Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   9 , No .   2 ,  Febr ua ry   201 8 ,  pp.  306 ~ 310   IS S N:  25 02 - 4752 , DO I: 10 .11 591/ ijeecs . v9.i 2 . pp 306 - 310           306       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Ex t re m ely Vib rant Routi ng Schem e  f or M obile Ad hoc N etwork       S.  S yes Ab dul  Sy ed 1 ,   T.  Senthi l Kum aran 2   1   Resea r ch  Scho l ar,   D epa rtment   o f  Inform at ion   Techn olog y ,   AM ET   Univer si t y ,   Ch enna i   2   As socia te Prof essor,  Depa r tment  of  Com pute r   Scie nc e, ACS   Co ll eg e  of   Engi n eering,   B angalore       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   23 , 201 7   Re vised  Dec   2 9 , 2 01 7   Accepte d  Ja n   20 , 2 01 8       Thi s  pape r  ai m s  to  improve  t he  per form anc e   of  the   tra dit io nal   routi n g   protoc ol  for  M AN ET   such  as  DS R  and  AODV  in  te rm s  o f  del a y   and   over hea d .   The   proposed  routi n g  sche m e  is  calle d  as  Ex tre m e l y   Vibra n t   Routi ng  (EVR)   which  adopt s  with  the  highly  d y n amic  envi r onm ent   of   MA NET.   The   link  residua l  li fe  i s  esti m a te d  to  red uce   the   li nk  f ailure   bef or e   forwardi ng  data   through  a  nod e.   Th e  vel o ci t y  of  the   m oving  m ode  is  conside red   whi l e  choosing  th e  n ext   forward er  no de.   Th is  ena b le s  the   EVR  to   dec re ase   the   d ela y   in   the  ne twork.   Th e  propose d  routi ng   sche m e  red uc es   routi ng  over he a d  and  red uce s  the   del a y .   Thi s  sche m e  red uce s  th e  li nk  fai lur e   too.   Th e  per form anc e is e val u at e d  b y   using t h e  sim ula ti on  result s  obta in ed   b y   using NS2 sim ula tor.   Ke yw or d s :   D el ay   L ink  F ai lur e   L ink  R esi dual   L ife   O ve r head   V el ocity   Copyright   ©   201 8   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 :   S.  Syes  A bdul  Syed,   Re search  Sc hola r,   Dep a rtm ent o f  Inform at ion  Tec hnol og y,     AMET  Un i versi ty ,    Chen nai .       1.   INTROD U CTION     MANET   is  us e d  to   exc ha ng e   the  in f or m at ion   betwee n  t he  node s  in  m ov i ng  m od e.  The   m ob il e  nodes   are  co nnect ed  by  wireless  li nks  is  cal le d  as  m ob il e  adh oc  netw ork.   T he  node s  in  MA NE T  are  aut onomou s  or  ind e pende nt  node .  T he  m ob il e  nodes  a re  tra ns fe rr i ng   t he  in f orm ation   with ou t  the h el p  of any  exter nal  de vices   su c h  as ro uters . Each  a nd ev e ry nod e i n  MA NET  is a utonom ou s n odes.  T hey are act as re la y no de s to  s uppor t   the  tra ns m issio n  of  oth e r  nodes.   The   no de s  it sel f  act   as  transm itter,  re cei ver   a nd  r ou te rs.   S o,  the  node s  in   MANET  cal le d  as  aut onom ou s  no des.   As  the  to po l og y  of   the  MANE T  changes  dynam i cal ly ,  the  MANET  is   cal le d  as  inf ras tructu re  le ss  ne twork .  The  li nk   betwee n  th e  nodes  al s o  c hanges  dynam i cal ly .  So ,  it   is  hard  t o  transm it   the  da ta   to  the   no de   in  a   hi gh l y  dynam ic   env ir on m ent.  T rad i ti on al ly ,  there   are  se ve ral  r ou ti ng   protoc ols  dev el op e d specific al ly  f or MA NET  su c h  as  DSR , AO D V,  a nd  D SDV.    In   t hat  the  Dy nam ic   So ur ce  Rou ti ng  ( DS R )  is  outpe rform s  than  the  A dhoc  On   dem a nd   Dista nc e   vecto r  ( A ODV)   r ou ti ng  protoc o l  in  te rm s  of  th rou ghput.  But  it   is  not  su it a ble  f or  the  highly   dy nam ic   env i ronm ent.  In   T hak a re  et   al.,   (20 10),   th e  auth or   c om par ed  a nd  eval uated  the  pe rfor m ance  of   D SR  a nd   AOD V  by  us i ng   t he  rand om  way  m ob il it y  m od el   as  a  m ob il it y  m od el   [1] .   The  beh a vior   of  the   A ODV  a nd   DS R  ha s  stu died  in  Kh at ta k  et   al.,   ( 2008)   [ 2] .  I n  this  pa pe r,   the  a uthor  analy ses  the  pe rfor m ance  ov er  TCP   (Tr a ns m issi on   Con tr ol  Protoc ol)  com m un ic at ion   prot oco l  and   Co ns ta nt  Bi t  Rate  (CBR)   traff ic   m od el .  The   ob ta ine d  resu lt s  showe d  that,  the  Packet  delivery  rati o  is  hig he r  w he n  usi ng   TC P  an d  C BR   wh il e  the  de la y  is  high  f or   TC P  and   l ow   for  C BR .  W it h  hi gh  sp eed  t he  P D R  of   AODV   is   lower   t han   t he   PD R  of  D S R.  The  auth or s   ha ve  con cl ud e d  t hat   the  AOD V  a nd  D SR  is  ou tperfo rm s  than  each  oth e r  w it h  d if fer e nt  tr aff ic   patte rn s .   The  perform ance  of  A O DV  a nd  D SR  is  ana ly sed  in  the   hi gh ly   dynam ic   env i ronm ent  lik e  VANE T   in  So m   et  al .,  (2 01 2)   [ 3] .  The   authors  detect ed  that,  the  A ODV  pro vid e s   bette r  throu ghpu t  tha n  the  D SR  bu t  the  pac ket  loss   is  high  f or  A D OV.   I n  Sa pna  et   al.,   ( 2009 ),   t he  aut hor  a nal yse s  the  pe rform ance  of   A ODV  an d  DS R  by  us i ng  Networ k  sim u la tor  NS2  with   Ra ndom   way  po i nt  m ob il ity  m od el   [4] .  Th e  AODV,  DSR   an d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Ext remely Vi br an t  Ro utin g Sc hem e  for  Mobi le  Adho c  Net work (S . Syes A bdul  Sye d)   307   DSDV  r ou ti ng   protoc ols  are   analy sed  a nd   di ff ere nt  pa ram et ers  are  c om par ed  i n  Ta ks a nde  e t  al. ,   ( 2011)   [5 ] .   In   that,  t he  aut hor  sai d  that,  al l  the  ro utin g  protoc ols  are  pe rfor m ed  well   unde r  TCP  co nn ect io n  rat her  than   UDP  be cause   of   retra ns m iss ion   is  not  ava il able  in  U DP.  Sec ur e  a nd  Eff ic ie nt  Dista nce  E ff ect   R outi ng   Algorithm   fo r  Mob il it y  (S E_ D REAM )  in  MANET s  is  descr ibe d  in  [6 ] .  In   or der   to  pr ov i de  the  secu red   dat a   transm issi on  a nd to red uce  bl ack  ho le  att ack s  Pr e ve ntion o f  Co - operati ve   Bl ack Hole at ta ck  in  Manet  on  DS R  protoc ol  us in g  Crypto gr a phic   Algorithm   is  pr op os ed  in  [7 ] .   Ach ie vi ng   E E   wit hout  sacrif ic ing   the  qual it y  of   serv ic e  ( Q oS)  is  increasin gly  im po rtant  for  m ob il e  de vices.  We  first  der i ve   the  data  rate  thr ough  zer o  f orci ng   (ZF) an d  t hr ee   li near   pr ec od i ngs: m axi m u m  r at io tran sm issio n (MR T) , ze r o  f orci ng (ZF) ,  and m ini m u m   m ean   sq ua re  e r r or  ( MM SE).   Pe rfo rm ance  EE  can  be  achie ve d  when  al l   a vaila ble  anten nas   are  us ed   an d  whe n  ta kin g  acc ount   of   the  c onsum pt ion   ci rc uit  powe r  igno red  becau se  of  hi gh   tra ns m it   po wer.  The  ai m   of   thi s   work   is  t o  de m on strat e  how   to  obta in  m axi m u m   EE  wh il e  m ini m izin g  powe r  co nsum ed,   wh ic h  achi eves  a   high  data  rate  by  der i ving  th e  op ti m al  nu m ber   of   ante nna s  in  the  dow nlink   m assive  MIM O  syst em .  This   syst e m   includes  no t  on ly   th e  transm itted  powe r  but  al so   the  f undam ental   op e rati on   ci rcu it   powe r   at   the   transm itter sig nal   [ 8].         2.   PROP OSE D WOR K   The  MA NET  consi sts  of   a ut onom ou s  m ob il e  no des  c on nected  by  wir el ess  li nk   to  e xch a nge  the   inf or m at ion .  A s  the  to polo gy  of   t he  netw ork   cha ng es   dy na m ic al l y,  the  li nk  bet ween  th e  nodes   al so   c hanges   fr e qu e ntly .  Th e  node  tra ns m i ts  the  inf or m ation   to  t he  in de nted   destinat io n  di rectl y  if  the  destinat io n  is   in  th e   transm issi on   ra ng e  of   t he  sour ce  node.   If   the  destinat io n  is  present  ou t  of  t he  tran sm issi o n  ra ng e  i n  the  sense   the  s ource  node   transm it   via  interm ediat e  relay   nodes.  The   m ob il e  node  i tse lf  act s  as  re la y  n ode.  The r e  are   m any  routing   protoc ols  are  avail able  f or   MANET .  All  the  tra diti on al   routin g  prot oc ols  are  bu il t  the  r oute   befor e  tra ns m itti ng   the  data  to   the  destinat ion.  So ,  the re  is  a  chan ce  to o cc ur  a  li nk   fail ur e in  MANE T.  D ue  to  li nk   fail ure  in  t he  net wor k,   th e  data  ne ver   re aches  the  destinat ion.  A fter  t hat,  the  s ource  node  r eco ns tr uc ts  the  route  to  tra nsm it   the  data.  I t  causes  delay   and  r ou ti ng  over hea d  in  M AN E T.  T o  overco m e  this,  this  pa pe r   pro po ses   a  no vel  r ou ti ng  sc hem e  is  cal le d  as  Extrem el y  Vibran t  Ro utin g  sc hem e  (EV R).  T he  E VR  schem e  add it io nally  u s es the li nk  resi du al  li fe  to  c on struct the  ro ute.    T he  E VR  sel ec t  the  ne xt  f orw ard e r  node  bas ed  on  the  li nk  resid ual  li fe  a nd  the   vel ocity   of   t he  node .   In   EVR,   the  s ource  node   fin ds  the  li st  of  nei ghbor   node .  A nd   t he n  ch oose s  the  nex t  forwarde r  node  bas ed  on  the  li nk  resid ua l  li fe  an d  t he  distance  t o  t he   destinat io n.  T he  s ource   no de   it sel f  does   not   know   the  e ntire  r out  to  reach  the  destinat io n.   I n  the  propose d  schem e,  the   interm ediat e  relay   node  is  al so   respo ns ible  to   reconstr uct  the   ro ute  fail ure.   Moreover,  th ere  is  no   cha nce  of   li nk  fa il ur e  in  the  propose d  schem e  wh y  because   the  li nk   resid ual  li fe  is  al so   con si der e d  w hile  con st ru ct in g  the   route.  The  de la y  is  red uced  in  th e   routin g  schem e  by  con side ri ng   the  dista nce   between   the  c urren t  no de  an d  the  destinat ion   node.   T he  pro posed   routin g  schem e  prov i des  the   cho ic e  of  ne xt   fo r warder  no de.   T he  reli abi li ty   is  ensu re d  by  reducin g  the  li nk   fail ur e i n  t he n et work. T he fo ll ow in g bloc k diag ram  ex plains t he pr opos e d  sc hem e v ery  well .   Figure   1  e xp la ins  the  c oncep t  of   pro posed   r ou ti ng  sc hem e  that  is  the  i nterm ediat e  pr oc ess  bet wee n  the  s ource  node   an d  destinat i on  no de  t o  tra nsm it   the  data.  I n  Fi gure. 1,  the   so urce  node   in te nd s   to  t rans m it   the   data  to  the  destinat ion   no de.   S o,   init ia ll y,  the  so urce  no de  fi nd s  out  the  no des  w hich  a re  in  their  tra ns m i ssio n  range  to  f or m   the  neig hbor  li st.  First,  it   check s  that,  w het her   the  destina ti on   node  is  pr esent  in  the  ne ighbor   li st  or   not.  I f  it   is  pr esent  i n  the  se ns e ,  it   will   forw a rd   the  data  to  t he   destinat io n  directl y.  Othe r wise,  it   searche s fo r  th e b est   for ward er  node  i n  the   neig hbor li st b y usin g  t he  f ollow i ng w ay .   The  li nk  resid ua l  li fe  is  de fine d  as  t he  durati on  at   w hich   th e  li nk   e xists  be tween  t he  node s.  T he  LR L   is cal culat ed   by  u sin g  t he  f ollow i ng for m ula:      =              (1)     Dista nce  ind ic at es  that  the  neighbor  (r el ay )   node  needs  to   m ov e  to  get  ou t  of   ra ng e  of   the  so urce  node .  The   relat ive v el ocity  is u se d  to  f i nd the  d i recti on  of the m ov in g node.  T he  relat ive v el ocity  is cal culat ed by           =     ⁄   (2)     The  distance  be tween  th e  no de  an d  th e  dest inati on   s houl d  be  in  th e  dec re asi ng   m ann er   to  bec om e  a   nex t  f orwa rd e r   node.   T he  pr opos e d  r ou ti ng   schem e  red uc es  the  routin g  ov e r head   by  r edu ci ng   li nk  f ai lure.   The  r ou ti ng  de la y  al so   red uc ed  in  the  net work.  This  ha ve  bee n  analy sed  by  us i ng   t he  sim ulatio n  resu lt s   ob ta ine d by t he  n et w ork  sim ulator  NS2 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  9 ,  No.  2 ,  Fe br uary   201 8   :   306   –   310   308       Figure   1 .   Bl oc k  Diag ram   of  the  P r opos e d  S chem e  EVR       3.   RESU LT   A N D DIS CUSSI ON   The  sim ulati on   is  done  by  us in g  the   sim ulator  NS2.   N et work   sim ula tor  is  a  discre te   even t  ti m e   dr i ven   sim ulato r .  NS2  is  op e n  source  s of t w are  w hich  us e s  C+ +  and   To ol  Com m and   Lan gu a ge  (TC L)  f or   si m ulati on .  C+ +  is  us e d  f or  pack et   process ing   a nd  fast  t o  run.   TCL  is  use d  f or  sim ula ti on   descr i p ti on  a nd  us e d  to  m anipu la te   existi ng   C+ +  ob j e ct s.  I t  is  faster  to  ru n  an d  cha ng e .  NS2  is  widely   us ed  to  sim ul at e  the  netw orkin g  c oncepts . T he  si m ula ti on  para m et er u sed  in  the sim ulati on  is tab ulate d below :   21   node s  are  di stribu te d  in  th e  si m ulati on   a rea  10 70 m ×746m .  The  m ob il es  are  m ov in g  within  t he  si m ulati on   are a  by  us in g  the  rand om   way  mo bili ty   m od el   with  the  s peed  5m /s.  Each  and   eve ry  node  ha s  the  direct  li nk  with  the   no des  w it hin   the   ra ng e   250m .  The   C on sta nt  Bi t  Ra te   (CBR )  tra ffi c  m od el   is  use d  t o  con t r ol  the  tr aff ic   flo w  in  the  netw ork.   The  pe rfo rm a nce  or  the  pr opos e d  sch em e  is  analy sed  by  the   par am et ers  thro ug hput,  Lin k  durati on  an d  de la y.  An d  the  perform ance  is   evaluated  by  changin g  the  m ob il i ty  m od el  su ch  as  Ra ndom  w ay  point a nd cit y sec ti on  m ob il it y   m od el .   The  th rou ghpu t  ind ic at es  that  the  a m ount  of  work   done  pe r  unit   tim e.  In   the  pro posed  s chem e,  the  thr oughput  in dicat es  that,  the  am ou nt  of  data  delivere d  per   un it   ti m e.  Figu re  2  dem on strat e  that  the   thr oughput  of  EV R  schem e  i n  MAN ET.   T he   End   to  E nd   de la y  is  the  avera ge  tim e  ta ken   by  the  data  pac ket  to   reach   the   desti nation.  Fig ur e   3  s hows   the   grap h  plo tt ed   be tween   the  del ay s  occ ur  in  t he  destinat io n  ver se s  si m ulati on  tim e. L ow e r  the  del ay  ind ic at es that t he hig h pe rfor m ance of t he pr opos e d sc hem e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Ext remely Vi br an t  Ro utin g Sc hem e  for  Mobi le  Adho c  Net work (S . Syes A bdul  Sye d)   309       Fig ure  2 .   Th r ough pu t           Fig ure  3 .   En d  t o  E nd  Delay       4.   CONCL US I O N   In   t his  stu dy,  a  novel  routin g  sc hem e  is  pr op os ed   to  a dopt  t he  r outi ng  protoc ol  f or  the  hi gh ly   dynam ic   MAN ET.  T he  li nk  r esi du al   li fe   an d  velocit y  of  t he  m ov in g  node   play s  a  ve ry  i m po rtant  r ole  wh il e  const ru ct in g  th e  path  to  reac h  the  destinat io n.   T he  pro pose d  schem e  ou tp erfor m s  than  the  existi ng  sch e m e  in   te rm s o f  r ou ti ng  ov e r head,  delay , r el ia bili ty  an d l ink fail ure.       REFERE NCE S   [1]   A.  N.  Tha k are   a nd   M.  Y.   Jos hi,  “ Perform anc e  Anal y sis  o f  AO DV   &  DS R  Routi ng  Proto col s  in  Mobil e  Ad  h oc   Networks ,”   Ind i an  Journal  o f  Co mputer  Applicati on  ( IJCA ) ,  2010 .    [2]   M.  A.  Khatt ak ,   et   al . ,   “ Chal l eng ing  Ad - Hoc  Networks  under   Rel ia bl e  &  Unrel iable  Tr ansport  with  Vari able  Nod e   Densit y , ”   Journ al  of   Theoretical   and  App li ed   Inf orm ati on  Techn ology ,   2008.   [3]   D.  S.  Som   and   D.   Singh ,   “ Perform anc e  Anal y sis   and  Sim ula ti on  of  AO DV ,   DS R  and  TORA  Routi ng  Protocol s  in   MA NETs ,”  . Int e rnational   Journ al  of  Rece n t  Tec hnology   and  En gine ering  ( IJR T E) ,   vol/ issue:  1( 3),   pp.   2277 - 387 8,   201 2 .     [4]   Sapna  S.   K .   and   P.   R.   Desm ukh ,   “ Com par ison  of  eff e ct iv ene ss   o f  AO DV ,   DS D V  and  DS R  Routi ng  Protoco ls  i n   Mobile   AD - hoc  Networks ,”  Inte rnational   Jour nal  of  Information  Technol ogy  and  Knowle dge  Manage ment ,   p p.   499 - 502 ,  2009 .   0 100 200 300 400 500 600 0 2 4 6 8 10 12 No.   of pa ckets  received Simulation  Time (ms) Thr oughp ut Analy sis EVR 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 20 40 60 80 Dela y (ms ) Simulation  Time (ms) End t o End Dela y EVR Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vol .  9 ,  No.  2 ,  Fe br uary   201 8   :   306   –   310   310   [5]   Ta ksande   V.   K.   and   K.  D.   Kulat ,   “ Pe rform anc e  Com par ison  of  DS DV ,   DS R,   A OD V  Protocol   with  IEEE  802 . 11   MA C  for  Chai n  Topol og y   for  Mobile   Ad - hoc  net work  using  NS - 2  IJC A , ”   2nd  Nati onal  Conf ere nce -   Comput i ng,   Comm unic ati on  and  Sensor Ne tw ork ,  CCSN ,   201 1 .   [6]   Shanthi   H.   J .   and  E .   M.  An it a ,   “ Secur e   an d  Eff i ci en t  Dis ta nc e  Eff ect  R outi ng  Algori th m   fo r  Mobili t y   (SE_DREAM )  in  MA NETs ,”   i n   Proceedi ngs  of  the  3rd  Inter nati onal  Symp osium  on  Bi g  Data  and  Clou d   Computing  Chal le nges ,   pp.   65 - 8 0,   2016 .     [7]   Vennil a  G . ,  et   a l. ,   “ Preve nt ion  o f  Co - oper ative  Bla ck  Hole  a t ta c k  in  Mane t  on  D SR   protoc ol  using  Cr y ptogr aphic   Algorit hm ,”   Inter nati onal Journal  of   Engi n ee ring   and  Technol og y ( IJE T) ,   vol/ issue:   6 (5),   pp.   2401 ,  2014 .    [8]   A.   Salh,   et   a l. ,  “ Maximizi ng  E ner g y   Eff i cienc y   for  Consum pt ion  Circ u it   Pow er  in  Dow nli nk   Mass ive   MIM O   W ire le ss   Networks, ”   Indone sian   Journal  of  E lectric al   Engi n ee r ing  and  Computer  Scienc e ,  vol /i ss ue:   7(2) ,   p p .   2977 - 2985 ,  201 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.