I nte rna t io na l J o urna l o f   I nfo rm a t ics a nd   Co m m un ica t io n T ec hn o lo g y   ( I J - I CT )   Vo l.  14 ,   No .   3 Dec em b er   20 25 ,   p p .   1 0 5 6 ~ 1 071   I SS N:  2252 - 8 7 7 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / ijict . v14 i 3 . p p 1 0 5 6 - 1 071          1056       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ict. ia esco r e. co m   Para meter - o p timi zed routing   pro to co ls for targ ete bro a dca st  mes sa g es in sma rt  ca mpus  e nv iro nments       K a ra M heide  Al - So f y 1 ,   J a l a K ha lid   J a la l 1 ,   F a j er   F .   F a dh il 1 ,   B a s im   M a hm o o d 2   1 N e t w o r k   U n i t ,   C o mp u t e r   C e n t e r ,   U n i v e r si t y   o f   M o s u l ,   M o s u l ,   I r a q   2 I C R e se a r c h   U n i t ,   C o mp u t e r   C e n t e r ,   U n i v e r si t y   o f   M o su l ,   M o s u l ,   I r a q       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  2 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u n   1 3 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   J u l 1 ,   2 0 2 5       Th e   sp re a d   o h a n d h e ld   m o b il e   d e v ice i n teg ra ted   wi th   m u lt i p l e   se n so rs  m a k e s it   e a sy   fo th e se   d e v ice s to   in tera c with   e a c h   o t h e r.   Th e se   in tera c ti o n s   a re   u se fu in   a   v a riety   o a p p li c a ti o n su c h   a m o n it o rin g   a n d   n o ti fica ti o n   sy ste m th a c a n   b e   a d o p ted   i n   s m a rt  c a m p u se s.  Th e   p e rfo rm a n c e   o th e se   a p p li c a ti o n d e p e n d p rima ril y   o n   t h e   n e two rk   i n fra stru c tu re   a n d   n e two r k   p ro t o c o ls.  In   c a se o fa i lu re ,   sm a rt  c a m p u re q u ires   t h e   p r o v isio n   o f   e ffe c ti v e   a lt e rn a ti v e t h a c a n   h a n d le  e ss e n ti a l   se rv ice s.  He n c e ,   th i s   wo r k   u se th e   Wi - F m o b i le  a d   h o c   n e t wo rk   (M AN ET a a n   a lt e rn a ti v e   b a c k u p   t o   th e   trad i ti o n a i n fra stru c tu re .   Th e   d y n a m ic n a tu re   o s u c h   a   n e two r k   re li e o n   in d i v id u a ls'   m o b il it y ,   th is  lea d to   a   lac k   o e n d - to - e n d   c o n n e c ti v it y .   T o   o v e rc o m e   th is   c h a ll e n g e ,   d e la y - to lera n n e two r k i n g   (DTN)   h a b e e n   a d o p ted   a it p rima ry   a p p ro a c h   to   r o u ti n g   i n fo rm a ti o n   in si d e   c a m p u s.  S p ra y   a n d   wa it ,   b i n a ry   sp ra y   a n d   wa it   (BS W) ,   a n d   p r o b a b il isti c   fl o o d in g   p r o to c o ls  a re   d e e p ly   a ss e ss e d   to   e n su re   su sta in e d   c o m m u n ica ti o n in   t h e   wo rk in g   e n v iro n m e n t.   Th e   p ro t o c o ls’  p a ra m e ters   a r e   c o m p re h e n siv e ly   in v e stig a te d   a n d   o p ti m ize d .   M o re o v e r,   t h e   p e rfo rm a n c e   m e tri c th a a re   u se d   in   th e   e v a lu a ti o n   a re   m e ss a g e s   c o n su m p ti o n ,   n o d e   re sp o n si v e n e ss ,   a n d   c o v e ra g e .   Th e   fi n d i n g s   s h o we d   th a t   th e   o p ti m a p ro t o c o l   a n d   it s   p a ra m e ters   is  re li a n t   u p o n   t h e   sp e c ifi c   a p p li c a ti o n   a n d   re so u rc e s a v a il a b le.   K ey w o r d s :   Dela y   to ler an t n etwo r k s   Hy b r id   n etwo r k s   I n f o r m atio n   d is s em in atio n   R o u tin g   p r o t o co ls     Sm ar t c am p u s   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kar am   M h eid e   Al - So f y     Netwo r k   Un it,  C o m p u ter   C en ter ,   Un iv er s ity   o f   Mo s u l   Alm ajm o a   Stre et,   4 1 0 0 2   Mo s u l,  I r aq   E m ail: e n g . k . also f y @ u o m o s u l . ed u . iq       1.   I NT RO D UCT I O N   W ith   th wid esp r ea d   u s o f   s m ar ap p licatio n s ,   th e   co n ce p t   o f   Sm ar C am p u s   is   ex p ec te d   to   b ec o m m o r im p o r ta n in   th e   co m in g   y ea r s   a n d   th u s   will  a f f ec t   th e   m ajo r ity   o f   u n iv er s ity s   s er v i ce s .   Sm ar ca m p u s   ca n   b e   co n s id er ed   s et  o f   f ix ed   ( s tatio n ar y )   a n d   m o b ile  s en s o r s   th at  ca n   c o m m u n icate   v ia  wir ed   o r   wir eless   tech n o lo g ies  to   r ea lize  p a r ticu lar   s er v ice  ( e. g . ,   s ec u r ity   s y s tem s ,   b u ild in g   au to m atio n   s y s tem s ,   o p er atio n s   ma n ag em en t,   p eo p le  s af ety ,   an d   em er g en cy )   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h e   u n iv er s ity   in f r astru ctu r o r   c ellu lar   s y s tem s   ar co m m o n l y   u s ed   to   ex c h an g d ata  b etwe en   s m ar d ev ices  an d   s en s o r s   o n   th ca m p u s   b u in   s p ec if ic  ca s es.  Fo r   in s tan ce ,   d ir ec wir eless   n etw o r k   ( e. g . ,   MA NE T )   co n n ec tio n s   ca n   b u tili ze d   as  b ac k u p   in f r astru ctu r in   em er g en cies,  as  well  as  in   th f u tu r s m ar d ev elo p m en o f   s p ec if ic  ap p licatio n s   [ 3 ] ,   [ 4 ] .   T h im p lem en tatio n   o f   MA NE T   in   s m ar ca m p u s es  s tr u g g le  m an y   is s u es  an d   ch allen g es  s u ch   as  is s u es  r elate d   to   n o d es  m o b ilit y ,   v ar y in g   s ig n al  s tr en g th   in   d if f er en ar ea s ,   an d   lim itatio n s   in   co m m u n icatio n   r a n g e,   r esu ltin g   in   u n r eliab le  co m m u n icatio n   [ 5 ] .   Fu r t h er m o r e,   s elec tin g   an   o p tim al  a n d   ef f icien r o u tin g   p r o to c o is   cr u cial  wh en   d ea lin g   with   em er g en cies,  s ig n al  atten u atio n ,   in ter f e r en ce ,   lo ca lizati o n ,   an d   p o wer   co n s tr ain ts   [ 6 ] .   T h er ef o r e ,   s ev er al  r o u tin g   p r o to co ls   ca n   b u tili ze d   f o r   d ata  tr an s m is s io n   in   s m ar ca m p u s es  b ased   o n   v ar i o u s   r esear ch   s tu d ies   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P a r a mete r - o p timiz ed   r o u tin g   p r o to co ls   fo r   ta r g eted   b r o a d c a s t m ess a g es in   s ma r … ( K a r a M h eid e   Al - S o fy )   1057   an d   d ir ec tio n s   s u ch   as  s p r a y   an d   wait,   b in ar y   s p r ay   an d   w ait,   an d   p r o b ab ilis tic  f lo o d in g   [ 7 ] ,   [ 8 ] .   Data   tr an s m is s io n   in   wir eless   n etwo r k s   th at   co n tain   m o b ile  n o d e s   tak es  lo n g   tim e   to   r ea ch   th d esti n atio n   d u e   to   th im p ac o f   d is tr ib u tio n   p at ter n s ,   m o b ilit y   p atter n s ,   an d   p h y s ical  f ac to r s .   T h er e f o r e,   t h is   ty p o f   n etwo r k   co n n ec tio n   is   k n o wn   as  d elay /d is r u p tio n   to ler a n n etwo r k in g   ( DT N)   b ec au s o f   its   la ck   o f   “e n d - to - en d   co n n ec tiv ity ,   wh ich   ca u s es  s ig n if ican d elay s   [ 9 ] .   DT Ns  h av m em o r ies  to   s to r co p ies  o f   m ess ag es  to   b e   ex ch an g e d   b etwe en   m o b ile  n o d es  u n til  th ey   r ea ch   th eir   d esti n atio n ,   t h u s   o v er co m in g   th e   ch allen g es  o f   in ter m itten an d   h ete r o g e n eo u s   co n n ec tiv ity   in   s m ar ca m p u s   in f r astru ctu r d esig n .   Fin ally ,   it  is   wo r th   m en tio n in g   th at  th ter m   ( DT Ns)  also   d escr ib es  n etwo r k s   in   wh ich   en d - to - e n d   c o n n ec tiv ity   is   n o av ailab le   an d   o u ta g es a r p o s s ib le  d u t o   wir eless   r ad io   r an g e   lim itatio n s   an d   r eso u r ce   co n s tr ain ts   [ 1 0 ] .     Sev er al  r o u tin g   p r o t o co ls   ar co n s id er ed   r eliab le  a n d   ad e q u ate  f o r   s m ar ca m p u s es  ap p licatio n s   s u ch   as  s p r ay   an d   wait  an d   p r o b a b ilis tic  f lo o d in g   p r o to co ls   [ 1 0 ] ,   [ 1 1 ] .   T h ese  p r o to co ls   ca n   ad d r ess   th u n iq u e   r eq u ir em e n ts   o f   s m ar t   ca m p u s   en v ir o n m en ts   [ 1 2 ] .   Mo r e o v er ,   o p tim izin g   an d   b alan c in g   th t r ad e - o f f s   b etwe en   th p ar am eter s   o f   th ese  p r o to co ls   ar co n s id er e d   ch allen g in g   d u to   th n atu r e   o f   s m a r ca m p u s   en v ir o n m en ts .   I n   a d d i t i o n ,   t h is   r es e a r c h   a i m s   t o   a n a l y z e   t h e   e f f i ci e n c y   o f   t h r o u t i n g   p r o t o c o l s s p r a y   a n d   w a i t   a n d   i ts   b i n a r y   v e r s i o n ,   a n d   p r o b a b i l i s t i c   f l o o d i n g   u s e d   i n   ( D T N s )   f o r   s p e c i f i c   a p p l i c at i o n s .   T h e   a n a l y s is   i s   c o n s i d e r e d   o p t i m i z a ti o n - b a s e d   a p p r o a c h   t h a t   t es d i f f e r e n p a r a m e t e r s   u n d e r   t h e s p r o t o c o l s .   B e n h a m i d a   e t   a l .   [ 1 3 ]   p r o p o s ed   s o lu tio n s   f o r   u s in g   DT in   I o T   ap p licatio n s   to   ad d r ess   th “e n d - to - e n d ”  co n n e ctiv ity   ch allen g es  in   s p ec if ic  en v ir o n m e n t.  T h s tu d y   p r o v id e d   b r o a d   s u r v e y   o f   th u s o f   DT s o lu tio n s   in   th I o T   d o m ain .   Similar l y ,   s tu d y   p er f o r m ed   b y   Fra ir an d   Fin o ch ietto   [ 1 4 ]   p r esen ted   th DT o f   T h i n g s   p ar ad ig m   th at   co v er s   n ew  ca p a b ilit ies  o f   I o T ,   its   ap p licatio n s ,   ar ch itectu r e,   an d   s er v ices.  Fu r th er m o r e ,   th au th o r s   [ 1 5 ]   s h o wed   th at  th e   DT r o u tin g   p r o to c o is   s till   in   u s e,   r eq u ir in g   th d ev elo p m en o f   p r a ctica l,   r eliab le,   an d   r o b u s p r o to c o f o r   s m ar t   ap p licatio n s   s u ch   as  I o T .   Allao u i   et  a l.   [ 1 5 ]   p r o p o s ed   h ier ar c h ical  to p o lo g y   DT N   r o u tin g   f o r   I o T   ap p licatio n s .   Mo r eo v er ,   Sar r o s   et  a l.   [ 1 6 ]   d is cu s s ed   h o DT ca n   im p r o v d ata  co llectio n   f r o m   in ter m itten tly   co n n ec ted   d ev ices,  s u ch   as I o T   a n d   s en s o r   n etwo r k s   in   r em o te  ar ea s .   Fu r th er m o r e ,   Dian an d   L o ch in   [ 1 7 ]   p r o p o s ed   s to ch asti p r o b a b ilit y   m o d el  to   ac h iev t h en d - to - en d   d ela y   d is tr ib u tio n   f o r   t h B S W   r o u tin g   p r o t o co in   DT n etwo r k s .   T h m o d el  was  u s ed   to   esti m ate  th e   d elay   d is tr ib u tio n   o f   th B SW   p r o to co in   h eter o g en eo u s   n etwo r k s ,   th o u g h   it  lack ed   m o b ilit y   m o d el  an d   f o cu s es o n   o n s p ec if ic  p r o to c o l.  Li   et  a l.   [ 1 8 ]   r ev iewe d   th ev o lu tio n   o f   DT p r o to co l te s tin g   an d   ev alu atio n   b u d id   n o d is cu s s   B SW   o r   p r o b ab ilis tic  r o u tin g   ap p r o ac h e s .   An o th er   s tu d y   p er f o r m ed   b y   Ab d elk ad er   et  a l.   [ 1 9 ]   e v alu ated   th p er f o r m a n ce   o f   DT r o u tin g   p r o to c o ls .   T h ey   also   ex p lain ed   th d esig n   o f   r ea l - life   s ce n ar io s   th at  in v o lv ed   v eh ic les  an d   p e d estrian s   r o am i n g   in   s m ar city .   T h s tu d y   u s ed   lo w - d e n s ity   n etwo r k   with   a   m ax im u m   o f   9 0   n o d es.  Mo r e o v er ,   Sp ah o   [ 8 ]   an aly ze d   th e n er g y   co n s u m p tio n   o f   d if f er en t   r o u tin g   p r o to c o ls   in   DT u s in g   th o p p o r tu n is tic  n etwo r k   en v ir o n m en ( ONE )   s im u lato r .   T h ey   s h o wed   th at   th r esu lts   m ay   v ar y   b ased   o n   s p e cif ic  ap p licatio n s   ( e . g . ,   s m ar c am p u s es  ap p licatio n s ) .   A b d alla  an d   Salam ah   [ 2 0 ]   co m p ar e d   th p er f o r m an ce   o f   DT p r o to c o ls   s u ch   as  GeO p p s ,   Geo Sp r ay ,   Ma x Pro p   th at  ar u s ed   in   v eh icu lar   ad   h o n etwo r k s   ( V ANE T s )   with   p o s itio n - b ased   r o u tin g   ( e. g . ,   A - STAR,  C A R ,   Gy T AR )   u s in g   th M - g r id   m o b ilit y   m o d el.   T h s tu d y   s h o wed   th at  th r esu lts   v ar ied   b ased   o n   th a p p licatio n s   o f   in ter est  i n   VANE T s .   I n   ad d itio n   to   th p r ev io u s   wo r k s   in   th liter atu r e,   Sh i nko  et  a l.   [ 2 1 ]   ass ess ed   th p er f o r m an ce   o f   VDT r o u tin g   p r o to c o ls   in   cr o s s r o ad   s ce n ar io .   T h e y   ev al u ated   th s p ec if ic  d y n am ics  o f   u s er   m o b ilit y   an d   th eir   im p ac o n   DT p r o to c o p er f o r m an ce .   Ma d a m o r et  a l.   [ 2 2 ]   u s ed   DT Ns  as  b ac k b o n f o r   l o w - co s s m ar city   in f r astru ctu r e,   as  an   alter n ativ e   to   r ely in g   o n   ex p en s iv ce llu lar   o r   W i - Fi  co n n ec tiv ity   f o r   I o T   d ev ices.  Fu r th er   r esear ch   is   n ee d ed   to   f u lly   u n d e r s tan d   f ac t o r s   s u ch   as  p r ed ictab ilit y ,   s p e ed ,   an d   d is tr ib u tio n   o f   h u m a n   m o v em en with in   I o T   ec o s y s tem s .   T h wo r k   o f   A g u s s alim   et  a l.   [ 2 3 ]   ex am i n ed   th p er f o r m an ce   o f   s ev er al  DT r o u tin g   p r o to co l s   in   s m ar city   s ce n ar io   f o r   Su r ab ay a,   I n d o n esia.  T h s tu d y   ca lled   f o r   m o r e   co m p r eh e n s iv test in g   an d   an aly s is .   Oth er   s tu d ies  s u ch   as  th o n p er f o r m ed   b y   E r   et  a l.   [ 2 4 ]   ex p lo r ed   th e   u s o f   VDT Ns  f o r   d ata  ag g r e g atio n   in   s m ar cities,  ex ten d in g   th s co p b ey o n d   v e h icle - b ased   ap p licatio n s .   Ag u s s alim   an d   Pu tr [ 2 5 ]   s u g g ested   Su r ab ay Sm ar C ity   s ce n ar io   u tili zin g   VDT as  lo w - co s s tr ateg y   f o r   d ata  co llectio n .   T h a u th o r s   im p r o v ed   th e   r o u ti n g   p r o to co l,  s u ch   as  s p r ay   an d   h o p   d is tan ce   ( SNHD) ,   wh ich   is   s ig n if ican tly   u s ed   in   s m ar city   im p lem en tatio n .   T h s tu d y   o f   Go a   et  a l.   [ 2 6 ]   im p r o v ed   t h s p r ay   an d   wait  r o u tin g   p r o t o co t o   ad d r ess   tr af f ic  task s   in   u r b an   s ce n ar io s .   T h wo r k   ev alu ated   th p r o p o s ed   o p tim izatio n   o n ly   o n   t h ON E   p latf o r m ,   with o u co n s id er i n g   o t h er   s im u latio n   en v ir o n m en ts   o r   r ea l - wo r ld   d ep lo y m e n ts .   Fin ally ,   b ased   o n   o u r   e x ten s iv in v esti g atio n   o f   t h liter atu r e,   we  f o u n d   th at  th e r is   lack   o f   s tu d ies  th at  p r o v id s u f f icien k n o wle d g o r   g u id in f o r m atio n   o n   t h s elec tio n   o f   th m o s s u itab le  r o u tin g   p r o to c o alo n g s id th eir   p ar am eter s   tu n in g   f o r   s m ar ca m p u s   ap p licatio n s   as  well   as  o n   th d esig n   o f   th ap p r o p r i ate   in f r astru ctu r to   im p lem en th ese  ap p licatio n s .   T h liter atu r h as  f o cu s ed   o n   th g en er al  im p lem en tatio n s   an d   co m p ar is o n s   o f   r o u tin g   p r o to c o ls .   T h co n tr i b u tio n s   o f   th is   r esear ch   ar e:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Dec em b er   20 25 1 0 5 6 - 1 0 7 1   1058     Dev elo p   r ea l - wo r l d   s im u latio n s   wh er th d esig n   o f   s m ar ca m p u s   is   a d o p tab le  to   s tu d y   t h s elec tio n   o f   th m o s t a p p r o p r iate  p r o to c o ls   f o r   s m ar t c am p u s .     Pro v id k n o wled g g u i d f o r   d esig n in g   s m ar ca m p u s   in f r astru ctu r b y   s im u latin g   r ea s ce n ar io s   an d   tu n in g   all  p ar am eter s   r elate d   to   th r ee   r o u tin g   p r o to co ls s p r ay   an d   wait,   B S W ,   an d   p r o b a b ilis tic  f lo o d in g .   T h is   d o cu m e n is   o r g a n ized   as Sectio n   2   d escr ib es  th e   r esear ch   m eth o d o lo g y   a n d   its   d etail s .   Sectio n   3   p r esen ts   th ex p er im en tal  r e s u lts   an d   d is cu s s in g   th em .   T h e   wh o le  wo r k   is   co n clu d e d   in   s ec tio n   4.       2.   RE S E ARCH   M E T H O D     2 . 1 .     Sim ula t i o env iro m ent   T h ca m p u s   o f   th e   Un iv er s ity   o f   Mo s u ( USC - Mo s u l)   is   ad o p ted   to   i m p lem en th e   s ce n ar io s   o f   th is   s tu d y .   T h is   p ar t   o f   ca m p u s   i n clu d es  3 0   d if f e r en b u ild in g s   d is tr ib u ted   o v e r   an   a r ea   esti m ated   at  1   s q u a r e   k ilo m eter   as  s h o wn   in   Fig u r e   1 .   T h Fig u r e s   1 ( a ) - 1 ( c)   co n ta in s   in f o r m atio n   ab o u th b u il d in g s ,   th eir   f lo o r s ,   th n u m b er   o f   s tatic/m o b ile  s en s o r s   ( e. g . ,   s tu d en ts ,   f ac u lties ,   an d   s taf f   wh o   u s th e   b u il d in g ) .   I s h o u ld   b e   m en tio n ed   th at  ea c h   p er s o n   i n   th ca m p u s   ca r r ies  s m ar tp h o n th at  co n tain s   s en s o r s   th a en ab le  th em   to   u s th s m ar ca m p u s   s er v ices  an d   ap p licatio n s .   Mo r eo v er ,   Fig u r 2   d ep icts   th e   lo ca tio n s   o f   th b u ild in g s   o n   th e   ca m p u s   m a p .   T h p o licy   o f   t h Un iv e r s ity   o f   Mo s u r eq u ir es  th at  ea ch   b u ild i n g   b ac c o m p an ied   b y   f ix ed   n u m b er   o f   s tatic  s en s o r s   s u ch   as  f ir d etec to r s ,   air   q u ali ty   s en s o r s ,   ac ce s s   co n tr o s en s o r s ,   tem p er atu r e   s en s o r s ,   h u m id ity   s en s o r s ,   an d   en er g y   m o n ito r i n g   s en s o r s ,   wh ich   ar d ep lo y ed   b ased   o n   th s ize  an d   n u m b er   o f   f lo o r s   o f   ea c h   b u ild in g .   All   th in f o r m atio n   i n   Fig u r 1   w as  o b tain ed   f r o m   th e   I T   team   r esp o n s ib le  f o r   th e   ca m p u s   n etwo r k   in f r astru ct u r e .             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 1 .   USC - m o s u l   b u ild i n g s   an d   s tatis tics   ab o u t th f lo o r s ,   an d   th n u m b e r   o f   d y n a m ic/s tatic  s en s o r s   ( a)   f lo o r s ( b )   s tatic  s en s o r an d   ( c)   m o b ile  s en s o r           Fig u r 2 .   USC - Mo s u l   ca m p u s   ar ea   o f   s tu d y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P a r a mete r - o p timiz ed   r o u tin g   p r o to co ls   fo r   ta r g eted   b r o a d c a s t m ess a g es in   s ma r … ( K a r a M h eid e   Al - S o fy )   1059   2 . 2 .    Descript io n   o f   s m a rt   c a m pu s   s ce na rio s   I n   th is   s ec tio n ,   th m o s t c o m m o n   s ce n ar io s   th at  th USC - Mo s u l   is   tr y in g   to   ad o p t w er h ig h lig h ted :   Scen ar io   1   ( E m e r g en c y   Sit u atio n ) :   I n   th e   ev e n o f   a n y   em er g en cy   o n   ca m p u s   d u e   to   n atu r al  d is aster s   in clu d in g   f ir e,   f lo o d ,   ea r th q u a k e,   elec tr ical  h az a r d o u s ,   o r   ev en   r u s h   h o u r s   in   ar r iv al/d e p ar tu r at  th e   ca m p u s   g ates  th at  m ay   o b s tr u ct  th m o v em en o f   p eo p le.   Su ch   s itu atio n s   m ay   ca u s co n f u s io n   a n d   co m m u n icatio n   f ailu r as  it  f r eq u en tly   r ep o r ted .   I n   th is   ca s e,   th u n iv er s ity   o f f icials  n ee d   to   e x p lo ite  t h MA NE T   n etwo r k   t o   s en d   n o tific atio n s   to   u s er s   to   r em ain   in   th eir   c o lleg es o r   leav in   ad d itio n   to   o r g an izin g   tr af f ic.   Scen ar io   2   ( C o n ten D is s em i n atio n ) :   Du to   th lar g n u m b er   o f   s taf f   an d   s tu d en ts ,   ad m in is tr ato r s   an d   lectu r er s '   r eso r to   d is s em in atio n   o f   lar g f iles   ( e. g . ,   s o f t war u p d ates,  s ec u r ity   ca m e r r ec o r d in g s ,   an d   ed u ca tio n al  v i d eo s )   ef f icien tly   in   o r d e r   to   a v o id   n etwo r k   c o n g esti o n   an d   r ely   o n   ce n tr al  s er v er .   Scen ar io   3   ( Saf ety   an d   Secu r i ty ) :   T o   en h a n ce   th s ec u r ity   p o licy   in   ca m p u s   an d   cr ea te  s af en v ir o n m e n t,   th u n iv e r s ity   h as  co n n ec ted   m o r th a n   ( 1 0 0 )   ca m e r as  d is tr ib u ted   i n s id th ca m p u s   a n d   at  th e   m ain   g ates.  T h is   ac ce ler a tes  th r esp o n s to   em er g en cies  s itu atio n s   an d   s en d   d is tr ess   ca l to   s ec u r it y   p er s o n n el  in s id e   th ca m p u s   as we ll a s   m o n ito r in g   g u ests   an d   tr ac k in g   a n y   a b n o r m al  b e h av io u r   th at  c o u ld   t h r ea ten   th s af ety .   Scen ar io   4   ( An n o u n ce m e n ts ) :   T h ad m in is tr atio n   r eso r ts   to   u s in g   ad v e r tis em en ts   to   s en d   s p ec if ic  in f o r m atio n   to   p eo p le  in s id e   b u ild in g   af f iliated   with   a   co lleg t h r o u g h   s o cial  an n o u n ce m en ts   d ir ec ted   to   s o m g r o u p s   in s id th ca m p u s ,   wh ich   ca n   co n tr ib u te  to   ef f ec tiv co m m u n icatio n   an d   tar g etin g   s p e cif ic  b u ild in g s   with   r elate d   g r o u p s .   T h is   s ce n ar io   a ls o   in clu d es sen d in g   n o tific atio n s   d u r in g   u n iv er s ity   ev en ts .     2 . 3 .     Set t ing   up   ex perim ent s   T h s ettin g s   o f   th p r o p o s ed   e x p er im en ts   ar illu s tr ated   as f o llo ws:     R o u tin g   Pro to co ls :   T h r ee   m ai n   r o u tin g   p r o to co ls   ar u s ed :   a)   Pro b ab ilis tic   f lo o d in g T h is   p r o to co s tan d s   o u as  s o lu tio n   f o r   n etwo r k s   with   in ter m itten co n n ec tiv ity   wh er th er is   n o   g u ar a n tee  o f   th p o s s ib ilit y   o f   co m m u n ic atio n   at  an y   tim b etwe en   n o d es  b ec au s it  co n s u m es  n etwo r k   r eso u r ce s .   I r elies  o n   th e   p r in cip le   o f   p r ed ictab ilit y   o f   d eli v er y   b ased   o n   p r e - d eter m in ed   p r o b ab ilit ies,  wh ich   ca n   en h an ce   th d eliv er y   r ate  o f   m ess ag an d   m in im ize  th co s o f   lo w - lev el  co m m u n icatio n   [ 1 2 ] .   b)   Sp r ay   an d   wait:  I wo r k s   lik its   p r ed ec ess o r   in   n etwo r k s   w ith   in ter m itten co n n ec tiv ity ,   b u it  d ep e n d s   o n   s tr ateg y   i n v o lv i n g   two   p h ases   f o r   r o u tin g   m ess ag es.  T h f ir s is   ca lled   Sp r ay in g ,   wh er th s o u r ce   n o d s en d s   co p ies  o f   th m ess ag with   p r e - d ef in e d   v alu ( L )   to   r an d o m ly   s el ec ted   n o d es .   T h s ec o n d   is   ca lled   W ait,   wh er if   th e   d esti n atio n   n o d e   is   n o r ea c h ed   in   th e   s p r ay i n g   p h ase,   t h n o d th at  h as  a   co p y   o f   th m ess ag f o r war d s   it o n ly   to   its   d esti n atio n   d ir ec tly   [ 7 ] .     c)   B in ar y   s p r ay   a n d   wait:  s im ilar   to   its   p r ed ec ess o r   ( s p r ay   a n d   wait)   in   ter m s   o f   its   wo r k in g   s tr ateg y ,   b u i t   r elies  o n   b in ar y   d is tr ib u tio n .   T h at   is ,   wh en   a   n o d ca r r y i n g   c o p ies  o f   m ess ag es  ( r ec eiv ed   f r o m   th e   s o u r ce   n o d e)   e n co u n ter s   an o th er   n o d th at  d o es  n o ca r r y   an y   co p ies  it  s en d s   h alf   o f   its   co p ies  to   th n ew   n o d an d   s o   o n .   T h is   p r o ce s s   co n tin u es  ev er y   tim it  en co u n ter s   n ew  n o d u n til  it  h as  o n co p y   lef t,  d ir ec t tr an s m is s io n   o cc u r s   to   th d esti n atio n   at  t h is   m o m en t [ 2 7 ] .     M o v em en Patter n s :   L ev y   Fli g h is   th m o b ilit y   p atter n   u s ed   in   th is   wo r k   [ 2 8 ] .   T y p icall y ,   th is   m o d el   m ak in g   n o d es  c r o s s   th wo r k in g   en v ir o m e n b o r d er s   f o r   t h is   r eseo n   th m o d el  is   alter ed   b y   L ev y   Fli g h t   with   E x p o n en tial  C u t - o f f   th at  m ak th e   n o d es  to   m o v i n s id th e n v ir o m en t.   C o n s eq u en t ly ,   th is   m o d e l   is   b est p atter n   f o r   th is   r esear ch   th at  r ef lect  th m o b ilit y   o f   s taf f   an d   s tu d en ts   in s id th th c am p u s .     E v alu atio n   Me tr ics:   T o   ev alu ate  th ex p er im en ts   p er f o r m a n ce   ca r r ied   o u in   th is   wo r k ,   th r ee   m etr ices   wer u s ed 1 )   Fra cti on - co v er ed   ar ea s   with in   th e   u n iv e r s ity   ar e   co v e r ed   b y   th d y n a m ic  n o d es.   2 )   Nu m b er   o f   m ess ag es  p r o d u c ed   b y   n o d es  in   s im u latio n   en v ir o n m en t.  3 )   Fra ctio n   o f   ac k n o wled g e d   n o d es,  wh ich   is   th n u m b er   o f   n o d es  r ec eiv ed   m ess ag es.  T h ese  m etr ics  o f f e r   an   u n d er s ta n d in g   o f   th e   n etwo r k ' s   p er f o r m a n ce ,   m ess ag d eliv er y   ef f ec tiv e n ess ,   an d   r eso u r ce   im p ac o n   n o d es [ 2 8 ] ,   [ 2 9 ] .     C o m m u n icatio n T h n o d es  with in   th USC - Mo s u u s W i - Fi  tech n o lo g y   f o r   c o m m u n i ca tio n   wh eth er   s tatic  o r   d y n am ic.   Als o ,   5 0   m eter s   is   p r o p o s ed   as  th r el iab le  co m m u n icatio n   r an g b etwe en   n o d es   wh er th ch a n n els with   f r ee   n o is an d   co m m u n icatio n   i n   f r ee   s p ac e.       No d es  Dis tr ib u tio n :   T h Gau s s ian   ap p r o ac h   u tili ze d   to   r e p r esen f ix e d   n o d es  with in   th USC - Mo s u ac cu r ately   r ev ea ls   th ac tu al  d is tr ib u tio n   o f   b u ild in g s   o n   th ca m p u s ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r 1 .   Similar ly ,   th is   ap p r o ac h   is   ap p lied   to   th d is tr ib u tio n   o f   p eo p le  o n   th ca m p u s .   R ath er   th an   b ein g   co n ce n tr ated   i n   o n e   lo ca tio n ,   th n o d es  in   USC - Mo s u ar s p r ea d   ac r o s s   v ar io u s   in d iv id u al  p lace s   th at   a p p r o x im ately   ad h e r to   Ga u s s ian   d is tr ib u tio n   [ 3 0 ] ,   [ 3 1 ] .     2 . 4 .     E x perim ent   f e a t ures   T h s im u lato r   th at  is   u s ed   f o r   s im u latin g   th e   USC - Mo s u l   is   NetL o g o .   Mo r e o v er ,   th e   Un i v er s ity   o f   Mo s u en v ir o n m en t   is   s im u lated   in   ter m s   o f   d im en s io n s ,   n o d m o b ilit y ,   an d   r o u tin g   s tr at eg y ,   in   ad d itio n   to   ad ju s tin g   th p a r am eter s   an d   o th er   d etails  o f   t h s im u lato r   as  s h o wn   in   T ab les  1   a n d   2 .   I t   is   wo r th   n o tin g   th at   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Dec em b er   20 25 1 0 5 6 - 1 0 7 1   1060   in   th is   s tu d y ,   th r ee   s ce n ar i o s   wer s im u lated   wh er e   ea ch   s ce n ar io   u s ed   o n e   o f   th e   p r e v io u s ly   m e n tio n ed   r o u tin g   p r o t o co ls   ( p r o b a b ilis t ic  f lo o d in g ,   s p r a y   an d   wait,   an d   b in ar y   s p r ay   a n d   wait )   r esp ec tiv ely   with   ch an g in g   th e   v alu e   o f   th e   p ar a m eter   ( δ  =   0 . 1 ,   0 . 5 ,   0 . 9 )   r esp e ctiv ely   in   t h f i r s s ce n ar io .   As  f o r   t h s ec o n d   a n d   th ir d   s ce n ar io s ,   t h p ar am eter   ( L   3 ,   5 ,   7 ,   1 0 ,   2 0 )   was  ch an g ed   r esp ec tiv ely   as  well.   No te   th at  ea ch   s ce n a r io   was  r u n   f o r   3 0   tim es  wh e n   m ak in g   ea ch   c h an g e .   Fo r   r ap id   im p lem e n tatio n   o f   th es ex p er im e n ts ,   th d is tr ib u ted   p r o ce s s in g   p r in cip l was  ac tiv ated ,   wh ich   en a b le s   th s im u lato r   to   d is tr ib u te  t h lo ad s   o n   t h C PU   co r es  o f   th wo r k s tatio n s .   Fin ally ,   th r esu lts   ar s to r ed   in   t h f o r m   o f .   C SV  f iles   an d   ( R   lan g u ag e)   ar u s ed   to   p lo t th r esu lts .       T ab le  1 .   Sp ec if icatio n s   o f   th ex p er im en tal  s etu p   f o r   s im u lat in g   th USC - m o s u l   I t e m   V a l u e   S t a t i c   n o d e s (S N )   4 0 5   M o b i l e   n o d e s   ( M N )   4 2 1 9   S N   R a n g e   o f   c o mm u n i c a t i o n   Wi - F i   ( 5 0   m)   M N   R a n g e   o f   c o mm u n i c a t i o n   Wi - F i   ( 5 0   m)   S N   d i s t r i b u t i o n   La t t i c e   d e p l o y me n t   M N   d i s t r i b u t i o n   N o r mal   ( G a u ss i a n )   d e p l o y me n t   R o u t i n g   p r o t o c o l s   P r o b a b i l i st i c   f l o o d i n g ,   s p r a y   a n d   w a i t   a n d   i t b i n a r y   v e r s i o n   P a t t e r n   o f   m o v e m e n t s f o r   M N   Le v y   f l i g h t   w i t h   e x p o n e n t i a l   c u t o f f   F r e q u e n c y   o f   e x e c u t i o n   30       T ab le  2 .   Par am eter   t u n in g   o f   t h ex p er im e n ts   P a r a me t e r   V a l u e   D e scri p t i o n   D e l t a     0 . 1 ,   0 . 5 ,   0 . 9   P r o b a b i l i st i c   f l o o d i n g   a d j u st me n t   i a   c r i t i c a l   p a r a me t e r   i n   p r o b a b i l i st i c   f l o o d i n g   p r o t o c o l s t h a t   h e l p s   b a l a n c e   r e l i a b i l i t y   a n d   e f f i c i e n c y   i n   mess a g e   d i ss e mi n a t i o n   a c r o ss   a   n e t w o r k .   A l p h a     1 . 5 5   A l p h a   ( α)   Le v y   f l i g h t   mo v e me n t   p a t t e r n s a d j u s t me n t   i m p r o v e s   r o u t i n g   p r o t o c o l b y   o p t i mi z i n g   d a t a   p a t h s t h r o u g h   a d a p t i v e   e x p l o r a t i o n   a n d   e x p l o i t a t i o n   o f   r o u t e s,  e n h a n c i n g   e f f i c i e n c y ,   l o a d   b a l a n c i n g ,   a n d   e n e r g y   c o n s e r v a t i o n .   C u t o f f   Le n g t h     3 ,   5 ,   7 ,   1 0 ,   2 0   I t   r e f e r t o   a   p r e d e f i n e d   d i st a n c e   t h r e s h o l d   t h a t   d e t e r m i n e s t h e   ma x i mu m a l l o w a b l e   d i st a n c e   f o r   c o mm u n i c a t i o n   b e t w e e n   n o d e s   i n   a   n e t w o r k .   C u t o f f   T i me     8 5 0   I t   r e f e r t o   a   s p e c i f i e d   t i m e   t h r e s h o l d   t h a t   d i c t a t e s   h o w   l o n g   a   n o d e   w i l l   w a i t   f o r   a   r e s p o n se   o r   a c k n o w l e d g me n t   b e f o r e   c o n si d e r i n g   a   r o u t e   a i n a c t i v e   o r   f a i l e d .   B a c k   T i me     1 0 0   I t   r e f e r t o   t h e   d u r a t i o n   a   n o d e   w a i t s   b e f o r e   a t t e m p t i n g   t o   r e - e st a b l i s h   c o mm u n i c a t i o n   o r   a   r o u t e   a f t e r   a   f a i l u r e   o r   t i m e o u t   o c c u r s.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N     3 . 1 .     Resul t s   T h r ee   m ain   ex p e r im en ts   wer d esig n ed ,   o n f o r   ea ch   p r o to co l,  b ased   o n   th co n s id er e d   s ce n ar io s .   T h o u tp u r esu lts   o f   ea c h   ex p er im en r ep r esen th av e r ag o f   3 0   r u n s .   T h ese  r u n s   p r o d u c ed   d if f er en r esu lts   d u to   th p r esen ce   o f   a   d y n am ic  p atter n   o f   n o d es  t h at  c an   b d ep lo y ed   d if f er e n tly   in   ea ch   ex p er im en t.   C o n s eq u en tly ,   av er ag i n g   th 3 0   r u n s   r ev ea ls   th ac tu al  b eh av io u r   o f   th ex p er im e n ts .   T o   v er if y   th r esu lts ,   b o x p lo ts   wer u s ed   to   illu s tr ate  th f in d in g s   an d   p r o v id v a lu ab le  in s ig h ts   in to   th ce n tr al  te n d en cy ,   s p r ea d ,   an d   s k ewn ess   o f   d ata  as  well   as  en r ich   with   a   b etter   u n d er s t an d in g   o f   th e   o v er all  p e r f o r m an ce   an d   v ar iab ilit y   o f   ex p er i m en tal  co n d itio n s .   T h an aly s is   ap p r o ac h   o f   th is   wo r k   en ab les   to   d r aw  m ea n in g f u co n cl u s io n s   an d   id en tify   an y   ar ea s   th at  war r a n t f u r th er   in v esti g atio n   th e   ex p e r im en ts   ( as   o b s er v ed   later   in   t h is   s ec tio n ) .   T h r esu lts   o f   th ex p er im en ts   f o r   th im p lem en ted   p r o to co ls   B SW ,   s p r ay   an d   wait,   an d   p r o b a b ilis tic  ar s u m m ar iz ed   i n   T ab le  3   aim i n g   at  g iv i n g   an   o v er all  v iew  o f   th e   b e h av io r   a n d   th en   ta k m o r e   in s ig h t .   I n   th e x p er im e n ts ,   th p ar am eter   L   d ea lt  with   ( s p r a y   an d   wait  an d   B SW   p r o to co l s ) ,   wh ile  d elta   is   a   p ar am eter   th at  d ea lt  with   p r o b ab ilis tic  p r o to co l T h two   p ar am et er s   wer in v o lv ed   to   ex p lain   th eir   im p ac o n   th b eh a v io r   o f   th p r o to c o ls .   I n   a d d itio n ,   th r ee   m etr ics  we r tak en   in to   ac co u n t   f o r   co m p ar is o n   in   o r d er   t o   m ea s u r th p er f o r m an ce   o f   th n etwo r k 1 )   th e   n u m b e r   o f   m ess ag es  co n s u m ed   th a wer e   co p ied   an d   d is tr i b u ted   ac r o s s   th n etwo r k .   2 )   th p lace s   co v er e d   with   co m m u n icatio n s .   3 )   Ack n o wl ed g ed   n o d es  wh ich   d escr ib th p r o b ab ilit y   o f   r ec eiv in g   an   ac k n o wled g m en ( A C K) ,   wh ich   ca n   b ex p r ess ed   as  p er ce n tag o f   n o d es  p ar ticip atin g   in   th tr a n s m is s io n .   Fin ally ,   th e   tim o f   f u ll  co n v e r g en ce   ( in   h o u r s )   is   th tim r eq u ir e d   to   ac h iev f u ll  co n v er g e n ce   o f   t h wo r k in g   ar ea   a n d   th a v er ag tim ( in   h o u r s ) ,   th at   is   r e q u ir ed   to   f in is h   th e   ex p er im en ts .   As  s h o wn   in   T ab le  3 ,   f o r   B SW ,   th n u m b er   o f   m ess ag es  was  s ig n if ican tly   in c r ea s ed   f r o m   4 4 8   to   1 2 7 1   with   h ig h e r   L   f ac to r   v al u es  f r o m   3   to   2 0 ,   wh ich   in cr ea s ed   to   1 8 0 %,  wh ile  th tim r eq u ir ed   to   f in is h   ex p er im en ts   d ec r ea s ed   f r o m   2 9 5 . 2   to   2 3 4 . 3 ,   wh ich   m ea n s   th d ec r ea s o f   2 0 %.   T h e   n u m b er   o f   ac k n o wled g e d   n o d es  is   also   r aised   f r o m   0 . 1 4 5 5   at  L 3   to   0 . 2 8 9 5   f o r   L 2 0 ,   w h ich   in   tu r n   s p ee d e d   u p   m ess ag d eliv er y   b u will  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P a r a mete r - o p timiz ed   r o u tin g   p r o to co ls   fo r   ta r g eted   b r o a d c a s t m ess a g es in   s ma r … ( K a r a M h eid e   Al - S o fy )   1061   ad d   o v e r h ea d   t o   th n etwo r k .   On   th o th er   h an d ,   th r esu lts   o f   th e   s p r a y   an d   wait  p r o to c o ex p o s ed   th at  t h e   n u m b er   o f   m ess ag es  co n s u m ed   g r ew  g r ad u ally   f r o m   5 0 2   at  L 3   to   1 2 6 7   a L 2 0   to   r ea c h   1 5 2 p er ce n tag e   wh en   th tim r eq u ir ed   to   c o m p lete  th ex p er im e n ts   d ec lin ed   f r o m   3 9 6 . 8   to   1 6 3 . 2   r e p r e s e n t i n g   a   5 9 r e d u c t i o n   w i t h   t h e   s a m e   c h a n g e   i n   t h e   L   f a c t o r .   F u r t h e r m o r e ,   t h e   n u m b e r   o f   a c k n o w l e d g e d   n o d e s   r o s e   f r o m   0 . 1 6 2 8   a t   L 3   t o   0 . 2 9 0 8   f o r   L 2 0 ,   t h i s   v a r i a t i o n   r es u l ti n g   i n   g r e a t e r   o v e r h e a d   o n   t h e   n et wo r k   c o m p a r e d   t o   t h B SW   p r o t o c o l Fi n a l l y ,   t h e   r esu l t s   o f   t h e   p r o b a b i l is t ic   p r o t o co l   s h o w e d   t h a t   t h e   n u m b e r   o f   m e s s a g es   c o n s u m e d   d i m i n i s h e d   f r o m   3 8 7 6   t o   3 5 6 5 ,   a n   8 %   r e d u ct i o n   as   D el t a   i n cr e a s e d   f r o m   0 . 1   t o   0 . 9 .   I n   t h e   s a m e   w a y ,   t h e   t i m r e q u i r e d   t o   f i n i s h   t h e   e x p e r i m en t s   d r o p p e d   f r o m   7 . 7 8   h o u r s   t o   3 . 8 6   h o u r s ,   a   5 0 %   d e c r e a s e   w it h   t h e   s a m e   c h a n g i n   D e l t a .   T h e   n u m b e r   o f   a c k n o w l e d g e d   n o d e s   a ls o   d e c l i n e d   f r o m   0 . 8 4   a t   D e l t a   0 . 1   t o   0 . 7 7 2   a t   D e lt a   0 . 9 .   A s   t h p r o b a b i l i s ti c   p r o t o c o l   r e q u i r es   le s s   a m o u n t   o f   t i m e   c o m p a r e d   to   o t h e r   p r o t o c o l s ,   i t   i m p o s e d   a   h i g h e r   o v e r h e a d   o n   t h e   n e t w o r k   t h a n   B SW   a n d   s p r a y   a n d   w a i t .       T ab le  3 .   T h p ea k   o b s er v atio n   o f   th r esu lts     P a r a me t e r s   M e ss a g e s   F r a c t i o n   o f   p l a c e s   c o v e r e d   F r a c t i o n   o f   n o d e s   a c k n o w l e d g e d   T i m e   f u l l   c o n v e r g e n c e   A v e r a g e   T i me   ( h o u r )   B i n a r y   s p r a y   a n d   w a i t   L3   4 4 8   0 . 9 9 9 8   0 . 1 4 5 5   2 9 5 . 2   2 9 5 . 3   L5   6 3 6   1   0 . 1 7 2 9   2 3 8 . 5   2 8 0 . 0 2   L7   8 7 6   1   0 . 2 2 0 9   2 6 6   3 0 0   L1 0   9 3 6   1   0 . 2 2 4 8   2 0 2 . 0 2   2 4 1   L2 0   1 2 7 1   0 . 9 9 9 8   0 . 2 8 9 5   2 3 4 . 3   2 3 4 . 6   S p r a y   a n d   w a i t   L3   5 0 2   1   0 . 1 6 2 8   2 8 9 . 2   3 9 6 . 8   L5   7 2 0   1   0 . 1 9 4 5   2 6 1 . 1 6   3 4 9 . 3   L7   8 5 6   0 . 9 9 9 9   0 . 2 1 6 2   2 7 5 . 6   2 7 6 . 4 2   L1 0   9 9 0   0 . 9 9 9 4   0 . 2 3 7 8   2 3 3   2 6 0   L2 0   1 2 6 7   0 . 9 9 9 4   0 . 2 9 0 8   1 6 3 . 2   1 6 3 . 5   P r o b a b i l i st i c   D e l t a   0 . 1   3 8 7 6   0 . 9 2 8 1   0 . 8 4   7 . 7 8   7 . 7 8   D e l t a   0 . 5   3 7 6 7   0 . 9 0 2 8   0 . 8 1 5   4 . 4 6   4 . 4 6   D e l t a   0 . 9   3 5 6 5   0 . 8 9 1 9   0 . 7 7 2   3 . 8 6   3 . 8 6       Fig u r 3   d ep icts   th b en c h m a r k in g   o f   th B SW   p r o to co l .   I also   h ig h lig h ts   th av er ag m ax im u m   m ess ag co n s u m p tio n ,   th av er ag m ax im u m   co v er ed   a r ea ,   an d   th a v er ag e   m ax im u m   p er ce n tag o f   n o d es  th at  r ec eiv ed   m ess ag es,  r esp ec tiv ely .   Fig u r 3 ( a)   r e f lects  clea r   in v er s r elatio n s h ip   b etwe en   m ess ag co n s u m p tio n   an d   t h tim r e q u ir ed   f o r   m ess ag d eliv er y .   As  th L   f ac to r   in c r ea s es,  m ess ag co n s u m p tio n   g r o ws,  wh ile  th tim o f   m ess ag d eliv er y   d ec r ea s es.  Ho wev er ,   an   ex clu s io n   was  o b s er v e d   at  L =7 ,   wh er th p r o to co s h o wed   d e v iatio n   f r o m   its   ty p ical  b eh av io r .   T h is   an o m aly   s u g g ests   th at  asp ec t s   s u ch   as  n etwo r k   d y n am ics  o r   n o d d is tr ib u tio n   m ig h h av im p ac te d   th m ess ag d eliv er y   p r o ce s s .   Desp ite   th in cr ea s in   th e   n u m b er   o f   m ess ag es,  th tim tak en   also   in cr ea s ed   f o r   two   r ea s o n s T h f ir s r ea s o n   is   th m o v em en t p atter n s   ch ar ac ter is tic  at  th USC ,   an d   th s ec o n d   is   th ch allen g o f   lo ca tin g   an   a d jace n n o d th at   ass is t s   in   r elay in g   th m ess ag e.   Ad d itio n ally ,   th er is   d ec lin in   th r ate  o f   m ess ag in cr ea s lik en ed   to   th in itial  s tar tin g   p o in t.  Fo r   ex am p le,   wh en   ch a n g in g   t h e   L   f ac t o r   f r o m   ( 3   to   7 )   th n u m b e r   o f   m ess ag es  in cr ea s es  b y   d o u b le,   wh ile  ch an g in g   th e   f ac to r   f r o m   ( 1 0   to   2 0 )   th e   m ess ag es  r is s lig h tly .   On   th o th er   h an d ,   Fig u r 3 ( b )   s h o ws  th at  th ar ea s   c o v er e d   b y   co m m u n icatio n s   ar e   alm o s f u lly   ac h iev e d   ac r o s s   all  ca s es  as  th s p r a y   f ac to r   ( L )   in cr ea s es  f r o m   3   to   2 0 .   T h is   co m es  at  th ex p en s o f   tim e ,   as  h ig h er   L   r ed u ce s   th tim n ee d ed   f o r   f u ll  co n v er g en ce ,   as  in d icate d   in   T ab le  4 .   Me an wh ile,   Fig u r 3 ( c )   s h o ws  th at  in cr ea s in g   th s p r ay   f ac to r   ( L )   lead s   to   g r ea ter   n u m b er   o f   r ea c h ab le  AC n o d es   in   th s am g iv en   tim f r am e.   I ca n   also   b u s ef u in   u n d er s tan d i n g   th tr ad e - o f f s   b etwe en   th s p r ay   f ac to r   a n d   th AC n o d d is s em in atio n   p er f o r m an ce   in   a   b in ar y   s p r a y - an d - wait  p r o t o co l,  wh ich   is   co m m o n   tech n iq u u s ed   in   d ela y - to ler an n et wo r k   en v i r o n m e n ts .   T h n u m b er   o f   AC n o d es   r ea ch ed   is   a n   im p o r tan t   m etr ic,   as  it  in d icate s   th e   lev el  o f   m ess ag d eliv e r y   co n f ir m atio n   in   th n etwo r k .   Fig u r 4   d ep icts   th b e n ch m a r k in g   o f   th s p r ay   a n d   wait  p r o to co u n d er   th im p ac o f   ch an g in g   th e   s p r ay   f ac to r   ( L 3 ,   5 ,   7 ,   1 0 ,   2 0 )   f o r   th s am m etr ics  in   t h e   p r ev io u s   p r o to c o l.  As  th s p r ay   f ac to r   i n cr ea s es  th n u m b e r   o f   m ess ag es  co n s u m ed   in cr ea s es  as  s h o wn   in   Fig u r 4 ( a ) ,   b u th tim r eq u ir ed   f o r   th m ess ag to   r ea ch   its   d esti n atio n   d ec r e ases   T ab le  4 .   Als o ,   th e   co v er ag p lace s   wer e   alm o s o b tai n ed   c o m p letely   as  s h o wn   in   Fig u r 4 ( b )   at  tim e   r ate  th at  d ec r ea s es  as   th s p r ay   f ac to r   ( L )   in cr ea s es.   Fig u r 4 ( c) ,   d em o n s tr ates   th at  th n u m b e r   o f   n o d es  th at   r ec eiv d ata  m ess ag es  ( AC K)   in cr ea s es  wh en   s p r ay   f ac to r   ( L )   in cr e ases .   T h is   b eh av io r   is   ex p ec ted   b ec au s e,   with   m o r n o d es,  th er will  b m o r p o s s ib le  p ath s   f o r   th m ess ag to   tr av el,   an d   ev e n tu ally   will lea d   to   m o r m ess ag d u p licatio n   a n d   p o ten tial m ess ag lo s s .   Mo r eo v er ,   it  is   o b s er v ed   th at   th B SW   p r o to co l   o u tp e r f o r m s   th s p r ay   an d   wait   p r o to co in   two   way s First,  it  tak es  le s s   t im to   r o u te  th m ess ag to   its   d es tin atio n ,   d u to   th b i n ar y   d is t r ib u tio n   s tr ateg y   it   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Dec em b er   20 25 1 0 5 6 - 1 0 7 1   1062   ad o p ts .   S ec o n d ,   t h n u m b e r   o f   n o d es  r ec eiv in g   th e   m ess ag e s   ( AC K)   is   less ,   wh ich   r ed u ce s   th o v e r h ea d   an d   co n s u m p tio n   o f   n etwo r k   r eso u r ce s .             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 3 .   B en ch m ar k in g   th b i n ar y   s p r a y   an d   wait  in   ter m s   o f :   ( a)   m ess ag es,   ( b )   USC - m o s u l   p lace s   co v er e d ,   an d   ( c)   ac k n o wled g ed   n o d es,  f o r   d if f e r en t v al u es o f   L - f ac to r             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 4 .   B en ch m ar k in g   th s p r ay   an d   wait  p r o to co ls   in   ter m s   o f   in   ter m s   o f :   ( a)   m ess ag e s ,   ( b )   USC - m o s u l   p lace s   co v er ed ,   an d   ( c)   ac k n o wled g ed   n o d es,  f o r   d if f e r en t v alu es o f   L - f ac to r       Fig u r 5   d ep icts   th p r o b a b i lis tic  f lo o d in g   p r o to c o b en c h m ar k in g .   T h er e f o r e,   in   Fig u r 5 ( a)   an   in v er s r elatio n s h ip   was  o b s er v ed   b etwe en   in cr ea s in g   th f ac to r   ( d elta  0 . 1 ,   0 . 5 ,   0 . 9 )   an d   th n u m b e r   o f   m ess ag es  co n s u m ed ,   wh ich   i s   ex p ec ted   b ec au s h i g h er   d elta  v alu in d icate s   h ig h e r   p r o b a b ilit y   o f   th e   n o d f o r war d i n g   th e   m ess ag e.   T h in c r ea s in   d elta  v al u was  ac co m p an ied   b y   d ec r e ase  in   th co v e r ed   p lace s   o b tain ed   an d   th e   n u m b er   o f   n o d es  th at  r ec eiv ed   d ata  m ess ag es  ( A C K)   as  s h o wn   in   Fig u r e s   5 ( b )     an d   5( c)   r esp ec tiv ely ,   wh ich   r ed u ce s   th o v er h ea d   an d   co n s u m p tio n   o f   n etwo r k   r eso u r ce s .   Fin ally ,   s lig h in cr ea s in   d elta  af f ec ted   th ti m m etr ic,   wh ich   was r ed u ce d   b y   h alf   f o r   th m ess ag to   r ea ch   its   d esti n atio n .             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 5 .   B en ch m ar k in g   th p r o b ab ilis tic  f lo o d in g   in   ter m s   o f   in   ter m s   o f :   ( a)   m ess ag es,  ( b )   USC - m o s u l   p lace s   co v er ed ,   an d   ( c)   ac k n o wled g ed   n o d es ,   f o r   d if f e r en t v alu es o f   d elta     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P a r a mete r - o p timiz ed   r o u tin g   p r o to co ls   fo r   ta r g eted   b r o a d c a s t m ess a g es in   s ma r … ( K a r a M h eid e   Al - S o fy )   1063   Fu r th er m o r e ,   th e   th r ee   r o u tin g   p r o to co ls   ac r o s s   th th r ee   m etr ics  wer ev alu ated .   Fig u r es  6   to   1 4   p r esen th b o x p l o an aly s is   f o r   all  ex p er im en ts   co n d u cted .   T h f ig u r es  s h o m u ltip le - c o lo u r ed   b ar s ,   ea c h   r ep r esen tin g   d if f e r en r ep lic ate  ( R 1 ,   R 2 3 ,   R 1 0 ,   etc. ) ,   wh er R   d en o tes  r u n ,   f o r   ea ch   ex p er im en t.  T h y - ax is   d is p lay s   th v alu m ea s u r ed   s u ch   as   th n u m b er   o f   m ess ag es,  th e   f r ac tio n   o f   c o v er ed   p lace s ,   an d   th e   f r ac tio n   o f   ac k n o wled g e d   n o d es,  wh e r ea s   th x - ax i s   lis t s   th d if f er en ex p e r im en ts .   T h is   ty p o f   v is u aliza tio n   allo ws  f o r   co m p ar is o n   o f   th v alu es  ac r o s s   th v ar io u s   r ep licates  an d   ex p e r im en ts .   As  ca n   b e   s ee n   in   th f o llo win g   f ig u r e s ,   all  r u n s   co n tain   o u tlier s   a s   r esu lt  o f   th m o b ili ty   p atter n   u s e d   in   th e   ex p er im en ts .   Fig u r es  6 (a ) - 6( e ) ,   Fig u r es  7 ( a ) - 7 ( e) ,   an d   Fig u r es  8 (a ) - 8( c)   s h o th b o x p l o o f   th n u m b er   o f   d ata  m ess ag es  wh en   v ar y in g   th p ar am eter s   L   ( f o r   s p r ay   a n d   wait)   an d   d elta  ( f o r   p r o b ab i lis tic  f lo o d in g ) .   At  th f ir s t q u ar tile   o f   ea ch   r u n ,   it is   an   ev id en t th at  th p er f o r m an ce   is   n ea r ly   s tab le  wi th   d elay   in   s p r ay   an d   wait  an d   b in ar y   s p r ay   a n d   wait.   T h is   is   r ea s o n ab le  b ec au s th n o d lo ca tio n   o n   th e   m ap   co u ld   b f ar   en o u g h   to   g et  f ast  m ess ag es,  th er ef o r t h s im u latio n s   co n s u m e   lo n g er   tim to   in itiate  s p r ea d in g   m ess ag es,  esp ec ially   with   n o   in te r m ed iate  n o d es  t o   tr an s f er   m ess ag es.  Mo r e o v er ,   th e   f ig u r es  also   s h o a   r elativ ely   d if f er en t   n u m b er   o f   m ess ag es  f o r   t h s am p r o to co p ar am eter s .   T h is   is   n o r m al  s itu atio n   co n s id er in g   th r o u tin g   p r o to co al g o r ith m .   So m ex p er im en ts   f o r   ca lcu latin g   m e s s ag es  s h o ch ief   v alu es  f o r   at  least  o n o f   th e   r ep licates,  in d icatin g   th ey   m ay   b o u tlier s .   E v er y   e x p er im e n r e f lects  d if f er en lev els  o f   co n s is ten cy   am o n g   its   r e p licates.  W h ile  s o m r ep licat es  s h o tig h tly   clu s ter ed   v alu es,  o th er s   s h o m u ch   g r ea ter   v ar iatio n .   As  th r esu lts   o f   ce r tain   ex p er im en ts   d if f er ed   ac r o s s   r ep licates,  it  m ay   b a n   in d icatio n   o f   h o th m o b ilit y   p atter n   a f f ec t ed   th ex p er im en tal  c o n d itio n s .   Similar ly ,   Fig u r es  9 (a ) - 9 ( e) ,   Fig u r es  1 0 (a ) - 1 0 ( e ) ,   an d   Fig u r es  1 1 (a ) - 11( c)   s h o th f r ac tio n s   o f   co v er ed   p lace s   in   t h USC - Mo s u l   u s in g   th e   th r ee   r o u tin g   p r o to co ls   wh en   v ar y i n g   t h p a r a m eter s   L   an d   Delta.   Ho wev er ,   it  ca n   b o b s er v ed   t h at  m an y   o u tlier s   ar s h o wn   in   th f ig u r es.  T h r ea s o n   b e h in d   th is   b eh av io r   is   th at  wh en   th s im u latio n s   s tar t,  m o s o f   th ar ea   ar n o r ea c h ed   b y   th n o d es,  wh ich   ca u s es  m o s o f   th ar ea s   n o co v er e d .   d if f er en p atte r n   is   n o ticed   wh en   test in g   th v ar iatio n s   in   th f r ac tio n   o f   ac k n o wled g e d   n o d es   in   USC - Mo s u l ,   as  illu s tr ated   in   Fig u r es  1 2 (a ) - 1 2 ( e) ,   Fig u r e s   1 3 (a ) - 1 3 ( e) ,   an d   Fig u r es  1 4 (a ) - 1 4 ( c) .   Fro m   an   ap p licatio n   p er s p ec tiv e,   th f r ac tio n   o f   ac k n o wled g ed   n o d e s   an d   th eir   r esp o n s to   an   ev e n in d icate   th at  th e   m ess ag r ea ch es  lar g er   p o r tio n   o f   th p o p u latio n .   Ho w ev er ,   th is   in cr ea s ed   s h a r in g   m ay   s tr ain   s y s tem   ca p ac ity   b y   co n s u m in g   cr itical  n o d r eso u r ce s ,   wh ich   p o ten tially   af f ec ts   th o v er all  r elia b ilit y   an d   r esp o n s e   tim o f   th s y s tem .   T h e   b o x p lo t   r ev ea ls   m o s tly   s tab le  b eh a v io u r   wh en   o b s er v in g   th e   f r ac tio n   o f   ac k n o wled g e d   n o d es  in   USC - Mo s u l .   W h ile  in s tab ilit y   ca n   p o s wea k n ess   in   s y s tem   d es ig n ,   it  is   ess en tial  to   p r ed ict  p er f o r m an ce   an d   p r e p ar p lan s   ac co r d i n g ly .   On   th o th er   h an d ,   th is   v ar iab ilit y   als o   p r o v id es   v alu ab le   in s ig h t in to   th p r ed ictab ilit y   o f   n o d p ar ticip atio n   in   r esp o n s es.             ( a)   ( b )   ( c)         ( d )   ( e)     Fig u r 6 .   Var iatio n s   in   th n u m b er   o f   m ess ag es sp r ea d   in   U SC - m o s u l   u s in g   th b in ar y   s p r ay   an d   wait  f o r   3 0   r u n s ,   wh er t h s u b f ig u r es :   ( a)   to   ( e)   c o r r esp o n d s   to   L =3 , 5 , 7 , 1 0 ,   an d   2 0   r esp ec tiv ely   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 7 7 6   I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l ,   Vo l.  14 ,   No .   3 Dec em b er   20 25 1 0 5 6 - 1 0 7 1   1064   T h is   en ab les  ea r ly   ass es s m en o f   th n etwo r k ' s   m ess ag tr a n s m is s io n   lo ad   an d   ch an n el  u tili za tio n ,   o f f er in g   clea r er   u n d e r s tan d i n g   o f   th p o ten tial im p ac t o n   th DT N.   T h is   in f o r m atio n   s u p p o r ts   ev alu atin g   th e   s ca lab ilit y   an d   ca p ac ity   p lan n in g   r eq u ir ed   to   ac c o m m o d at th an ticip ated   lo ad .   I n s tab ilit y   ca n   ch allen g p er f o r m an ce   p r ed ictab ilit y ,   b u u n d er s tan d in g   th e   lev el  o f   n o d p ar ticip atio n   i n   s p ec i f ic  ap p licatio n s   is   ess en tial  to   m ak in g   in f o r m ed   d ec is io n s   r eg a r d in g   n et wo r k   r eso u r ce s   an d   o p tim iz in g   co m m u n icatio n   ch an n els.  C o n s id er in g   th is   f a cto r   d u r in g   th d esig n   a n d   i m p lem en tatio n   s tag es  allo ws  u s   to   m itig ate  th e   n eg ativ ef f ec ts   o f   i n s tab ilit y   an d   e n s u r e f f ec tiv m ess ag tr an s m is s io n   an d   n etwo r k   p er f o r m a n ce .   Acr o s s   m u ltip le  g r ap h   ex p e r im en ts ,   t h er ap p ea r   to   b co n s is ten p atter n s ,   s u ch   as  ce r tain   ex p e r i m en ts   c o n s is ten tly   s h o win g   h ig h e r   o r   lo wer   v alu es  co m p ar ed   to   o t h er s .   Als o ,   th b o x   p lo ts   r ev ea v ar y i n g   d e g r ee s   o f   v ar iab ilit y   with in   ea ch   ex p er im en t,   with   s o m h av in g   tig h tly   clu s ter ed   r ep licates  an d   o t h er s   d is p lay in g   b r o ad er   s p r ea d   o f   v al u es.  B esid es,  s ev er a in d iv id u al  d ata  p o in ts   ap p ea r   to   b o u tlier s ,   s ig n if ican tly   d ev i atin g   f r o m   th e   m ain   d is tr ib u tio n .   T h er m ay   b m o b ilit y   f ac to r   in f lu en cin g   th o u tco m es  y ield   o u tlier s .   I co u ld   in d icate   d if f er en ce s   in   e x p er im e n tal  co n d itio n s   at  ea ch   r u n .             ( a)   ( b )   ( c)         ( d )   ( e)     Fig u r 7 .   Var iatio n s   in   th n u m b er   o f   m ess ag es sp r ea d   in   U SC - m o s u l   u s in g   th s p r ay   a n d   wait   f o r   3 0   r u n s ,   wh er th s u b f i g u r es :   ( a)   t o   ( e )   co r r esp o n d s   to   L = 3 , 5 , 7 , 1 0 ,   a n d   2 0   r esp ec tiv ely             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 8 .   Var iatio n s   in   th n u m b er   o f   m ess ag es sp r ea d   in   U SC - m o s u l   u s in g   th p r o b ab ilis tic  f lo o d in g ,   wh er th s u b f ig u r es :   ( a)   to   ( c )   co r r e s p o n d s   to   Delt a= 0 . 1 , 0 . 5 ,   an d   0 . 9   r esp ec tiv ely     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J I n f   &   C o m m u n   T ec h n o l     I SS N:   2252 - 8 7 7 6       P a r a mete r - o p timiz ed   r o u tin g   p r o to co ls   fo r   ta r g eted   b r o a d c a s t m ess a g es in   s ma r … ( K a r a M h eid e   Al - S o fy )   1065           ( a)   ( b )   ( c)         ( d )   ( e)     Fig u r 9 .   Var iatio n s   in   th f r a ctio n   o f   c o v er e d   p lace s   in   USC - m o s u l   u s in g   th b in ar y   s p r a y   an d   wait,   wh e r th s u b f ig u r es :   ( a)   to   ( e )   co r r e s p o n d s   to   L =3 , 5 , 7 , 1 0 ,   an d   2 0   r esp ec tiv ely             ( a)   ( b )   ( c)         ( d )   ( e)     Fig u r 1 0 .   Var iatio n s   in   th f r ac tio n   o f   c o v er e d   p lace s   in   USC - m o s u l   u s in g   th s p r ay   an d   wait,   wh er th s u b f ig u r es :   ( a)   t o   ( e)   co r r esp o n d s   to   L =3 , 5 , 7 , 1 0 ,   a n d   2 0   r esp ec tiv ely             ( a)   ( b )   ( c)     Fig u r 1 1 .   Var iatio n s   in   th f r ac tio n   o f   c o v er e d   p lace s   in   USC - m o s u l   u s in g   th p r o b a b ilis ti f lo o d in g ,   wh er th s u b f ig u r es :   ( a)   to   ( c )   co r r e s p o n d s   to   Delta= 0 . 1 , 0 . 5 ,   an d   0 . 9   r esp ec tiv ely     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.