r gy  i ne a r  t o t he  s i nk  n ode  a n a s  we l l  a s  i nt e r m e di a t e  nod e .   T he   pr o pos e r o ut i ng  pr ot oc ol   ( E L - R P L )   ba l a nc e s   t he   e ne r gy   a nd  l oa a m ong   t he   ne t wo r n ode s   a n i t   a vo i ds   t he   bot t l e   ne c k   i ne a r   t t he   s i nk   n ode   a n a l s i nt e r m e di a t e   node .     1 . 2 .     R P L   P r ot oc ol   B as e d   R e l at e d   W or k s   I n  t h i s  s e c t i o n  b r i e f l y  d i s c u s s  e n e r g y  e f f i c i e n t  RP L  p r o t o c o l  i s s u e s  i n   L L N .  T h e  c o m p o s i t e  m e t r i c   i n d i c a t e s  t h e   c om pos i t i on  of   m or e  t ha one  r o ut i n g m e t r i c  i n D O D A G .   T he  c om pos i t e  m e t r i c  pr ovi d e s  t he   r e q ui r e m e nt   of   c o nve r ge nc e ,   opt i m a l it y ,   a nd   l oo p - f r een es s   i n   L L N .   Z a ha r i a di s  e t a l   [ 8]  p r o p os e d a  de s i gn  g ui de l i ne   f o r   r o ut i ng m e t r i c s  c o m pos i t i on i L L N a n d t hi s   do c um e nt  i s  s ta nda r di z e by  I E T F .   I t  i s  c l e a r l y  s t a t e d t he  pr ope r t i e s ,  r ul e s  a n d r e q ui r e m e nt  of  c om pos i t e   m e t r i c s  i n L L N.   T he  c om pos i t i on  o f  t h e  p r i m a r y   m e t r i c  c a be  c o m bi ne d a d di t i ve  a nd  l e xi c a l  m a nne r .   A d d i t i v e  p r o p e r t y  i s  s u i t a b l e  f o r  c o m p o s i t i o n  o f  p r i m a r y   m e t r i c   c o n s i s t s  o f  e i t h e r  m i n i m i z a b l e  o r   m a xim i z a ti on  pr o pe r t y .  F uz z y  l ogi c  i s  s ui t a bl e  f or  c om pos i t i on o f  s i ngl e   m e t r i c  c ons i s t s  o f   bot h m i nim i z a bl e   a n d  m a x i m i z a t i o n .   L e x i c o g r a p h i c   p r o p e r t y  i s  s u i t a b l e   f o r    c o m p o s i t i o n   o f  s i n g l e  m e t r i c  a n d  i t  i s  i n s p e ct ed   f i r s t  m e t r i c  a n d  o n l y  i f   p o s s i b l e  p a t h   h a v e  e q u a l   v a l u e  t h e n  i t  c o n s i d e r s   t h e   n e x t  m e t r i c   f r o m   t h e   c om pos i t i on.   O an I o v a et  al  [ 9 ]  p r o p o s ed  ex p ect e d  l i f et i m e ( E L T )   as  r o u t i n g  m e t r i c an d  i t  es t i m at es  t h e   bot t l e ne c k o f  t he  ne t wo r k n o de .  I t  m a i nl y  f o c u s e on  ne t w o r h ol e s  ne a r  t he  s i n no d e .  I t  i s  c o ns i de r e d t he   f a c t o r s  s u c h  a s  t r a f f i c  a n d  l i n k  r e l i a b i l i t y .  E L T  m e t r i c  a v o i d s  t h e  e a r l y  n o d e  b a t t e r y  d e p l e t i o n  d u r i n g  t h e  d a t a   t r a ns m i s s i on  a nd   ne t w o r hol e s   ne a r  s i nk   n o de .     A l i   H a s s a n   e t a l   [ 4 ]   p r o p o s e d   a i m pr o ve r out i n m e t r i c s   f o r   R P L   p r ot oc ol   i L L N.   T hi s   c om pos i t e   m e t r i c  ba s e d  o n t he  c om bi na t i on  o f  r e s i d ua l  e ne r gy   ( R E S ) ,  e x pe c t e d t r a n s m i s s i on c ou nt  ( E T X )  a n ba t t e r d e p l e t i o n  i n d e x   ( BD I ) .  I t  i m p r o v e s  t h e   n e t w o r k  l i f e t i m e   a n d  r e d u c e s  t h e  b a t t e r y   d e p l e t i on.  H ow e ve r ,  t hi s   w o r k   i s   n o t   g i v e n   t h e   p r e f e r e n c e s   t o   l i n k   q u a l i t y   ( E T X ) .     P a t r i c k - O l i v i er  K am g u eu  et  al   [ 1 0 ]  p r o p o s ed  a f u zzy  i n f e r en ce m e ch an i s m  b as e d  co m p o s i t e   m e t r i c .  T hi s  c om pos i t e   m e t r i c  ba s e on t he  c om bi na t i o n o f  de l a y ,  E T X  a n d r e s i d ua l  e ne r gy .  I t   m a i nl c onc e nt r a t e d o n q ua l i t y  of  s e r vi c e  i n L L N .  I t   m i nim i z e s  t he  e ne r gy   c on s u m pti on a n d i m pr o ve s  t he  q ua l i t y  of   s er v i ce.     P a n a g i o t i s   K a r k a z i s  e t a l   [ 1 1 ]  e v a l u a t e d  t h e  r o u t i n g  m e t r i c  c o m p o s i t i o n   t o  i m p r o v e  t h e  Q u a l i t y  o f   S e r vi c e  ( Qo S )   i n L L N .   I t   f oc us e on  t hr e e  t hi n gs .  a ) .  i t  i nt r o d uc e d  a  c om pos i t e  m e t r i c  f r om  t he  s i n gl e   m e t r i c   s uc h a s  R e m a ini n g e ne r gy  ( R E ) ,   E x pe c t e d  t r a ns m i s s i on c o unt   ( E T X ) ,  P a c ke t  f or wa r di ng  i ndi c a t i o ( P F I ) .   b ) .   I t  pr ovi de d be t t e r  Q o S  a n d i t  pr o ve d t he  e f f i c i e nc y  us i n g r out i n g a l ge br a .  c ) .  i t  a c hi e ve d  be t t e r  pe r f or m a nc e   a n d   i t   i s   p r o v i d e d   t h e   o p t i m a l   l o o p -   f r ee p at h s .       2.   SY S T EM   MO DE L   F i g ur e   i n di c a t e s   t he   I oT     l ow  p owe r   a n l os s y   ne t w or ks   s y s t e m   m ode l .   T h ous a n ds   o f   s e ns or   n o de s   a r e  c on ne c t e t o t he  B o r de r   R out e r  ( B R )   v i a  m e s h ne t w o r k .  T he  B R  o r  L o w   p ow e r   B or de r  r o ut e r   ( L B R )   c on ne c t s  t he   L L N  e dge   de vi c e s  i n t b o t h p ubl i c  o r   p r i va t e  i nt e r ne t   a nd va r i o us  a ppl i c a t i o s e r ve r s   a r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       E ne r gy   an L o ad  A w a r e   R out i ng  P r ot oc ol   f o r   I nt e r ne t   of   T h i ngs   ( S . Sa nk ar )   2 57   c on ne c t e d i n t he  i nt e r ne t .  I L L N ,  t he  e dge  de vi c e s  a r e  ge ne r a t i n g t he  da t a  a nd s e n d t o t he  bo r de r  r o ut e r  a n d   va r i ous  a p pl i c a t i ons  a c c e s s  t hos e  s e ns o r  d a t a  t hr o u gh i n t e r ne t .  I n L L N ,   w e  c a pe r f o r m  t he  upw a r a n d   d o w n wa rd   r o ut i ng.  I f  o ne  de v i c e  wa nt s  t o c o m m uni c a t e  w i th ot he r  de vi c e ,  t ha t  node  s e nd s  t he  da t a  t o bor de r   r o ut e r   a n i t   f o r wa r ds   t he   da t a   t c or r e s po n di ng   de s t i na t i on   t hr ou g do w n wa r r o ut i n [ 12 ,   13] .           F ig ur e   1.   L o w   P o w e r   a n L os s y   N e t w or ks   S y s t e m   M ode l       3.   TH P R O P O S ED   EL  R P P R O TO C O L   I n t hi s  pa pe r ,  w e  pr o po s e  e n e r gy  a n d l oa a wa r e  c om pos i t e  r out i n g m e t r i c  ( E L - R P L ).  E L - RP L  i s  a   c om pos i t e  r ou t i ng m e t r i c  a n d i t  i s   ba s e on  t he  c om bi n a t i on  of  l oa d,   ba t t e r y  de pl e t i on  i n de ( B D I )  a nd   e xpe c t e d t r a ns m i s s i on c o unt  ( E T X ).  In   E L - R P L ,  t he  pa r t i c i pa nt  n o de  s e l e c t s  t he  be s t  pa r e nt  a m on g t he   pr e f e r r e pa r e nt   ba s e on  D O D A r a n k.   T he   r a nk  c a l c ul a t e s   f r om   obje c t i ve   f u nc t i o a n r a n i nc r e a s e .   E a c h   n o d e  a n d  l i n k  a s s o c i a t e s   w i t h  L o a d ,  B D I   a n d  E T X  m e t r i c s  i n  L L N .   T h i s  c o m p o s i t e   m e t r i c  i m p r o v e s  t h e   n e t w o r k   l i f e t i m e .     3. 1.     M e t ri cs   o f   I n t eres t   3. 1. 1.     Ex p e c t e d   Tr a n s m i s s i o n   C o u n t   ( ET X )   E x pe c t e d T r a n s m i s s i on C ou n t  i s  a  li nk m e tr i c  a nd i t  i s  us e d t o pr e di c t  t he  l i nk qu a l i t y  ba s e d o t r a ns m i s s i on  a nd   i nc l u di n r e t r a ns m i s s i on.   T he   E T X   m et r i f o r m u l cal cu l at es   f r o m   E q u at i o n   ( 1 )   an d   ( 2 ) .     Li n k   ET X   L i nk E T X  r e pr e s e nt s  t he  f or w a r d a nd r e ve r s e  da t a  de l i ve r y  of  l i nk .  T he  f or wa r d da t a  d e l i ve r y  ( d f )  r e p r e s e nt s   t h e p r o b a b i l i t y  t h at  a d at p a ck et ,  s u cces s f u l l y  ar r i v es  at  t h e r eci p i en t .  R ev er s e  d at a d el i v er y   ( d r )  r ep r es en t s   t h e p r o b a b i l i t y  t h at  t h e A C K  p ack et   r ecei v ed  s u cces s f u l l y  f r o m  t h e r ec i p i en t  [ 1 4 ] .  T h e l i n k  E T X  cal cu l at es   f r om   E qua t i o ( 1 ) .     dr df Ni ETX * 1 ) ( =   ( 1)     R o u te   E T X   Ro u t e   E T X   u s e s   t o   f i n d   l i n k   q u a l i t y   o f   p a r t i c u l a r   p a t h   P x .   T h R o u t E T X   cal cu l at es   f r o m   E q u at i o n     = = n i Ni ETX Px ETX 1 ) ( ) (   ( 2 )         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e p t em b er   201 8   255     2 64   2 58   3. 1. 2.     L oa d   N e t w or k da t a  t r a f f i c  i s  a n a m ou nt  o f  da t a  t r a ns f e r  a c r os s  t he  ne t w o r k a t   gi ve n a m ount  of  t i m e .  L oa d   b al an ce i s  a t ech n i q u e a n d   i t  i s  u s ed  t o  b al an ce t h e t r af f i c acr o s s   n e t w o r k .  I t  i s   m a i n l y  c o n c e n t r a t e d  o n   num be r  o f  c hi l d p r e s e nt  i n e a c h pa r e nt   no de  [ 1 5] .  T he   pa r t i c i pa nt  n ode  s e l e c t s  t he  pa r e n t  nod e  ba s e d o n l e s s   num be r   of  c hi l d a c c um ul a t e d  pa r e nt  n o de  i n t he   DO D AG . T he  t r a f f i c  l oa d c a l c ul a t e s  f r om  e qua t i on  ( 3)  a n (4 ).   I f   t he   n um be r  o f   c hi l dr e i nc r e a s e s   i n a   p a r e nt   n ode   i t he   DO D A G ,   E L - R P L   re c o n s t ru c t s   t h e   DO D AG .     a.   T c al c u l a t e   t h e   L oa d   I E L - R P L ,   l o a d   o f   P a t h ( x )   c a l c u l a t i o n   i s   b a s e d   o n   t h e   c u m u l a t i v e   o f   n o d e   t r a f f i c   o r   c h i l d   s e t .     = = n M M d Tr a ffic Lo a Node x Pa th L oad 1 ) ( _ )) ( (   ( 3)     b.  To   c a l c u l a t e   t h e   N o d e   T r a ff i c   I E L - R P L ,     n ode   t r a f f i c     c a l c ul a t e s   f r om   c hi l dr e c o unt   o f   t he   r e s pe c t i ve   pa r e nt   n ode     = = n i c ount ch i l d ren M d Tr a ffic Lo a Node 1 _ ) ( _   ( 4)     3. 1. 2.     B a tte r y   De p l e ti o n   I n d e x   (B D I )   B at t er y  d ep l et i o n  I n d ex  ( B D I )  i n d i cat es  t h at  h o w  m u ch   p e r cen t a g o f   en er g y  d e p l et ed  f r o m   b at t er y   pr e s e nt   i t he  no de .   T he  r e s i dua l  e ne r gy  c a l c ul a t e s  f r om  ini t i a l  e ne r gy  a nd r e m a i ni ng e ne r gy  of  t he  n ode  [ 4] .   T h r es i d u al   e n er g y   cal cu l at e s   f r o m   eq u at i o n   ( 5 ) .     in itia l rema i n i n g Mi RER E E = ) (   ( 5)     T he   r e s i d ua l   e ne r gy   i s   a   r e m a i ni ng   e ne r gy   i n   t he   no de   M i   a nd   i t   i s   r e pr e s e nt e i t e r m s   o f   t o   1 .   T he   B D I   c a l c u l a t i o n   i s   c a l c u l a t e d   f r o m   E q u a t i o n   ( 6 ) .     )) ( 1 ( ) ( Mi RER Mi B DI =   ( 6)     T he   B DI   f ol l o ws   t h e   pu d uc t i ve   r ul e   a n B D I   of   P a t P x   c a l c ul a t e s   f r om   E qua t i o n   ( 7 ) .     = = n i Mi B DI Px B DI 1 ) ( ) (   ( 7)       3. 2.     O b j e c t i v e   F unc t i o n   ( O F E L )   In   D O D A G ,  t h e  p a re n t  s e l e c t i o n  i s  b a s e d  o n   DO D AG   ra n k .  T h e   D OD A ra n k  c a l c u l a t e s  fr o m  M i n   ho r a nk  i nc r e a s e   a nd  o b je c t i ve   f u nc t i o n.   T he   o bje c t i ve   f u nc t i on  t a ke s   i nt a c c ou nt   t he   f o llow ing   is s ue s   s u c a s  l o op  f r e e ne s s ,   da t a  l oa d i up wa r d  a n do w nw a r d  r o u t i ng a nd   bot t l e  ne c ne a r  s i n no de .  T he   pr op os e d   EL - R P L  i s  e v al u at ed  t h p e r f o r m an ce an d  f i n e t u n e d  t h e w ei g h t  v al u es .  M o r eo v er ,   i t  p r o v i d es  t h e  b et t er   ef f i ci en cy ,   w h er e t h e   w ei g h t   va l ue s   a r e   w 1, w 2   a n w 3= 1/ 3.     m i n   O F ( LB , B DI , ETX ) =   w1 ×   Loa d   ( P i )   +   w2 × B DI   ( P i )   + w3 ×   ETX   ( P i )         ( 8 )     3. 2.     R an k   Cal c u l at i on   I n  EL - R P L ,  D O D A G r a nk c a l c ul a t e s  f r om   pa r e nt  r a nk a n d r a nk i nc r e a s e  va l ue .  T he  r a nk i nc r e a s e   cal cu l at es   f r o m   s t ep  v al u e a n d   M i nH o pR a nk I nc r e a s e .   T he   M i nH o pR a nk I nc r e a s e   de f a ul t   va l ue   i s   2 56  [ 7] .   T he   s t e p va l ue  c a l c ul a t e s  f r om  obje c t i v e  f unc t i on a n d i t  i s  d e not e d i n E q u a t i on ( 8) .  T he  r a n k c a l c ul a t e s  f r om   E qu a tio ( 9 - 12) .       S t ep =   w1 ×   Loa d   ( Pi )   +   w2 × B DI   ( Pi )   + w3 ×   ETX   ( Pi )         ( 9)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       E ne r gy   an L o ad  A w a r e   R out i ng  P r ot oc ol   f o r   I nt e r ne t   of   T h i ngs   ( S . Sa nk ar )   2 59   F ix ed _ Po i n t     or   R an k _ i n c r e a s e   =   S t ep   +   Mi nH o p R a nk Inc re a s e       ( 10 )     R a nk   ( N )   =   R an k   ( P a r e n t _ No de )   +   R a nk _   i n cr e a s e         ( 8)   F i n a l l y ,   t h e   Ra n k   c a l c u l a t i o n   b a s e d   o n   t h e   b e l o w   e q u a t i o n   ( 1 2 )     R a nk ( N ) = fl oor ( Ra n k   ( N ) / Mi nH o p R a nk Inc re a s e )           ( 8)     F o r In s t a n c e ,  w e   ha ve  c on s i de r e d 6 n o de s  i n t he  DO DA G a n d e a c h n o de  c o nt a i ns  L o a d,  B D I  a n d   E T X  o f  va l ue .  W e  c ons i de r e d t ha t  r o ot  no de  a s  “ A  a n d  i t s  r a nk a s  1.  F ol l ow e d by ,   c a l c ul a t e  t he  r a nk  of   N o de  “ B  a n C  ba s e o n t he  f i xe p oi nt  va l ue  a nd  S t e p va l ue .   No de  “ B  a nd C  a r e  bot t l e  ne c no de ,   b ecau s e i t  i s  n ear  t o  s i n k  n o d e.  E L - R P L   ba l a nc e s  t he  l oa a nd e ne r gy  i n t he  ne t w o r k s .  S o i t  a voi ds  t he   e a r l ba t t e r y  de pl e t i on t ha ot he r   s im i l a r  R P L  pr ot oc ol .  T he  n o de  “ D a n d E   c a l c ul a t e s  t he  r a n k.  T he   pa r t i c i pa nt   no de  “ F  wa nt s   t o j o i n  i n  t h e  e x i s t i n g   D O D A G  a n d  i t  h a s   t w o   p o s s i b i l i t i e s  e i t h e r  E   o r   C.  A c c o r d i n g  t o  E L - R P L ,   t he   D O D AG   c om put e s   t he   r a n a n i t   i s   de c i de d   t s e l e c t   no de   C   a s   pa r e nt   n ode .           F i g ur e   2 .   R a nk  c a c u l a t i o n   r e p r e s e n t i o n       T h e   p r op os e E L - RP L   r a n k   c a l c u l a t i o n   p ro c e ss  i d i sc u sse d   i n   b e l o w   t h e   T ab l 1 .       T ab l 1 .   E L= R P Ra n k   Ca l c u l a t i o n   P r o c e s s   No d e I d   Fix ed  Po in t Valu e   Step  Valu e   R an k  in cr eas e   R an k   A   256   68. 64   324   R = f l oor ( 324/ 256) = 1   B   546. 32   34. 32   290. 32   R = f l oor ( 546. 3 2/ 25 6) = 2   C   537. 41   25. 41   281. 41   R = f l oor ( 537. 4 1/ 25 6) = 2   D   842. 25   39. 93   295. 93   R = f l oor ( 842. 2 5/ 25 6) = 3   E   842. 25   39. 93   295. 93   R = f l oor ( 842. 2 5/ 25 6) = 3       3. 2.     P a ren t   S e l ect i o n   P r o ces s   I D O D A G ,  r e que s t  pr oc e s s  i s  c a r r i e o ut  i n t w o wa y s .  i ) .  t he  pa r t i c i pa nt  no de  s e nds  t h e  DO DA In fo rm a t i o n   S o l i c i l i s a t i o n  (D IS ) m e s s a g e  t o  DO DA G .  i i ).   DO D A G  s e n d s  t h e  DO D A G  In f o rm a t i o n   O b j e c t   ( D I O )  m e s s a ge  t o a l l  pa r t i c i p a nt  n ode  i pe r i odi c  m a nne r .   I f  t he  pa r t i c i pa nt  n ode  a c c e pt s  D I r e q ue s t   a nd i t   w a nt s  t joi n i n t he  e xi s t i n DO D A G ,  i t  s e nds  t he   D A c ont r ol   m es s ag e t o  t h p ar e n t  n o d e i n   D O D A G .   F i n a l l y ,  t h e   D O D A G  s e n d s  t h e   D O D A G  A d v e r t i s e m e n t  O b j e c t - A c kn owl e dge m e nt  ( D A O - A CK )  t o  t h e   r es p ect i v e   p ar t i ci p an t  n o d e.   T h e n ,  t h e r eq u es t  an d  r e s p o n s e b as e d   o n  t h e t r i ck l e t i m er  i n t er v al .  I f  t h e  t r i ck l t i m e ex p i r es ,  t h D O D A G  r es en d s  t h D I O  c o n t r o l  m es s ag es  t o  al l   p ar t i ci p an t   n o d es  an d  t h p r o ces s  i s   c a r r i e d   o ut   t he   a bo ve   i t he   s a m e .   T he   pa r e nt   s e l e c t i on  a l go r i t h m   i s   gi ve b e l ow .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e p t em b er   201 8   255     2 64   2 60     P a ren t   S el ec t i o n   A l g o ri t h m     1 :   I np ut   2:     N ode  N ,   P a r e nt N ode I D,   S e n de r N ode _P a r e nt I D ,     Be s t P a r e n t _ Ra n k = ;   3 :   O ut pu t     4 :       P re fe r re d _ P a r e n t   ( N )   5:           fo r   P re fe rre d _ P a re n t     P a r e n t   _ L i s t   do   6:     R a n k   ( N o d e R a n k   ( P a re n t _ N o d e +   R a n k   _ I n c re a s e ;   7:     R an k _   I n c r eas   S t e p +M i n H o p R a n k I n c r e as e;   8:     S t ep = w 1 ×   Lo a d   (P i +   w 2 × B D I   (P i + w 3 ×   E T (P i );   9:           If   B e s t P ar en t _ R a n k > = P r ef er e d _ P ar e n t R an k   ( P )   t h en   10:                   B es t P ar en t _ R an k P r ef e r ed _ P ar e n t R an k   ( P ) ;   11:           e nd  i f     12:           en d   13:           w h i l e   P r e f e r e d _ P a r e n t Ra n k   ( P )   =   Be s t P a r e n t _ Ra n k   do   14:     S e n de r N ode _P a r e nt I D P r e f e r r e d_ P a r e nt N ode I D ;   15:             en d         4.   P E R F O R MA NC E   E V A L U AT I O N   W e  c o n d u c t e d  t h e  s i m u l a t i o n  o f  E L - R P L  a nd  i t  i s  a n a dv a nc e m e nt  of  t h e  s t a n da r ve r s i on  o f  R P L   pr ot oc ol .   E L - R P L  f ol l o ws  t he  a d di t i ve  p r ope r t y  a nd i t  i s  e va l ua t e d t h e  pe r f o r m a nc e  i n t e r m s  of  ne t w o r k   l i fe t i m e ,   n u m b e o p a re n t   c h a nge s ,   r e m a i ning  ba t t e r y   po w e r ,   pa c ke t   de l i ve r y   r a t i o,   nu m be r   of   pa r e nt   c ha n ge s   a n d e nd - t o - e n de l a y .  T he  s im ul a t i on i s  c on d uc t e us i n g C OO J ne t w o r k  s i m ul a t or .   I t  i s  a ope n s o ur c e   ope r a t i n g s y s t e m  a nd i t  s pe c i f i c a l l y  de s i gne d  f or   I o T de vi c e s  [ 1 9] .  T he  s i m ul a t i on pa r a m e t e r s  r e pr e s e nt e d i n   t a b l e - 2 .  I n M A C  l a y e r ,  R P L  us e s  t he  de f a ul t  r a di dut y  c y c l i ng  m e c ha ni s m  a nd E L - R P L  a voi ds  t h e   m ul ti  poi nt   - t o - poi nt   da t a   t r a f f i c   i n   u pwa r r o ut i ng   [ 2 0] .   M os t  o f  t he  c a s e s ,  t he  c om pos i t e  m e t r i c  pr ovi de s  t he   be t t e r  p e r f o r m a n c e  a g a i n s t  s i n g l e  m e t r i c  i n   R P L .   H en ce ,  t h p er f o r m an ce o f  E L - RP L  c o m p a r e d  w i t h   RE R( BD I )   R P L ,  O F - F L  R P L .   W e  c on d uc t e d t he   s i m u l a t i o n   a n d   i t   f i n e - t u n e s   t h e   w e i g h t   v a l u e s   o f   t h e   E L - R P L   p r ot oc ol .       T ab l 2 .   S i m u l a t i o n   C on f i g ur a t i on  f o r   E x pe r im e nt s   No d e I d   Fix ed  Po in t Valu e   Op er atin g  Sy s te m     N ode  T y pe   M in i m u m   DI O in t er v al    DI O in te r v al d o u b lin g     R out i ng P r ot oc ol   M AC /Ad ap tatio n  L ay e r   R a di o E nvi r on m e n t   N u m be r  of  N ode s   Si m u latio n  Du r ati o n     Fu ll B atter y   T r an s m is s io n  R an g e   Data Pa ck et T i m e r   R PL  Pa r a m e ter   C ont i ki   2 .7   T m o te s k y   12   10   R PL   C o n tik iM AC /6 L o wPAN   Un it Dis k  Gr ap h   M ed iu m   ( UDG M )   30   120 H r s   3000 m J   400* 400 m 2   60 s e c   M in Ho p R an k I n cr eas e=2 5 6       4 . 1 .     P erf o rm a n ce  E v a l u a t i o n   M e t ri cs   EL - R P L   P er f o r m an ce  i s   an al y zed   a n d   ev al u a t ed   t h f o l l o w i n g   m et r i cs .   a.   N um be r   of   pa r e nt   c ha n ge s :   I t   i ndi c a t e s   pa r e n t   c ha n ge s   i a   D O D A G   a t   gi v e a m ount   o f   t i m e .     b.   N e t w o r k   l i f e t i m e :   N e t w o r k   l i f e t i m e   a s   t h e   d u r a t i o n   o f   t i m e   u n t i l   t h e   f i r s t   n o d e   f a i l s   i n   a   n e t w o r k   d u e   t o   t h e   ba t t e r y   e x ha us t i on.   c.   P a c k e t   d e l i v e r y  r a t i o :  P a c k e t  d e l i v e r y  r at i o  d e n o t es  t h at   n u m b er   o f    p a ck et s   r ecei v e d   s u cces s f u l l y   at   r e c e i ve r     a n   num be r   of   pa c ke t s   s e nd   by   s e nde r .       d.   R e m a i ni ng  e ne r gy :   I t   i ndi c a t e s   t he   a ve r a ge   r e m a i ni ng  e ne r gy   p r e s e nt   i a l l   no de s   o f   ne t w or k.   e.   E nd - t o - e n d  d e l a y :  I t  i n d i c a t e s  t h e   d u r a t i o n   b et w een  s t ar t  t o  t r an s m i t  t h e d at a p ac k et  an d   i t  r ecei v ed   b y  t h e   D OD A G   ro o t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       E ne r gy   an L o ad  A w a r e   R out i ng  P r ot oc ol   f o r   I nt e r ne t   of   T h i ngs   ( S . Sa nk ar )   2 61   f.   N um be r   of   h o pc o u nt :  I t  r e pr e s e nt s  t ha t  t he  num be r   of   j u m p or  h opc o u nt  f r om  pa r e nt  no de  t o D O D AG   r oo t.     4 . 2 .     Ev a l u a t i o n   R e s u l t s   W c o n d u ct ed   t h s i m u l at i o n   an d   ev al u at t h pe r f or m a nc e  of   E L - R P L   w i t h   RE R( B D I )   a n d   c om pos i t i on  r o ut i ng   m e t r i c   us i ng  l e xi c o gr a p hi c   a n   a d di t i ve   pr o pe r t y .     4 . 2 . 1.     A v er a g N u m b er O f  P a ren t  C h a n g es   W m eas u r ed   an   av er a g n u m b er   o f   p ar e n t   ch an g es   i n   E L - RP L   a n d   i t   i s   c o m p a r e d   w i t h   o t h e r   s i m i l a r   RP L   pr ot oc ol  s uc h a s  R E R ( B D I )  R P L  a nd  O F - F L  R P L .  F i g. 3 s ho w s  t ha t  t he  num be r  of  pa r e nt  c ha n ge s  w i t di f f e r e nt  c om pos i t e   m e t r i c  ba s e d R P L  pr ot o c ol .  X - a x i s  i n d i c a t e s  t h e  d i f f e r e n t  c o m p o s i t e   m e t r i c  b a s e d   RP L   pr ot oc ol   a n d Y - ax i s  i n d i cat es   t h e av e r ag e n u m b er  o f   p ar e nt  c ha nge s .  T he   a ve r a ge   num be r  o f   pa r e nt  c ha nge s   i n   RE R ( BD I )  RP L ,  O F - F R P L a n d  EL - R P L  a r e  0. 29 ,   0 . 2 7 a nd 0. 25   r e s p e c tiv e ly.    T h e   nu m b e r  of  p a r e nt   c ha n ge s  va l ue  i ndi c a t e s  t he  ne t w or k s t a bi l i t y  a nd i t i s  c ons i de r e d t he   l ow e r  va l ue  f or  s t a bi l i t y  ne t w o r k .   H o w e v e r ,   E L - RP L   p r o v i d e s   t h e   b e t t e r   n e t w o r k   s t a b i l i t y   t h a n   RE ( BD I )   RP L   a n d   O F - F R P L.           F i g ur e   3 .   V a r i o us   R P L   pr ot oc ol   v s .   A v e r a ge   num be r   of   pa r e nt   c ha n ge s       4 . 2 . 2.     N e t w o r k   Li f e   Ti m e   I n t hi s  s c e na r i o,  we  c o ns i de r e d a  D OD AG   c on s i s t s  of   1 D O D AG  r o ot  a nd   30 R P L  r out e r  o r  h os t   no de .   T h r o u gh  ou r  s i m ul a t i o n,   we  o bs e r ve d  t he  n ode   r e m a i ni ng e ne r gy   o f  t he  e nt i r e  n o de  i n a   ne t w or k.  T h e   EL - RP L   n e t w o r k  l i f e t i m e  i s  c o m p a r e d  w i t h  RE R( BD I )   RP L  a n d  O F - F L  RP L .   T h e  e n t i r e  s i m u l a t i o n  i s   c on d uc t e d u p t 1 2 0 ho u r s .  F i g. s ho ws  t ha t  t he  a ve r a g e  r e m a i ni ng e ne r gy   of  t he   n e t wo r k  n o de s .  I n  t hi s   s im ul a t i on,   w e   ha ve   s e t   t he   t h r o u gh p ut   a s   pa c ke t   pe r   m i nut e .     Af t e r   t he   s im ul a t i on,   t he   t ot a l   num be r   o f   a l i ve   n o d e  c o u n t  a s   RE R( BD I )   RP L  i s  2 4 ,  O F - F L R P L i s 2 6  a n d   EL - R P L i s 2 7 . I n  EL - R P L ,  t he  r e m a i ni ng  e ne r gy   di s t r i b ut i on r a t i oc ont a i ns 1 n ode  ha ve   a   r e m a i ni ng  e ne r g y   be t w e e n 10 - 15 % ,  7  no de s  ha ve  r e m a i ni ng  or   c ur r e nt  e ne r gy  be t w e e n 1 5 - 2 0 %,   8  n o d es  h av e  r em ai n i n g   o r  cu r r en t  en er g y  b et w ee n  2 0 - 25% ,  7  no d e s  ha v e     r e m a i ni ng or  c ur r e nt   e ne r g y b e tw e e n  25 - 3 0 %  a nd  4 n o de s  ha ve   r e m a i ni ng  or  c ur r e nt  e ne r gy  be t w e e n  30 - 35 % .  I n E L - R P L ,  L oa d i s  on e  of  t he  r out i n g m e t r i c  a nd i t  a voi ds  t h e  da t a  t r a f f i c  o ve r  t he  ne t w o r k .  S o E L - RP L   i m p r o v e s   t h e   n e t w o r k   l i f e t i m e   a g a i n s t   RE R( BD I )   RP L   a n d   O F - FL   R PL .           Fi g ur e   4 .   C om pa r i s on   o f   r e m a i ni ng   e ne r gy   vs   N um be r   o f   no de       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e p t em b er   201 8   255     2 64   2 62   4 . 2 . 3.     A v er a g P a c k et  D el i v ery   R a t i o   P ack et   d e l i v e r y  r a t i o   i n d i c a t e s   t he   r e l a i bl i t y  of  t he   n ode   pr e s e nt  i n t he   ne t w or k.   X - A x i s  i n d i c a t e s   t h e   RX   r a t i o   a n d   Y - A x i s   i n d i c a t e s   t h e   p a c k e t   d e l i v e r y   r a t i o   ( P D R ) . I n   t h i s   s i m u l a t i o n ,   w e   t a k e   i n t o   a c c o u n t   t h e   T r an s m i t  r at i o  ( T X )  v al u e i s   1 0 0  a n d  R ecei v e r at i o   ( R X )  i s  d y n am i cal l y   ch an ge d.   F i g.   5 s h o w s  t ha t   p a c ke t   de l i ve r y  r a t i o wi t r e s pe c t   t o di f f e r e nt   R v a l ue .  T he  pr o pos e E L - R P L   p r ot oc ol  P D R  va l ue   c o m pa r e d   b e t we e n    R E R (B DI )   R P L a n d  O F - F L  RP L .  RE R( BD I )  i n d i c a t e s  t h a t   p a c k e t   d e l i v e r y   r a t i o  v a l u e s  a r e  6 0 ,  6 3 ,   72 ,  83 ,  87 , 8 9 a nd   9 1 f or   t h e   R X  va lu e s   40 ,  50 , 6 0, 70 , 80 , 90  a n d 100   r e s pe c tiv e ly.  O F - F L  R P L  i n d i cat es  t h at   pa c ke t   de l i ve r y  r a t i o va l ue s   a r e  6 4, 6 5, 74 , 8 3,   89 , 9 0 a n d 9 2 f or  t he  R va l ue s   4 0,   5 0, 60 , 7 0, 8 0, 90  a n d 1 0 0   r es p ect i v el y .  L i k ew i s e,  E L - R P L  i n d i cat es  t h at  p ack et  d el i v er y  r at i o  v al ue s  a r e  68 , 6 8, 8 0, 84 ,  9 1, 93 a nd  95 f o r   t he  R X   va l ue s  40 ,   50 , 6 0, 7 0, 80 , 9 0 a nd  1 0 0  r e s pe c t i ve l y .   F i na l l y ,  E L - R P L  p r o v i d e s  t h e b et t er  p er f o r m an ce  n ear l y  2 - 5 %   a g a i n s t   RE R( BD R)   RP L   a n d   O F - FL   R PL .           F ig ur e   5   P a c k e t   d e l i v e r y   r a t i o  v s .   R X   r a t i o       4 . 2 . 4.     A ve r ag e   En d - to - En d   D e l a y   T he  e nd - t o - e n d de l a y  i s  c a l c ul a t e d f r om  num be r  of   ho p c ou nt  f r om  pa r e nt  n ode  t o t he   D O D AG   r o ot   n o d e.  T h d el ay  i s  m eas u r ed  t h e  t i m e b et w een  s e n d e r  s en d s  t h e  d at an d  r ecei v i n g   t h e ack n o w l e d g em en t   f r o m   r ecei v er .           F ig ur e   N um be r   of   h op s   vs .   Ave r a ge   e nd - t o - e nd  d e la ( m s )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJ A A S     I S S N 225 2 - 88 14       E ne r gy   an L o ad  A w a r e   R out i ng  P r ot oc ol   f o r   I nt e r ne t   of   T h i ngs   ( S . Sa nk ar )   2 63   F ig ur e   6  s h o w s  t h at  t h e av e r ag e en d - t o - e n d  d e l a y  o f R E R (B DI ) R P L ,  O F - F L R P L a n d  EL - R P L.   T hi s   wo r k  i s   c on s i de r e d t he  a ve r a ge  e n d - t o - e n d de l a y s   u nde r t a ke  1  s e c .  N e ve r t hl e s s ,   l oa d i s  a  p r o m i ne nt   m e t r i c  i n  E L - RP L  a n d  i t  r e d u ces  t h e av e r a g e en d - t o - e nd   de la y o v e r  t h e  ne tw or k.  Mor e ov e r ,  th e  f i g ur e   s h ow s   t h a t  E L - RP L   h a s  l e s s  l a t e n c y  a n d  i t  c o m p a r e d   w i t h  RE R( BD I )  RP L  a n d   O F - F L R P L.  EL - R P L  ke e ps  t he   m ax i m u m   d el ay   u n d e r g o   a   d a t p ack et   i s   0 . 5   s ec  v s .   1 s ec   f o r   R E R ( B D I )   R P L   .     4 . 2 . 5 .     A v er a g E n d - to - En d   D e l a y   F i g ur e   7 s h ow s  t ha t  t he  c om pa r i s on  o f  a ve r a ge   ho p c o unt   i n R E R ( B D I)  R P L ,  OF - F L R P L a n d   EL - RP L .  X - a x i s  i n d i cat es  n et w o r k  s i ze an d   Y - a xi s  i ndi c a t e s  a ve r a ge  n um be r  ho p c o u nt .  I n E L - R P L,  w e  u se d   l o a d  i s  o n e   o f   t h e  m e t r i c  a n d  i t  i s  c a l c u l a t e d   f r o m  c u m u l a t i v e  c h i l d r e n  c o u n t   f r o m  p a r e n t  n o d e  t o  D O D A G   ro o t .   Ho w e v e r ,   E L - R P a l l ow s   l owe r   ho c o unt   t ha R E R ( B D I )   R P L   a n OF - F L   R P L .   I ou r   s i m ul a t i on,   t he   m a xim u m   hop  c ou nt   i s   a m ong  t he   3 no de s   pr e s e nt   i t he   ne t w or k.     I E L - R P L ,   t h n et w o r k   s i ze  i s   3 0   an d   num be r  o f  h op  c ou nt  i s  3 vs .   5 h op c ou nt  f o r  R E R ( B D I )  R P L .  F i na l l y ,  E L - RP L   r e du c e s  th e  n u m b e r  of  hop  c o u n t   w i t h i n   t h e   D O D A G           F i g ur e   N e t w or s i z e   vs .   Av e r a ge   n um be r   of   h o c ou nt       5.   C O N CL US I O N   I n t hi s  pa pe r ,   w e  p r op os e d a  ne w  e ne r gy  a nd l oa d a w a r e   r o ut i n g p r ot oc ol  ( E L - R P L ) .  I t  de pl oy s  a ob je c t i ve  f u nc t i on,   w hi c h c o n s i de r s   t h e m et r i cs  l o ad ,  B D I  an d  E T X ,  t o  c al cu l at e t h e D O D A G  r an k ,   w h e r e   ot he r  e xi s t i n g w o r d oe s  n ot  c ons i de r  t he  l oa d m e t r i c  i c om bi na t i on w i t h E T X a n B D I . T he  r o ut e  w i t h   m i n i m u m  v a l u e  f o r  t h e   o b j e c t i v e  f u n c t i o n  w i l l  b e  t h e  s h o r t e r  r o u t e  w i t h  l e s s  t r a f f i c ,   w h i ch  i s  s el ect ed  t o   s en d   t he  da t a  t D OD A G  r oot . U s i ng t he  C O O J A  s i m ul a t or ,  we  c om pa r e d t he  pe r f or m a nc e  of  E L - RP L  w i t h   RE RBD I   RP L   a n d   O F - F L   RP L .   T h e   s i m u l a t i o n   r e s u l t   s h o w s   t h a t   E L - R P L   pr o vi de s   t he   be t t e r   pe r f o r m a nc e   i t e r m s  o f  n e t w o r k  l i f e t i m e ,  p a c k e t  d e l i v e r y r a tio  a nd  e nd - t o - e nd  de l a y  c om pa r e d t o R E R B D I  R P L  a n d O F - F RP L .     A s   pa r t  o f  f u t ur e  w o r k ,  i t  is  pl a n ne d t o a ppl y  m obi l i t y   t o t he  n o de s  i n L o w  P o w e r  a nd L os s y   N e t w or ks   ( L L N )   a n de pl oy   i t   i r e a l   t i m e   e nvi r o nm e nt .       R EF ER E N C ES   [1]   A.  Al - F u q ah a, M . G u i zan i M .   M oha m m a di ,  M .  A l e dha ri ,  M .  A y y a s h,   Int e rn e t  of t hi ngs :  A  s urve y  on e n a bl i ng   t e c hno l ogi e s ,  pr ot oc ol s ,  a nd  a ppl i c a t i ons ,   IE E E  C om m uni c a t i ons   S urve y s   &  T u t or i a l s   17 (2015)  ,  2 347 - 76.   [2]   S a nka r,  S . ,  a nd  P .  S ri ni va s a n ,   Int e rne t  O f T hi ngs  (Iot ):  A  S urve y  O n E m po w er i n g  T s e ch n o l o g i es , R es ear c h   O pport uni t i e s  A nd A ppl i c a t i ons ,  Int e rn a t i on a l  J ourna l  of  P ha rm a c y  &  T e c hnol og y   8 (2016),  2611 7 - 26141.   [3]   G a ddour,  O l fa ,   A ni s  K oubâ a ,   a nd M oha m e d A bi d.  " Q ua l i t y - of - s e rvi c e   a w a r e  ro ut i ng for s t a t i c   a nd m obi l e   i pv6 - ba s e d l ow - pow e r a nd  l os s y  s e ns or ne t w orks  us i ng  RP L . "   A H oc  Ne t wor k s   33 (20 15):  233 - 256.   [4]   H a s s a n,  A l i ,  S a l e h A l s hom ra ni ,  A bdul ra hm a n A l t a l hi ,  a nd S ye d A hs a n,  Im prove d rout i ng m e t ri c s  for e ne rg y   c ons t ra i n e d i nt e r c onne c t e d d e vi c e s  i n l ow - pow e a nd l os s y  n e t w or ks ,   J ourna l  of  C om m uni c a t i ons  a nd N e t w orks   18  (2016),  327 - 332 .   [5]   Bha t t a c ha r j e e ,  S a nghi t a ,   a nd S u bha ns u Ba nd y op a dh y a y .  " Int e rf e re nc e  a w a r e  e n e rg y   e ffi c i e n t  m ul t i pa t h rout i ng i m ul t i hop w i re l e s s  ne t w orks . "  J ou rna l  of  H i gh S pe e d N e t w orks  20 . 4 (2014):  263 - 27 6.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S SN :   2 252 - 88 14   IJ A A S     V o l .   7 ,   N o .   3 ,   S e p t em b er   201 8   255     2 64   2 64   [6]   T ri pa t hi ,  J o y de e p , J au d el i ce C av al c an t e d e O l i v e i r a, an d  J e an - P hi l i ppe  V a s s e ur,  A  pe rform a nc e  e v a l ua t i on s t ud y  of  rpl :  Rout i ng pro t oc ol  for  l ow  pow e r a nd l os s y  n e t w orks ,  Inform a t i on   S c i e nc e s  a nd S y s t e m s  (CIS S ),  44t h A nnua l   Confe re nc e  on .  I E E E ,  (2010) .   [7]   T . W i n t er ,  P . T h u b e r t ,  A . B r an d t , J . H u i , R . K el s e y , P .  L e v i s , K .   P i s t er , R . S t r u i k ,  J P . V as s eu r  an d  R . A l ex an d er ,     RP L :  IP v6 Rout i ng P rot oc ol  for  L ow - P ow e r a nd  L os s y  N e t w orks ,  RF C6550,  2012 .   [8]   Z a ha r i a di s ,  T h e o dore .  " D e s i gn  gu i de l i n e s  for  rout i ng m e t ri c s  c om pos i t i on i n  L L N . "  ( 2011).   [9]   Iova ,  O a na ,  F a br i c e  T h e ol e y re ,  a nd T hom a s  N oe l .  " Im provi ng t he  ne t w ork l i fe t i m e  w i t h e ne rg y - b a l a nc i ng rout i ng:   A ppl i c a t i on t R P L . "   W i re l e s s  a n d M obi l e  N e t w o rki ng Confe r e nc e  (W M N C),  7t h   IF IP .  IE E E ,  201 4.   [10]   K am g u eu , P at r i ck  O l i v i er , e t   a l E ne rg y - b as ed   rout i ng  m e t ri c  for RP L .  D i s s .  IN RIA ,  2013 . P .  K a rka z i s ,  T .   P a na gi ot i s ,  C. L .   H e l e n,  S .  L a m br os ,  P .  Ioa nni s  a nd Z .  T he odore ,  D e s i gn of pri m a r y  a nd c om pos i t e  rout i ng m e t ri c s   for RP L - c om pl i a nt  W i re l e s s  S e ns or N e t w orks ,   T e l e c om m uni c a t i ons  a nd M ul t i m e di a  (T E M U ),   Int e rn a t i on a l   Confe re nc e  on . I E E E , 2 0 1 2 .   [11]   P . K ar k azi s T P an ag i o t i s , C .L H el en , S L am b r o s , P . I o an n i s  an d  Z . T h eo d o r e,  D es i g n  o f  p r i m ar y  an d   co m p o s i t e   rout i ng m e t ri c s   for RP L - c om pl i a nt  W i re l e s s  S e ns or N e t w orks ,   T el eco m m u n i cat i o n s  an d  M u l t i m ed i a ( T E M U ) ,   Int e rna t i ona l  Co nfe re nc e  on . I E E E , 2 0 1 2 .   [12]   K i m ,  H y ung - S i n,  e t  a l .  " L o a ba l a n c i ng und e r  he a v y   t ra ffi c  i n RP L  rout i ng  prot oc ol  for  l ow  pow e r a nd l os s y   ne t w orks . "   IE E E  T r ans ac t i ons  on  Mobi l e  Com put i ng   16. 4   (2017):  964 - 979.   [13]   Z hu,  Y a nm i n,   e t  a l .  " O n de pl o y i ng re l a y s  for c o nne c t e d i ndoor s e ns or ne t w orks . "   J our nal  of  Com m uni c at i ons  and   Ne t wor k s   16. 3  ( 2014):  335 - 343.   [14]   D . S .  D e  Cout o ,  D .  A gua y ,  J .   Bi c ke t ,  R.  M orri s ,  A  hi gh - t hroug hput  pa t h m e t r i c  for m ul t i - hop w i re l e s s  rout i ng,   W i r e l e ss Ne t wo r k s   11   (2005),  41 9 - 434.   [15]   M.   Qa se m ,  A. Al - D uba i ,  I. Rom dha ni ,  B. G ha l e a nd W . G ha ri bi . ,  A  ne w  e ffi c i e nt  obj e c t i v e  func t i on for rout i ng i Int e rne t  of  T hi n gs  pa ra di gm ,   S t a nda rds  for Com m uni c a t i ons  a nd  N e t w orki ng (C S CN ),  IE E E  Co nfe re nc e  on .  I EEE ,   2016.   [16]   A l i , H a zr a t . , A  p er f o r m an ce  ev al u at i on  of rp l  i n   Cont i ki ,   ( 2012).   [17]   F .  O s t e rl i nd ,  A .   D unke l s ,  J .  E ri k s s on,  N .  F i nne  a nd T .  V oi gt ,  Cr os s - l e ve l  s e ns or  ne t w ork s i m ul a t i on w i t h  c oo j a ,   L oc a l  c om put e ne t w orks ,  pro c e e di ngs  31s t  I E E E  c onf e re n c e  on .  IE E E ,  (2006).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.