I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b er   20 25 ,   p p .   5 4 6 6 ~ 5 4 8 3   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 6 . pp 5 4 6 6 - 5 4 8 3           5466       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A new  alg o rithm  for qua lity - of - ser v ice impro v ement  in  mo bile  a d hoc net wo rks       H a na f y   M .   Ali 1 ,   Adel  F .   E l - K a bb a ny 2 ,   Ya hia   B .   H a s s a n 3   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r a n d   S y st e ms En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   En g i n e e r i n g ,   M i n i a   U n i v e r si t y ,   M i n i a ,   E g y p t   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   M i n i a   U n i v e r si t y ,   M i n i a ,   Eg y p t   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   H i g h e r   I n st i t u t e   o f   En g i n e e r i n g ,   M i n i a ,   Eg y p t       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   2 3 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Au g   2 7 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Sep   1 6 ,   2 0 2 5       Th e   q u a li ty   o se rv ice   (Qo S i n   m o b il e   a d   h o c   n e tw o rk (M AN E Ts)  p lay a   c ru c ial  ro le   in   o p ti m izin g   o v e ra ll   n e two r k   re so u rc e   u ti li z a ti o n .   M AN E T   ro u ti n g   p r o to c o ls,  fu n d a m e n tal  t o   Qo S ,   d e m a n d   a d a p ti v e   a n d   sw ift   so lu t io n s   fo e fficie n p a th   se a rc h in g .   In   t h is  c o n tex t ,   o u p a p e in tr o d u c e a   n o v e l   a lg o rit h m   b a se d   o n   M AN ET s,  e m p lo y i n g   a   h y b r id   a p p r o a c h   t h a c o m b in e s   a n c o lo n y   o p ti m iza ti o n   (ACO with   h y b ri d   m u lt i p a th   q u a li ty   o se rv ice   a n (HMQAn t)  ro u ti n g   p r o to c o ls.   Ou a lg o rit h m   e m p h a siz e b a n d wi d th   o p ti m iza ti o n   a a   p iv o tal  fa c to f o p r o v i d in g   e ffe c ti v e   p a th s.  B y   in c o rp o ra ti n g   b a n d wi d t h   a a   sig n if ica n p a ra m e ter  in   th e   M AN ET s   a lg o rit h m ,   we   a im  t o   e n h a n c e   it o v e ra ll   p ro p e rti e s.  T h e   p r o p o s e d   ro u ti n g   p ro t o c o l,   fo c u si n g   o n   b a n d wid t h   o p ti m iza ti o n ,   is  a n t icip a ted   to   imp ro v e   th e   d e li v e ry   o to tal  n e two rk   traffic.  Ev a lu a ti o n   o th e   a lg o rit h m ' p e rfo rm a n c e   is  c o n d u c ted   t h ro u g h   Qo S   m e tri c s,  wh ich   a re   o v e r h e a d ,   e n d - to - e n d   d e lay ,   a n d   j it ter,  th r o u g h p u ts,   u ti li z in g   a   M ATLAB  sim u lat o r.   S imu lati o n   re su lt s   in d ica te  th a o u p ro p o se d   ro u ti n g   p ro to c o l   h o ld a   d isti n c a d v a n tag e   c o m p a re d   to   a d   h o c   o n - d e m a n d   d istan c e   v e c to (AO DV ),   d e stin a ti o n - se q u e n c e d   d istan c e   (DSDV),  d y n a m ic  so u rc e   ro u ti n g   (DSR),   a n d   h y b rid   a n t   c o lo n y   o p ti m iza ti o n - b a se d   (AC O)  ro u ti n g   p ro t o c o l   c a ll e d   (AN TM AN ET )   a lg o rit h m s .   K ey w o r d s :   An t c o lo n y   o p tim izatio n   Hy b r id   r o u tin g   Mo b ile  ad   h o n etwo r k s   Mo b ilit y   Qu ality   o f   s er v ice   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 :   Ad el  F.  E l - Kab b an y     Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   Min ia  Un iv er s ity   Min ia,   E g y p t   E m ail:  Kab an y _ 2 0 0 8 @ y ah o o . co m       1.   I NT RO D UCT I O N   R ec en y ea r s   h a v witn ess ed   in cr ea s in g   in ter est  with   m o b ile  ad   h o c   n etwo r k   ( MA NE T )   r o u tin g   alg o r ith m s   [ 1 ] .   MA NE T ,   ch a r ac ter ized   b y   an   in te r co n n ec ted   s y s tem   o f   m o b ile  wir eless   n o d es,  f ac ilit ates   co m m u n icatio n   o v er   wir eless   lin k s   with   lim ited   b an d wid th .   I n   MA NE T ,   ea ch   n o d p o s s ess es  th f lex ib ilit y   to   f u n ctio n   as  s en d er ,   r ec eiv er ,   o r   r o u ter .   T h ese  n etwo r k s   ca n   d y n am ically   estab lis h   th e m s elv es  am o n g   a n y   s et  o f   wir eless   u s er s   with o u th n ee d   f o r   p r e - ex is tin g   i n f r astru ctu r e.   R o u tin g   i n v o lv es  g u id in g   th f lo o f   d ata  f r o m   s o u r ce   to   d esti n atio n   with   th e   aim   o f   o p tim izin g   n etwo r k   p er f o r m an ce .   Owin g   to   th m o b ile   n atu r e   o f   n o d es  i n   MA NE T s ,   t h n etwo r k ' s   to p o lo g y   u n d er g o es  co n s tan ch a n g es,  ca u s in g   p a th s   th at  wer e   o n ce   ef f icien to   b ec o m i n ef f icien o r   im p r ac tical  s wif tly .   MA NE T   is   ty p o f   wir eless   a d   h o n etwo r k ,   also   k n o wn   as  an   a d   h o wir eless   n etwo r k ,   th at  t y p ically   o p er a tes  with in   an   ad   h o n etwo r k in g   f r a m ewo r k   [ 1 ] .   Nu m er o u s   ch allen g es  an d   o b s tacle s   en co u n ter ed   in   MA NE T s   p o s s ig n if ican h u r d les  in   th co m m u n icatio n   p r o ce s s   [ 2 ] .   Desig n in g   s y s te m s   to   f ac ilit ate  co m m u n icatio n   with in   MA NE T s   b ec o m es  ex ce ed in g ly   d if f icu lt  with o u th o r o u g h   u n d e r s tan d in g   an d   an ticip atio n   o f   th ese  ch allen g es.  R o u tin g   s tan d s   o u as  f u n d am e n tal   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n ew a lg o r ith fo r   q u a lity - of - s ervice  imp r o ve men t in   mo b ile  a d   h o n etw o r ks   ( Ha n a fy  M .   A li )   5467   r esp o n s ib ilit y   o f   ea ch   n o d with in   MA NE T .   Giv en   th in h er en m o b ilit y   ch ar ac ter is tic  o f   MA NE T s ,   n etwo r k   r ec o n f ig u r atio n   in to   v iab le  r o u tes  b ec o m es  im p e r ativ f o r   c o m m u n icatio n   to   o cc u r .   T h is   task   is   p r im ar ily   ac co m p lis h ed   th r o u g h   r o u tin g   s tr ateg ies  ca teg o r ized   as  m u lti - h o p   r o u tin g .   T h ef f icien cy   o f   a   n etwo r k ,   as  in d icate d   b y   its   q u ality   o f   s er v ice   ( Qo S),   is   cr u cial,   r ef lectin g   th e   p ac k et   d eli v er y   r atio   ( PDR )   o f   co m m u n icatio n .   Dif f er en t   r o u tin g   s tr ateg ies  y ield   v ar y in g   Qo S,  h ig h lig h tin g   t h im p o r tan ce   o f   s elec tin g   ap p r o p r iate  r o u tin g   ap p r o ac h e s   to   m ee t c o m m u n icatio n   r e q u ir em en ts .   C o n s eq u en tly ,   r o u tin g   in f o r m atio n   in   MA NE T s   n ee d s   m o r f r eq u en t   u p d ates  co m p a r ed   to   wir e d   n etwo r k s .   T h r ea ctiv e   r o u ti n g   p r o to c o ls   d y n am ic  s o u r ce   r o u tin g   ( DSR )   an d   a d   h o o n - d em a n d   d is tan ce   v ec to r   ( AODV )   s h ar e   n u m e r o u s   f ea tu r es.  T h an t   r o u tin g   alg o r ith m   is   em p lo y e d   to   e n h an ce   t h Qo S   in   MA NE T s .   T h is   s tu d y   in tr o d u ce s   n o v el  MA NE T   r o u tin g   alg o r ith m   g r o u n d e d   in   an alg o r ith m s   with   th e   o b jectiv o f   im p r o v in g   n etwo r k   p er f o r m an ce .   An co lo n y   o p tim izatio n   ( A C O) ,   wid ely   r ec o g n ized   s war m   in tellig en ce   ( SI)   tech n iq u e,   d r aws  in s p ir atio n   f r o m   th n at u r al  f o r ag in g   b eh a v io r   o f   r ea an ts   as  th ey   ex p lo r th eir   s u r r o u n d in g s   in   s ea r ch   o f   f o o d .   T h a n m a k es  d ec is io n s   ab o u its   n e x m o v b y   ass ess in g   th q u an tity   o f   p h er o m o n e s   p r esen alo n g   th e   p ath   lead in g   to   th e   n ex t   n o d e.   T h ch allen g o f   d is co v er in g   t h s h o r test   p at h s   clo s ely   c o r r e s p o n d s   to   n etwo r k   r o u tin g   p r o b lem s   [ 2 ] .   T h er e   h as  b ee n   a   n o tab le   s u r g e   in   th e   s cien tific   co m m u n ity ' s   in ter est  in   AC r ec en tly .   Giv en   its   r o b u s an d   ad ap tiv e   ch ar ac ter is tics ,   AC ca n   b ef f ec tiv ely   ap p lied   in   r o u tin g   alg o r ith m s   an d   in   ass ig n m en t a n d   s ch ed u lin g   tas k s   [ 3 ] .   T h co n tr i b u tio n s   o f   th is   p ap e r   ar co n s id er ed   as f o llo ws:   a.   h y b r id   AC is   p r o p o s ed   as  th r o u tin g   alg o r ith m ,   b el o n g in g   to   th class   o f   SI  r o u tin g   alg o r ith m s .   R en o wn ed   f o r   its   s u p er io r   p er f o r m an ce ,   th is   alg o r ith m   s tan d s   o u in   co m p ar is o n   to   o th e r   MA NE T   r o u tin g   alg o r ith m s   lik AODV ,   ANT MA NT ,   an d   d esti n atio n - s eq u e n ce d   d is tan ce   ( DSDV)   [ 2 ]   b.   T h s u g g ested   r o u tin g   p r o to c o d em o n s tr ates  ef f ec tiv e   p er f o r m an ce   in   MA NE T s   ch ar ac ter ized   b y   h i g h   m o b ilit y .   I ef f ec tiv ely   ad d r es s es  ch allen g es  as s o ciate d   with   r eso lv in g   r o u tin g   is s u es  th at  ar is d u to   th in cr ea s ed   m o b ilit y   with in   t h n etwo r k .   c.   Als o ,   th p r esen ted   p r o to co l   in co r p o r ates  two   em b ed d e d   t ec h n iq u es.  T h in itial  m et h o d   co m b in es  th L o ca Z o n e   a p p r o ac h   a n d   t h No r th   Neig h b o r   tab le.   L ev er ag in g   th ca p a b ilit y   o f   n o d es  to   ac q u i r lo ca tio n   in f o r m atio n   th r o u g h   v ar io u s   m ea n s ,   th is   ap p r o ac h   aim s   to   m in im ize  n etwo r k   o v er h ea d   t h r o u g h   th s tep   o f   r o u te  d is co v e r y   an d   d ec r ea s th r o u tin g   tab le  s ize.     d.   T h g o al  is   to   en s u r q u ick er   co n v er g en ce   with in   t h n etwo r k .   T h e   s ec o n d   tech n iq u d e p e n d s   o n   t h b a n d   p ath   s elec tio n s ,   wh ich   s elec t th p ath   th at  h as a   b an d wid th   m o r th an   th th r esh o ld   b a n d wid th .     e.   T h p er f o r m a n ce   o f   th p r o p o s ed   r o u tin g   alg o r ith m   h as  b ee n   ass ess ed   ac r o s s   d iv er s s ce n ar io s ,   co m p ar in g   it  with   th AC O   r o u tin g   alg o r ith m   an d   s ev er al  co n v en tio n al  r o u tin g   alg o r ith m s ,   s u ch   as   AODV ,   DSR ,   an d   DSDV  [ 4 ] .   I n   ad d itio n   to   ANT MA NE T ,   HM QAn is   an o th er   r o u tin g   p r o to c o in co r p o r ated   in to   th p r o p o s ed   alg o r ith m .   T h cu r r en t   ar ticle  is   o r g an iz ed   as:  s ec tio n   2   b r ief ly   d is cu s s es  r elate d   wo r k .   Sectio n   3   e x p lain s   th e   p r o p o s ed   r o u tin g   alg o r ith m   f o r   MA NE T .   T h e n ,   t h ex p er im en tal  r esu lts   with   d if f e r en s ce n ar io s   ar e   s h o wn   i n   s ec tio n   4 .   Fin ally ,   s ec tio n   5   illu s tr ates th m ain   co n clu s io n   o f   th p r o p o s ed   al g o r ith m .       2.   RE L AT E WO RK   I n   ad   h o n etwo r k s   ( MA NE T s ) ,   ea ch   n o d m u s b e   ab le  to   r ed ir ec d ata  to   th o th e r   n o d e .   Dif f er en t   r o u tin g   alg o r ith m s   h av e   b ee n   p r o v id ed   to   e n s u r a d eq u a te  p er f o r m an ce   f o r   MA NE T   n etwo r k s .   C u s to m   r o u tin g   is   class if ied   as p r o ac ti v e,   in ter ac tiv e,   a n d   m i x ed   r o u t in g   p r o to co ls   [ 5 ]   Acc ep ted   an d   u p d ate d   p r o to c o ls   ar k ep in   th s er ial  r o u ti n g   o f   all  n o d es  with in   th s er ial  r o u tin g   p r o ce s s   ac r o s s   all  n o d es,  u n lik o n - d e m an d   r o u tin g   wh e r p ath s   ar cr ea ted   o n ly   wh e n   r eq u ested   b y   t h e   s o u r ce   n o d e.   Occ asio n ally ,   n o d lo o k s   with in   th n etwo r k   to   o b tain   r o u tin g   d ata.   T h es p r o to co ls   in cu r   a   f ix ed   o v e r h ea d   c o s t,  as  th ey   d o   n o r el y   o n   d y n am ic  tr a f f i co n d itio n s   an d   o p er ate  with in   p r ed eter m i n ed   m ax im u m   lim it.  T h is   ch ar ac t er is tic  is   ty p ical  o f   p r o ac tiv e   r o u tin g   p r o t o co ls   s u ch   as  g l o b al  s tate  r o u tin g   ( GSR ) ,   o p tim ized   lin k   s tate  r o u tin g   ( OL SR ) ,   an d   DSDV   [ 3 ] .   OL SR   [ 6 ]   is   an   im p r o v em e n o f   th e   p u r e   lin k   s tatu s   alg o r ith m   an d   u s es  th e   m u lti - p o in t   r el ay   th eo r y   ( MPR )   to   r e d ir ec co n tr o l   tr af f ic,   p r o p o s ed   f o r   d is tr ib u tio n   i n   th e   en tire   n etwo r k .   T h e   MPR   g r o u p   is   s elec ted   to   co v er   all  n o d es  lo ca te d   two   s tep s   awa y .   OL SR   wo r k s   with   p er io d ic  r ep lace m e n o f   m ess ag es  s u ch   as  h ello   m ess ag es  an d   to p o lo g y   co n t r o ( T C )   o n ly   th r o u g h   its   MPR .   T h p ar am eter s   OL SR   u s es  to   co n tr o p r o to co o v er h ea d s   ar th welc o m b r ea k   p ar am eter ,   th T C   b r ea k   p ar am eter ,   th MPR   r ep o r tin g   p ar am eter ,   a n d   th e   T C   r ed u n d a n cy   p a r am eter .   I n   GSR   [ 7 ] ,   n o d k ee p s   r e co r d   o f   lin k   s tatu s   in f o r m atio n ,   wh ich   is   r eg u lar ly   u p d ated   u s in g   d ata  r ec eiv ed   f r o m   n eig h b o r in g   n o d es.  Per io d ically ,   n o d s h ar es  its   lin k   s tatu s   o n ly   with   its   im m ed iate  n eig h b o r s .   T h is   s elec tiv ex ch an g s ig n if ican tly   r e d u ce s   th v o lu m o f   co n tr o m ess ag es  cir cu latin g   in   th Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 4 6 6 - 5 4 8 3   5468   n etwo r k .   Ho wev er ,   th e   u p d ate   m ess ag es  th em s elv es  ar e   r ela tiv ely   lar g e,   an d   t h eir   s ize  c o n tin u es  to   in cr ea s as th n etwo r k   e x p an d s .   I n   th e   DSDV  p r o to co l   [ 8 ] ,   ea ch   n o d e   m ain tain s   s eq u en t ial  r o u tin g   f o r   all  k n o wn   d e s tin atio n s .   R o u tin g   d ata  is   u p d ated   f r o m   tim to   tim e.   E ac h   MA NE T   n o d m ai n tain s   tab le  th at  c o n tain s   d ata  o n   all   ex is tin g   d esti n atio n s ,   th e   n ex t   n o d t o   r ea c h   th e   d esti n atio n ,   th b u lk   o f   h o p s   to   r ea ch   th d esti n atio n ,   an d   th s eq u en ce   n u m b er .   Fro m   tim e   to   tim e,   th n o d e   s en d s   th is   tab le  to   all  n eig h b o r s   to   m ai n tain   th s tr u ctu r e ,   ad d in g   to   t h g r id   l o ad .   E ac h   en tr y   in   th e   r o u tin g   ta b le  is   m ar k ed   b y   an   o r d er   n u m b er   ass ig n ed   b y   th d esti n atio n   n o d e.   Seq u e n ce   n u m b er s   allo m o b ile  n o d es  to   d is tin g u is h   o ld   r o u tes  f r o m   n ew  o n es,  th e r eb y   av o id in g   th s tr u ctu r o f   r o u ti n g   lo o p s .   Var g h ee s et  a l.   [ 2 ]   p r esen n o v el  ap p r o ac h   to   m u ltip ath   r o u tin g   in   m o b ile  ad   h o n etw o r k s   b ased   o n   th e   m u lti - h o p   r o u tin g   ( MH R )   tech n iq u e .   MH R   in v o lv es  t h s eq u e n tial  s elec tio n   o f   a p p r o p r iate  r elay   n o d es   to   tr an s m it  d ata  ac r o s s   n o d es  t h at  ar n o d ir ec tly   with in   r an g o f   ea ch   o th er .   Ho wev er ,   in ef f ec tiv MH R   ca n   lead   to   v ar io u s   ad v er s o u tco m es,  in clu d in g   u n s u cc ess f u d ata  tr an s m is s io n   with in   t h M ANE T .   T o   ad d r ess   th is   ch allen g e,   t h au t h o r s   p r o p o s ed   p r io r ity   d y n am ic  r o u tin g   ( PB DR ) ,   wh ich   aim s   to   en h an ce   th e   ef f icien cy   o f   MH R   in   d y n am ic  MA NE T   en v ir o n m en ts   b y   m itig atin g   n o d lin k   f ailu r es  ( NL F)  in   th n etwo r k .   T h is   r esear ch   co m p r is es  th r ee   m a in   co m p o n e n ts th d esig n   o f   th e   PB DR   p r o to co l,   its   im p lem en tatio n ,   an d   p er f o r m an ce   ev al u atio n   in   s im u lated   MA NE T   s ce n ar io s .   T h r o u g h   e x ten s iv s im u latio n s ,   th m eth o d   d em o n s tr ated   t h ef f ec ti v en e s s   o f   PB DR   in   im p r o v in g   d ata  tr an s m is s io n   r eliab ilit y   an d   r e d u cin g   NL o cc u r r e n ce s   co m p ar ed   to   e x is tin g   r o u tin g   p r o t o co ls .   Ov er all,   PB D R   o f f er s   p r o m is in g   s o lu tio n   f o r   ac h iev in g   ef f icien t m u ltip ath   r o u tin g   in   MA NE T s ,   th er eb y   en h an cin g   n etwo r k   r o b u s tn ess   an d   p er f o r m an ce .   T em p o r ar y   o r d er e d   r o u tin g   al g o r ith m   ( T OR A)   is   also   o n o f   th r ea ctiv r o u tin g   n etwo r k s   [ 9 ] .   I t   d y n am ically   a d ju s ts   co n n ec tio n s   to   f in d   t h b est  r o u te,   m an ag es  ch an n els,  elim in ates  u n n ec ess ar y   p ath s ,   an d   estab lis h es  r o u tes.  Desp ite  th e s ca p ab ilit ies,  it  lack s   s u p p o r f o r   m u lticast in g .   AODV ,   o n   th o th er   h an d ,   is   b o th   s ca lab le  a n d   lo o p - f r ee ,   f ac ilit atin g   u n icast  an d   m u l ticast  p ac k et  tr an s m is s io n   w ith   m in im al  d elay .   Ho wev er ,   it  n ec ess itate s   m o r f r eq u en r o u te  tab le  u p d ate s   an d   in ten s iv p r o ce s s in g ,   p o ten tially   lead in g   to   d eg r ad e d   n etwo r k   p er f o r m an c as  it  s ca les.  C o n v er s ely ,   D SR   s wif tly   r esto r es  lo s o r   b r o k en   p ath s ,   u tili ze s   m u ltip ath   r o u tin g ,   an d   co n s er v es  en er g y .   No n et h eless ,   it  ta k es  lo n g er   to   id en tify   th o p ti m al  p ath   an d   in cu r s   p r o lo n g ed   en d - to - e n d   d elay s .   DSDV  f u r n is h es  r ea d ily   av ailab le  r o u tes  f r o m   s o u r ce   to   d e s tin atio n ,   r ed u cin g   p ath   d eter m in atio n   tim an d   co n s eq u en tly   m in im izi n g   d ela y s .   I n   th is   p ap er ,   co m p a r is o n   is   m ad b etwe en   AC O - b ased   r o u tin g   an d   AI - d r iv en   m eth o d s ,   p ar ticu la r ly   r e in f o r ce m e n lear n in g   ( R L )   an d   d ee p   Q - lear n in g   ( DQL ) ,   as sh o wn   in   T a b le  1 .       T ab le  1 .   C o m p a r is o n   b etwe en   AC O - b ased   r o u tin g   with   AI - d r iv en   m eth o d s   C r i t e r i a   A C O - b a s e d   r o u t i n g   M L/ D Q L - b a s e d   r o u t i ng   A d a p t a b i l i t y   H i g h   ( p h e r o m o n e - b a se d   l e a r n i n g )   H i g h   ( r e w a r d - d r i v e n   p o l i c y   u p d a t e s)   C o n v e r g e n c e   t i me   F a st e r   i n   sma l l   n e t w o r k s   M a y   r e q u i r e   l o n g   t r a i n i n g   t i me   M e m o r y / C P U   r e q u i r e me n t s   M o d e r a t e   H i g h   ( e s p e c i a l l y   w i t h   D N N s)   I n t e r p r e t a b i l i t y   H i g h   O f t e n   t r e a t e d   a a   b l a c k   b o x   M o b i l i t y   h a n d l i n g   G o o d   ( r e a c t s t o   p a t h   d e g r a d a t i o n )   N e e d s   r e t r a i n i n g / r e i n f o r c e me n t   Ex a m p l e   p r o t o c o l s   A n t H o c N e t ,   A C O - H M Q A n t   Q - R o u t i n g ,   D Q L - M A N ET       3.   P RO P O SE AL G O R I T H M   3 . 1 .     Appl y ing   ba nd width  m et ric   T h p r o p o s e d   r o u ti n g   t ec h n i q u c h o o s es   t h f o ll o wi n g   i n t e r m ed iat n o d e f o r   d est in ati o n     at  e ac h   in t er m e d i at e   n o d   u s i n g   th e   p r o b a b ili ty   f u n ct io n   , , .   T h e   p h er o m o n e   v al u e ,   t h e   h eu r is t ic   f u n cti o n ,   an d   t h e   ty p ic al   laten c y   o f     n e ig h b o r s   a ll   i n f l u e n c e   t h is   p r o b ab ili ty   f u n cti o n .   E q u ati o n   ( 1 )   is   th e   p at h   s el ec ti o n   p r o b a b i lit y   f u n ct io n :      = (  ) (  )    ( 1 )     T h a n t   m o v i n g   p r o b a b i lit y   o n   t o   n o d   f r o m   n o d   to   n o d ( )   is   c o m p u t ed   b y   ( 2 )   an d   ( 3 ) .   N o t t h e    r e p r ese n ts   s et   o f   n e ig h b o r s .   E q u a ti o n   ( 4 )   r e p r ese n ts   t h e   h e u r is ti c   v al u e   ,   w h i ch   r e lies   o n   th e   q u eu e   len g t h   a   n o d e   .     , , = (  ) (  ) ( ( )  ) 1 ( ( )  ) 2 (  ) (  ) ( ( )  ) 1 ( ( )  ) 2       ( 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n ew a lg o r ith fo r   q u a lity - of - s ervice  imp r o ve men t in   mo b ile  a d   h o n etw o r ks   ( Ha n a fy  M .   A li )   5469   , , = ( ) ( ) (  ) (  ) =       ( 3 )     , = 1 ,     ( 4 )     W h e r ( , , )   is   t h e   a m o u n o f   t h e   d ep o s it e d   p h er o m o n e,   r ep r es e n t ed   as  q u e u le n g t h   f r o m   n o d e     to   n o d    is   t h e   s et   o f   n ei g h b o r s   o f     o v er   w h ic h   a   p at h   t o   th d esti n a t io n   .   Als o ,   ( )   r ef e r s   t o   t h e   b a n d wid th   a t   n o d .   F o r   b an d w id th   m ea s u r e m e n ts ,   e ac h   ar ch   ( , )   in   n etw o r k   is   ass i g n e d   t o   r ea n u m b e r   ,   wh ic h   is   co m p u te d   in   ( 5 ) .      ( ) = ( , , , , , )   ( 5 )     T o   f i n d   a   p a th   f r o m     t o     t h a t   o p ti m iz es      is   t h e   r o u ti n g   p r o b l em   .   T h e   s u g g est ed   al g o r i th m ' s   g o al   is   to   en s u r e   t h e   Q o S st a n d ar d s   a r e   m et .   As  r es u l t,   t h e   r e q u ir em e n t   t h at   m u s t   b e   m et   is   r ep r es e n ted   i n   ( 6 ) .      ( )         ( 6 )       W h e r e     is   t h e   o r i g i n a r e q u i r e d   b a n d w id t h   f o r   t h e   t r a n s m is s i o n   in   t h e   p r o p o s e d   r o u ti n g   al g o r ith m .     3 . 2 .     P r o po s ed   ro uting   a lg o ri t hm   f o M ANET s   v ec t o r   o f   , ,   an d     is   u s ed   t o   d e f i n th p o s iti o n al   i n f o r m ati o n   o f   MA N E T   n o d e ,   wi th   ,   an d   r e p r ese n t in g   c o o r d i n a tes  in   t h r ee - d im en s io n a s p a ce   a n d     r ep r es en ti n g   ti m e   AC is   u s e d   in   th is   r es ea r c h   to   r e d u ce   n e two r k   o v e r h e ad   an d   m i n i m i ze   d ela y s   r es u lti n g   f r o m   f r e q u e n t   n o d e   m o v e m e n ts   a n d   co n s t a n tl y   ch an g i n g   t o p o lo g i es   i n   MA N E T s .   T h e   s u g g est ed   r o u ti n g   a lg o r it h m   c o m b i n es   th e   f ea tu r es  o f   z o n e   lo ca t io n   p r o t o co an d   m a x im u m   b a n d wid th   t ec h n iq u e,   c r e ati n g   h y b r i d   r o u ti n g   p r o t o c o l .   T o   e n s u r m o r p r ec is e   m et r i cs  an d   i d e n t if y   o p tim al   p ath s   t o   d est in ati o n s ,   t h e   p r o p o s ed   r o u t in g   al g o r it h m   em p l o y s   a   r ea cti v e   p h ase ,   r e p o r ti n g   r o u t in g   i n f o r m at io n   o n l y   i n   t h e   ev en o f   a   t o p o l o g y   ch a n g in   M ANE T .   Ad d i t io n al ly ,   a   p r o a cti v p h ase   f a cili tat es   r ap id   co n v e r g e n c e   a n d   d is s em in ates   u p d a ted   r o u ti n g   i n f o r m a ti o n   t h r o u g h o u t   t h e   n e tw o r k   n o d es.     3 . 3 .     Rea c t iv e   ph a s e   T h er e   a r e   th r ee   s t ag es   i n   t h e   r e ac ti v e   p h ase .   T h e   f i r s t   s ta g e   is     th e   i n it ial   s ta g e ,   t h e   s ec o n d   is   t h e   p at h - f i n d in g   s ta g e,   a n d   th e   t h i r d   is   th e   p at h - m a in te n a n c e   s ta g e.   T h e   i n i tia s ta g e   b e g i n s   wh e n   all   o r   p o r ti o n   o f   th e   n e tw o r k ' s   n o d es   h a v e   j u s t   b e en   d e p l o y e d ,   wh ic h   is   cl o s e   t o   t h e   b e g i n n i n g   o f   th e   n etw o r k ' s   li f ec y cle .   T h e   n o d es  s t ar wi th   b u i ld in g   th ei r   o w n   lo ca l   t o p o l o g y   a t h is   s t ag b y   c r e ati n g   a   d is ti n c ti v n o d s t r u c tu r e .   E a ch   n o d m a in tai n s   o n e   v e ct o r   a n d   t h r ee   ta b l es.   a.   Statis tic al   v e ct o r :   it   is   a   o n e - d i m e n s i o n al   v ec t o r   t h at   c o n ta in s   th e   i n it ial   v al u es   f o r   th e   L o c al   z o n e   p h e r o m o n es  as  wel as t h f i x e d   v al u es   o f   t h e   AC p r o b ab ili t y   p ar am ete r s   , , .   b.   Geo   ta b l ( GE O) a n   a d d iti o n al  t ab le  is   i n c o r p o r a te d   i n t o   th al g o r it h m - g e n e r ate d   t a b les .   Or g a n i ze d   b as ed   o n   t h e   n o d es'   r e co r d   i n f o r m at i o n   [ 1 0 ] [ 1 2 ] ,   t h e   ele m e n ts   in   t h e   G e o   t a b l e   e n co m p ass   t h e   n o d e' s   c o o r d i n at es  an d   g eo - l if eti m e   ( NNT ) .   c.   No r t h   n e ig h b o r   ta b l ( N NT ) :   T h t a b le   m ai n t ai n e d   b y   n o d e   ( i )   is   s tr u c tu r ed   as   a   o n e - d i m en s i o n a v e ct o r ,   wh e r e   ea c h   e n t r y   co r r es p o n d s   to   o n o f   ( i ) s   n ei g h b o r i n g   n o d es   l o c ate d   t o   its   n o r t h .   E ac h   en t r y   in   i s   NN T   in c lu d es  a   ti m est am p   t h a r e l ates   t o   t h e   g e o g r ap h i p o s it io n   o f   a   s p ec if ic   n ei g h b o r   ( j ) .   T h is   tim esta m p   r e f le cts   t h e   m o s t   r ec e n ti m e   at   w h ic h   n o d e   i   r ec ei v e d   s ig n al   o r   c o m m u n ic ati o n   f r o m   n o d e   j .   d.   Ph e r o m o n e   t ab le   ( PH T ) :   a   tw o - d im en s io n al   m at r i x   is   s u p p o r t ed   i n   e ac h   n o d e   .   T h is   m a tr i x ' s   e n t r y     is    No   d at p a c k ets   a r tr an s m it t ed   b et wee n   n o d es  at   t h is   ea r l y   s ta g e   o f   n e tw o r k   c o n v er g en ce .   T h e y   s im p l y   g at h er   n etw o r k   d a ta  to   e x p an d   t h e ir   n o d s t r u ct u r e .   T h e x ch an g o f   co n t r o p a ck ets  is   h o n o d es  b u il d   th e ir   r o u t in g   ta b l es.   T h r e m a in   c o n t r o p a ck ets  h av b e en   p r o p o s e d f o r wa r d - a n ts   ( FA NT ) ,   b ac k w a r d - A n ts ,   an d   ANT - HE L L p a c k ets   [ 1 3 ] [ 1 6 ] .   S u b s e q u e n tl y ,   t h r o u te   d is c o v er y   p r o ce s s   b eg in s   w h e n   a   s o u r ce   n o d wa n ts   to   s en d   d at p ac k et  t o   d est in a tio n   n o d b u l ac k s   v a li d   r o u t e   in f o r m a ti o n   i n   its   NNT   a n d   P HT .   T o   i n i tia te  t h p r o ce s s ,   th e   s o u r c n o d e   g e n e r ates   a   f o r w ar d   a n t   ( FAN T )   a n d   i n je cts   it   i n t o   t h e   n et wo r k .   F ANT s   m a in   r o le   is   to   s e ar c h   f o r   a v a ila b l e   p at h s   b etwe e n   th e   s o u r c e   a n d   d esti n at io n   w h il e   s im u l ta n e o u s l y   u p d a tin g   t h e   p h e r o m o n e   tr a ils   o n   t h v is i te d   r o u t es.  A f te r   i d en tif y i n g   v i ab le  r o u t es,   th m o s ef f i cie n t   o n e   is   s e l ec t ed   a n d   u s ed   f o r   tr a n s m itt in g   t h d ata .   T h is   ap p r o ac h   h el p s   m in im i ze   co n t r o m ess ag e   o v er h e a d   a n d   im p r o v es   o v er all   r o u ti n g   ef f ic ie n c y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 4 6 6 - 5 4 8 3   5470   5G - en ab led   MA NE T s   m ar k   s ig n if ican s tep   f o r war d   in   th ev o lu tio n   o f   n e x t - g en e r atio n   wir eless   ad   h o n etwo r k s .   On o f   th e   s tan d o u f ea tu r es  o f   5 tec h n o lo g y   is   its   ca p ac ity   to   s u p p o r h ea v y   tr a f f ic   v o lu m es  wh ile  m ain tain in g   s tr ict  p er f o r m a n ce   s tan d ar d s ,   s u ch   as  lo co n g esti o n   r ates,  r ed u ce d   en d - to - e n d   laten cy ,   an d   o v e r all  Qo S .   Nev er th eless ,   in teg r atin g   5 with   MA NE T s   r ev ea ls   th s h o r tco m in g s   o f   tr ad itio n al   MA NE T   r o u tin g   p r o to c o ls .   T o   ad d r ess   th is ,   th e   au th o r s   d ev elo p ed   an   im p r o v ed   v e r s io n   o f   th e   AODV   p r o to co tailo r ed   f o r   5 G - b ased   MA NE T s ,   k n o wn   as  R L - AODV .   T h is   m eth o d   in co r p o r ates  r ein f o r ce m e n t   lear n in g ,   allo win g   ea ch   n o d t o   s to r an d   u tili ze   d ata  o n   tr a f f ic  lo ad s   an d   th s ig n al - to - n o i s p lu s   in ter f er en ce   r atio   ( SNI R )   o b s er v e d   at  in te r m ed iate  n o d es  ac r o s s   v ar io u s   r o u tes.  W h en   s elec tin g   a   n ew  r o u te,   th e   alg o r ith m   co n s u lts   th is   in f o r m atio n   to   c h o o s p at h   th at  m ee ts   Qo r eq u ir em e n ts .   Simu latio n   o u tc o m es  s h o th at  th e   p r o p o s ed   R L - AODV   ap p r o ac h   en h an ce s   n etwo r k   th r o u g h p u t,  lo wer s   en d - to - en d   d elay s ,   an d   im p r o v es  SNI R   ef f icien cy   [ 1 7 ] .   T h p h er o m o n o f   t h p r o p o s e d   p r o t o c o l   is   u p d at ed   ( o r   a d ap te d )   i n   s u c h   wa y   th at  th s a m e   d o m i n an h el p   li n k   is   s el ec te d   f o r   a ll o c ati o n   p ac k e ts   to   th e   d esti n at io n   as   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 .   I n   t h is   f ig u r e ,   t h r o u t d is c o v er y   s ta g o f   t h p r o p o s ed   r o u t in g   p r o t o c o l   is   p r o p o s e d .   T h e   p r o p o s ed   r o u ti n g   p r o to c o l' s   p r o a cti v e   p h ase   is   r ep r es e n te d   b y   th e   t h i r d   s ta g e ,   w h ic h   is   c all ed   r o u t e   m ai n te n a n ce .   Du r i n g   th i s   s ta g e,   AN T - HE L L O   p a ck ets   a r e   u s e d   i n s te ad   o f   FA NT   p a ck ets   t o   u p d at an d   m ai n t ai n   all   r o u t es   p r o te ct ed   i n   th e   PHT   an d   NN T .   T h p r o a cti v e   s ta g o f   th e   s u g g est e d   al g o r i th m   is   s h o w n   i n   Fig u r e   2.   I n   T ab le  2 ,   a   s t r u ct u r e d   c o m p ar is o n   is   ad d ed .   A   s u m m ar y   tab le   n o w   h ig h lig h ts   k ey   d if f e r en ce s   b etwe en   o u r   p r o p o s ed   m et h o d   an d   o t h er   n o tab le  h y b r id   AC O - b ased   MA NE T   p r o to c o ls .           Fig u r 1 .   T h e   p r o p o s ed   r o u t d is co v er y   s ta g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n ew a lg o r ith fo r   q u a lity - of - s ervice  imp r o ve men t in   mo b ile  a d   h o n etw o r ks   ( Ha n a fy  M .   A li )   5471       Fig u r 2 .   T h e   p r o p o s ed   a l g o r it h m   f l o wc h a r t   f o r   t h e   p r o a cti v e   p h ase       T ab le  2 .   C o m p a r ati v e   a n aly s is   o f   h y b r id   AC O - b ased   r o u tin g   p r o to c o ls   P r o t o c o l   H y b r i d   c o mp o n e n t   K e y   f e a t u r e s   S t r e n g t h s   Li mi t a t i o n s   A n t H o c N e t   R e a c t i v e - P r o a c t i v e   M u l t i p a t h   r o u t i n g ,   a n t   a g e n t s   H i g h   d e l i v e r y ,   a d a p t i v e   H i g h   o v e r h e a d   Q - A n t N e t   Q - l e a r n i n g   RL - b a se d   p h e r o m o n e   u p d a t e s   Le a r n i n g - b a s e d   o p t i m i z a t i o n   C o m p l e x   c o n v e r g e n c e   A C O - D S D V   Ta b l e - d r i v e n   ( D S D V )   S t a b l e   r o u t e s +   b i o - i n sp i r e d   sea r c h   Lo w   d e l a y   i n   st a t i c   n e t w o r k s   Le ss  a d a p t i v e   t o   m o b i l i t y   H M M - A n t N e t   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l s   P r e d i c t i v e   r o u t e   s c o r i n g   Li n k   q u a l i t y   a w a r e n e ss   R e q u i r e s s t a t i s t i c a l   t r a i n i n g   P r o p o se d   H M Q   +   A C O   B a n d w i d t h - a w a r e ,   m u l t i - q u e u e ,   sca l a b l e   H i g h   Q o S   u n d e r   c o n g e st i o n   a n d   mo b i l i t y   R e q u i r e t u n i n g   f o r   l i g h t   d e v i c e s       Ou r   p r o p o s ed   alg o r ith m   i n tr o d u ce s   m u lti - q u eu b an d wid t h   class if ier   ( HM Q)   in teg r ated   with   AC O,   o f f er in g   Qo S - awa r a d ap tiv r o u tin g   u n d er   b o th   lig h an d   h ea v y   n etwo r k   lo a d s ,   s ettin g   it  ap ar f r o m   ex is tin g   m eth o d s .   AC ag en ts   in   th p r o p o s ed   r o u tin g   alg o r ith m   a r v u ln er a b le  to   m is d ir ec tio n   b y   m alicio u s   n o d es.  T o   m itig ate  th is ,   we  s u g g est  i n teg r atin g   r ep u tatio n - b ased   weig h tin g   in to   p h er o m o n u p d ates.  No d es  with   h is to r ically   p o o r   f o r war d in g   b eh a v io r   will  r ec eiv e   r ed u ce d   p h er o m o n e   r ein f o r ce m en t.  p o ten tial   en h an ce m e n is   to   b in d   p h er o m o n tr ails   to   u n iq u cr y p to g r ap h ic  id en titi es.  T h is   c an   p r ev en id en tit y   s p o o f in g   b y   v alid atin g   n o d I Ds  u s in g   lig h tweig h ellip tic  cu r v cr y p to g r ap h y   ( E C C ) .   An o m alo u s   b e h av io r   ( e. g . ,   f r e q u en r o u te  d r o p s ,   s elec tiv f o r war d in g )   ca n   tr ig g er   r ep u tatio n   d ec a y .   T h is   d y n am ic  u p d ate  ca n   ev en tu ally   is o late  o r   d e - p r io r it ize  m alicio u s   n o d es  with o u t h altin g   r o u tin g .   T h ese  d e f en s es  r em ain   co m p atib le  with   lo w - p o wer   d e v ices d u t o   th eir   d is tr ib u ted   an d   lig h tweig h t n atu r e.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 4 6 6 - 5 4 8 3   5472   3 . 4 .     Net w o rk   c o ns idera t io ns   f o ev a lua t io n   T h s u g g es p r o t o c o l   was  ass ess e d   i n   d if f er en s c en ar io s   a g ai n s t   s e v e r al   MA N E T   r o u ti n g   p r o t o c o ls   lik e   AN T MA N E T ,   AOD V,   D SDV,   a n d   DSR .   Net wo r k   o v e r h e ad ,   e n d - to - e n d   d el ay ,   t h r o u g h p u ts   a n d   j itt er   ar e   f o u r   p e r f o r m a n ce   m etr ics   t h at   ar e   u s e d   t o   e v a lu ate   t h e   p r o p o s e d   p r o t o c o l   p er f o r m a n ce   a g ai n s t   t h e   c lass i ca l   r o u t in g   p r o t o c o ls .     a.   Netw o r k   o v e r l o ad   in d i ca tes  t h at   t h p r o to c o is   s e n d in g   r o u ti n g   i n f o r m ati o n   b y   o cc u p y i n g   p a r o f   t h e   b a n d wi d t h   r ese r v e d   f o r   c o m m u n ic ati o n .     b.   E n d - to - e n d   d elay   is   th p er i o d   it  tak es  f o r   p ac k et  to   tr a v el  b etwe en   th s o u r ce   an d   d esti n atio n   o n   n etwo r k .     c.   On e   o f   t h m o s im p o r ta n t   p er f o r m a n c in d i ca to r s   is   th r o u g h p u t ,   w h i c h   in d i ca t es  th e   d eli v e r y   p a c k ets .   Go o d   r o u t in g   c an   b o o s t   n e two r k   t h r o u g h p u t   wi th o u t   i n c r e asi n g   t h av er a g e   d ela y   p e r   p a c k e t.   d.   J itte r   is   a   t er m   u s ed   t o   d es cr i b c h a n g e   i n   th e   d el ay   o f   r e c eiv e d   p ac k ets .   D u r in g   d at a   tr a n s f er s ,   it   is   t h d i f f er e n ce   b et we en   w h e n   a   s i g n al   is   t r a n s m itt ed   a n d   w h e n   it  i s   r ec ei v e d .     T h is   p ap er   d em o n s tr ates  th e   u s o f   th e   r an d o m   way p o i n tr ajec to r y   m o d el   ( R W M)   in   MA NE T   s im u la ti o n s ,   wh ich   is   wid el y   u s ed   m o d el.   T h e   s im u latio n   p r o g r am   u tili ze d   is   MA T L AB   R 2 0 1 8   B .   T h e   ex p er im en ts   a r b ased   o n   a   n etwo r k   o f   1 0 0   n o d es  r a n d o m l y   lo ca ted   with in   a   1 5 0 0   m 2   a r ea .   T h e   p r o p o s ed   p r o to co l' s   p er f o r m an ce   will  b ex am i n ed   u n d e r   n o r m al,   m ed iu m ,   an d   h ig h   n etwo r k   lo ad s   u s in g   th r e d if f er en t   n etwo r k   lo a d s .   T h e   way   to   d o   th is   is   to   c h an g e   h o m an y   p ac k ets  s en p e r   s e co n d   to   4 ,   8 ,   o r   1 2   C B R   p ac k ets.  T h p r o ce s s   is   ac co m p lis h ed   b y   c h an g in g   tw o   cr u cial  v ar iab les:   n o d s p ee d   ( 5 ,   1 0 ,   1 5 ,   2 5 ,   5 0 )   m /s   an d   p au s tim es  ( 5 ,   1 0 ,   1 5   s )   as  illu s tr ated   in   T ab le   3 .   I n   th is   p ap er ,   p o r ted   th e   p r o p o s ed   alg o r ith m   r o u tin g   alg o r ith m   to   NS - 3 ,   w h ich   allo ws  f in e r   c o n tr o l   o v e r   wir eless   PHY/MA C   lay er s   an d   m o b ilit y   m o d els.  Pre lim in ar y   r esu lts   in   NS - 3   ( 5 0   n o d es,  r a n d o m   way p o i n t)   c o n f ir m e d   s im ilar   p er f o r m an ce   tr en d s ,   with   ad d ed   r ea lis m   in   p ac k et  co llis io n s   an d   lin k - lay e r   er r o r s .       T a b le   3.   M o b ili ty   e x p e r i m e n t   l ev els   M o b i l i t y   e x p e r i me n t   l e v e l s   S p e e d   ( m / s)   5,   1 0 ,   1 5 ,   2 5 ,   50   F a c t o r s   Le v e l   1   Le v e l   2   Le v e l   3   P a u se - t i m e   ( s)   5   10   15   N e t w o r k   s i z e   1 0 0   R o u t i n g   p r o t o c o l s   Th e   p r o p o s e d   p r o t o c o l s   A N TM A N E T ,   A O D V ,   D S D V ,   D S R .       4.   RE SU L T S   T h is   p a r t   wi ll   d is c u s s   t h e   s i m u lat io n   m o b il it y   o u t co m es   f o r   d i f f e r e n t   n etw o r k   l o ad   s c e n a r i o s   i n   MA NE T   e n v ir o n m en t.   T h ef f e ct  o f   d i f f e r e n t   p a u s e   ti m es   ( 5 ,   1 0 ,   an d   1 5   Se c. )   o n   th s p e ed   o f   e ac h   n o d e ,   alo n g   wit h   tw o   s ce n a r i o s ,   A   an d   B ,   h as  b e en   e v al u at e d   b y   m o b ilit y   s i m u lat io n .   T h is   c an   b ac h i ev e d   b y   ch an g i n g   th p ac k ets   n u m b e r   ( 4 ,   8 ,   1 2   p a ck ets/ s ec . )   s e n t   f r o m   t h e   C B R   a p p li ca ti o n   p er   s e c o n d   [ 1 7 ] [ 2 3 ] .   I n   s c e n a r i o   A,   t h e   i n it ial   c o n d i tio n   e x a m i n e d   is   wh e n   t h C B R   a p p lic ati o n   p r o d u c es tr af f i at  r a te   o f   4   p a ck ets  p er   s ec o n d ,   c o n s i d e r e d   r ea lis ti p a c k et   r ate   f o r   MA NE T   n e tw o r k s   g i v e n   t h ei r   lo b a n d wi d t h   an d   p o we r   co n s t r a in ts .   T h is   s ce n a r io   ev al u a tes  th s y s te m   u n d e r   th r e d if f er en p a u s e   ti m in te r v als ,   w h e r e   p a u s e   tim r ef e r s   t o   t h p er io d   n o d r e m a in s   s ta ti o n ar y   af te r   a r r i v i n g   at  its   d es ti n at io n .   W h e n   t h e   p au s t im is   s h o r t er ,   t h e   s te er   m a tr ix   c o n v e r g es   m o r e   q u ic k ly   co m p a r e d   t o   s c en ar io s   wit h   e x t e n d e d   i n a cti v it y .   As   a   r es u l t,   th e   n etw o r k   b ec o m es  m o r c o m p r ess ed   d u t o   t h i n c r e as ed   m o b ili ty   o f   n o d es ,   w h i ch   d i r e ctl y   i m p a cts  k e y   MA NE T   p e r f o r m a n c m et r i c s ,   e . g . ,   av e r a g e   e n d - to - e n d   d ela y ,   t h r o u g h p u t ,   n e tw o r k   o v er h e ad ,   a n d   ji tte r .   I n   S ce n a r i o   B ,   t h e   s e co n d   c o n d it io n   e x a m i n e d   i n v o lv es  a   c o n s ta n t   b it   r at e   ( C B R )   ap p l ica ti o n   g e n er ati n g   tr af f i at  r a te   o f   8   p a ck ets   p er   s e c o n d .     4 . 1 .     E nd - to - end dela y   E n d - to - e n d   ( E 2 E )   d e la y   is   a   c r u ci al   m et r ic   u s e d   t o   e v a lu at h o w   c o n g esti o n   a f f ec ts   th e   p e r f o r m a n ce   o f   m o b il a d   h o c   n etw o r k s   ( M ANE T s ) .   I m e asu r es   t h tim e   ta k e n   f o r   d a ta  p a c k et   t o   t r a v el   f r o m   t h s o u r ce   n o d t o   t h d esti n a ti o n   n o d e .   T h is   c o m p ar is o n   b e twe en   d i f f er e n r o u t in g   p r o to c o ls ,   i n cl u d i n g   th p r o p o s e d   alg o r it h m ,   AO DV,   DSR ,   D SD V,   a n d   AN T MA NE T ,   is   ill u s t r ate d   in   Fi g u r e s   3   t o   8.   Fig u r e   3   s h o ws  t h E 2 E   d ela y   at   v a r i o u s   n o d s p e e d s   w it h   a   p a u s e   ti m e   o f   5   s e c o n d s .   T h e   p r o p o s ed   p r o t o co s i g n i f ic a n tl y   o u t p e r f o r m s   t h o t h er   p r o t o c o ls   a cr o s s   all   s p e ed   l ev els ,   m ai n t ai n i n g   t h e   l o w est  d ela y   ev en   as  s p e e d   i n c r e ases .   T h is   is   d u t o   i ts   e f f ec ti v r o u ti n g   m ec h an is m ,   w h i ch   o p t im iz es  p at h   s e le cti o n   t o   m i n im iz d e la y s .   As   n o d e   s p e ed   i n c r e ases ,   o t h e r   p r o t o c o ls ,   s u c h   as  AODV   a n d   DSDV ,   s ee   m a r k e d   r is in   d el a y s ,   p r i m a r il y   b e ca u s e   h ig h er   s p e e d s   n ec ess it ate   m o r f r e q u e n t r o u te  r e ca l c u lat io n s .   T h e   p r o p o s e d   p r o to c o l,   h o we v e r ,   ad a p ts   q u i ck ly   t o   th e s c h an g es,   s h o w in g   a   r e d u cti o n   in   d el a y s   o f   u p   t o   7 0 %   a h i g h e r   s p ee d s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n ew a lg o r ith fo r   q u a lity - of - s ervice  imp r o ve men t in   mo b ile  a d   h o n etw o r ks   ( Ha n a fy  M .   A li )   5473   Mo v i n g   o n   t o   Fi g u r e   4 ,   wh er e   t h e   p au s e   ti m e   is   s et   at   1 0   s e co n d s ,   th e   r es u lts   r e m ai n   co n s is te n t .   T h e   p r o p o s e d   p r o to co c o n ti n u es   t o   d e m o n s tr ate   s u p er i o r   p e r f o r m a n c wi th   s i g n if ic an tl y   l o w er   d ela y s ,   e v e n   as   n o d s p e ed   i n c r e ases .   T h i n c r e ase d   p a u s ti m e   a ll o ws  n o d es  t o   r em ai n   s t ati o n a r y   f o r   l o n g er   p e r i o d s ,   p r o v i d i n g   m o r e   s ta b i lit y   i n   t h e   n et wo r k ,   w h i c h   b e n ef its   a ll  p r o to c o ls .   N e v e r t h el ess ,   t h p r o p o s e d   p r o t o c o l   ex h i b its   m u c h   m o r p r o n o u n ce d   im p r o v e m e n t ,   esp ec i al ly   at  s p e ed s   a b o v 2 5   m /s .   T h a b i lit y   o f   t h e   p r o p o s e d   al g o r i t h m   t o   ad a p to   d y n a m i ch an g es,   e v e n   i n   ch a lle n g in g   e n v i r o n m e n ts ,   s ets   it   ap ar f r o m   th o t h er   r o u t in g   s t r at e g ies .   Fig u r 5   e x te n d s   th an al y s i s   to   a   1 5 - s e co n d   p au s t im e,   r ei n f o r ci n g   t h p r e v i o u s   f i n d i n g s .   T h e   p r o p o s e d   p r o t o co a g a in   m ai n tai n s   its   a d v a n ta g e   o v er   th o th e r   r o u ti n g   p r o t o c o ls .   At   h ig h e r   s p e ed s ,   w h e r n et wo r k   t o p o l o g y   c h a n g es  m o r f r e q u e n tl y ,   t h p e r f o r m a n ce   g a p   wi d e n s   f u r t h e r .   T h p r o p o s e d   al g o r i th m s   ef f ic ie n t   p at h - s el ec ti o n   p r o ce s s   b ec o m es  in cr ea s i n g l y   b en ef i cial   as   n o d e   m o b il it y   i n cr ea s e s ,   r es u lt in g   i n   l o w er   d el a y s   ac r o s s   a ll   s ce n ar i o s .               Fig u r 3 .   Av er a g e   e n d - to - e n d   d el a y   f o r   e ac h   p r o t o c o l   at  p a u s t im o f   5   s ec   Fig u r 4 .   P r o t o c o l - wis a v e r a g e n d - to - en d   d el ay   as   a   f u n cti o n   o f   n o d s p ee d   ( p a u s e   tim 1 0   s ec )             Fig u r 5 .   Av er a g e   o f   e n d - to - e n d   d ela y   v s   n o d s p e ed   p e r   p r o t o c o l -   p au s tim 1 5   s ec       I n   s c en a r i o   B ,   wi th   h ig h er   t r a f f ic   l o a d s ,   t h e   r o b u s t n ess   o f   th p r o p o s e d   p r o t o co b e co m es   ev en   m o r e   ap p a r e n t ,   as  s e e n   i n   Fi g u r e s   6 ,   7 ,   a n d   8 .   Fi g u r 6 ,   wit h   5 - s ec o n d   p au s ti m e ,   s h o ws  th at  wh i le  all  p r o t o c o ls   ex p e r i en ce   h ig h er   d ela y s   d u e   t o   i n c r ea s e d   tr af f i c,   t h p r o p o s ed   p r o t o c o r e m a in s   t h e   b est  p er f o r m e r .   At   h ig h e r   n o d s p e ed s   ( 2 5   to   5 0   m /s ) ,   wh e r e   c o n g esti o n   ty p i ca ll y   l e ad s   t o   m o r e   r o u t f ai lu r es   a n d   r e tr a n s m is s io n s ,   t h p r o p o s e d   p r o t o c o l   d e m o n s t r at es  s ig n i f i ca n t   r e d u ct io n   i n   d el a y ,   o u tp e r f o r m in g   t h e   o t h e r s   b y   at   l ea s 6 0 %.   T h is   d e m o n s tr ates   its   e f f e cti v e n ess   i n   m a n ag in g   h ea v i er   t r a f f i w h i le   m ai n ta in in g   l o lat e n c y .   Fig u r e   7   s h o ws   th e   r es u lts   wit h   a   1 0 - s ec o n d   p au s e   ti m e   u n d er   t h e   s a m e   h i g h   t r a f f ic   c o n d it io n s .   T h e   p r o p o s e d   p r o t o co c o n ti n u es  t o   m ai n t ai n   its   ad v an ta g e ,   wi th   cl ea r   r e d u cti o n   i n   d e la y   c o m p ar e d   t o   t h o t h er   p r o t o co ls ,   p ar tic u l a r l y   a h i g h e r   s p e e d s .   T h e   e x t en d ed   p a u s e   ti m e   al lo ws  f o r   m o r s t ab l r o u ti n g   p at h s ,   en ab li n g   t h p r o p o s e d   al g o r i th m   t o   t ak f u ll  ad v an ta g o f   i ts   o p ti m i ze d   r o u t in g   p r o ce s s .   T h is   r es u l ts   i n   l o w er   d el a y s   ev e n   u n d er   t h e   i n c r ea s e d   s tr ai n   o f   h i g h   tr af f i c,   f u r t h e r   h i g h li g h ti n g   i ts   ef f i cie n cy .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   15 ,   No .   6 Decem b e r   20 25 :   5 4 6 6 - 5 4 8 3   5474   Fig u r e   8   co n f i r m s   t h e   tr en d   s ee n   in   p r e v i o u s   f i g u r es   wit h   1 5 - s ec o n d   p a u s tim e.   T h e   p r o p o s e d   p r o t o co co n s is te n tl y   m ai n ta i n s   lo d e la y s ,   e v en   a h i g h e r   n o d e   s p ee d s ,   w h e r o t h e r   p r o to c o ls   e x p er ie n c e   s ig n i f ic a n t   p e r f o r m an ce   d e g r a d at io n .   T h e   E 2 E   d e la y   f o r   t h e   p r o p o s e d   p r o t o c o l   r e m ai n s   b el o w   3 0   s ec o n d s   i n   all   ca s es ,   w h i le  th o t h e r   p r o t o co l s   s ee   d ela y s   s u r p ass i n g   5 0   s ec o n d s   at  h i g h e r   s p e e d s .   T h es r esu l ts   e m p h asi ze   t h e   p r o p o s e d   p r o to c o l s   ab ilit y   t o   h an d l b o t h   h i g h   m o b ili ty   a n d   in cr ea s ed   t r a f f ic   l o a d s   e f f ec tiv el y ,   p r o v i d i n g   a   s tab le   a n d   ef f i cie n t   r o u t in g   s o l u ti o n   f o r   M ANE T s .             Fig u r 6 .   Av er a g e   o f   e n d - to - e n d   d ela y   v s   n o d s p e ed   p e r   p r o t o c o l - p a u s e   ti m e   5   s e c         Fig u r 7 .   Av er a g e   o f   e n d - to - e n d   d ela y   v s   n o d s p e ed   p e r   p r o t o c o l -   p a u s t im 1 0   s e c       Fig u r 8 .   Av er a g e   o f   e n d - to - e n d   d ela y   v s   n o d s p e ed   p e r   p r o t o c o l -   p au s tim 1 5   s ec       4 . 2 .     T hro ug hp ut   c r u ci al  p er f o r m a n c p ar am ete r   is   t h r o u g h p u t ,   wh ic h   m e asu r es   p ac k e d e li v e r y .   I n   g e n e r a l,   t h e   p r o p o s e d   p r o t o c o l   h as   e f f ici e n t   r o u ti n g .   G o o d   r o u ti n g   r es u lts   i n   i n c r e ase d   t h r o u g h p u t   w h il m a in tai n i n g   t h e   id e n t ic al   a v er ag e   d el ay   p er   p a ck et   u n d er   c o n d i ti o n s   o f   h i g h   l o a d .   T h e   a v e r a g e   d e la y   p e r   p a ck et   is   d e c r ea s e d   i n   lo w   a n d   m o d e r a te   l o a d   c o n d iti o n s ,   w h i ch   is   an o t h er   e f f e ct   o f   g o o d   r o u ti n g .   A d d it i o n all y ,   th p r o p o s e d   r o u t in g   p r o t o co l   ca n   e f f ic ie n tl y   d e cr ea s th e   a v e r a g d ela y   o f   e v e r y   p a ck et   t o   t h e   lo w est   p o s s i b le   l ev el   f o r   a n y   le v e l   o f   tr a f f ic .     4 . 2 . 1 .   Scena rio   A   T h r o u g h p u t,   d e f i n e d   as   t h e   m a x i m u m   n u m b e r   o f   p ac k ets   s u c ce s s f u l l y   r e ce i v ed   b y   th d esti n at io n   p e r   u n it   o f   t im e,   is   k ey   i n d i ca t o r   o f   n e tw o r k   p e r f o r m a n ce .   T h is   m et r i is   p ar tic u l ar ly   im p o r ta n i n   e v al u at in g   h o ef f e cti v e ly   a   p r o t o c o l   h an d l es   d a ta   t r a n s m is s i o n   u n d e r   v a r y i n g   n etw o r k   c o n d i ti o n s .   I n   Fi g u r e s   9 ,   1 0 ,   a n d   1 1 ,   th e   t h r o u g h p u o f   t h p r o p o s e d   p r o t o co is   c o m p a r ed   wit h   t h at   o f   AODV ,   D SR ,   D SDV ,   an d   A NT MA NE T ,   wit h   v ar y i n g   n o d e   s p e e d s   a n d   p a u s e   ti m es   ( 5 ,   1 0 ,   1 5 ,   2 5 ,   a n d   5 0   s ec o n d s ) .   I n   Fi g u r e   9 ,   th e   t h r o u g h p u t   is   m ea s u r e d   w it h   p au s t im o f   5   s ec o n d s .   As  n o d s p e e d   i n c r e ases ,   t h p r o p o s e d   p r o to c o s h o ws  s i g n i f ic an tl y   h i g h e r   th r o u g h p u t   c o m p ar ed   t o   t h e   o t h e r   p r o t o c o ls .   Fo r   i n s t an ce ,   at   1 5   m /s ec ,   th e   p r o p o s e d   p r o t o c o l   d el iv e r s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   n ew a lg o r ith fo r   q u a lity - of - s ervice  imp r o ve men t in   mo b ile  a d   h o n etw o r ks   ( Ha n a fy  M .   A li )   5475   th r o u g h p u t   o f   o v e r   1 5 0 , 0 0 0   b its /s e c,   w h e r ea s   AN T MA NE T   a n d   DSDV   s tr u g g le   t o   e x c ee d   1 0 0 , 0 0 0   b its /s e c.   T h is   o u tc o m s u g g ests   t h a t h e   p r o p o s ed   p r o t o co l' s   e f f i ci e n t   p at h   d is co v er y   m e c h a n is m   all o ws   f o r   q u i ck e r   ad ap tat io n   t o   c h a n g es   i n   n o d to p o l o g y ,   le a d i n g   t o   m o r e   s u c ce s s f u p ac k e d eli v e r i es.   E v e n   at   h i g h e r   n o d e   s p e ed s   ( 5 0   m /s e c ) ,   w h e r e   m o b il it y   in cr ea s es   d r as tic all y ,   th p r o p o s e d   p r o t o co m a in tai n s   r o b u s t   t h r o u g h p u t ,   r e f le cti n g   its   a b il it y   t o   h a n d le   h i g h - s p e e d   d y n am ic   e n v ir o n m en ts   e f f e cti v e ly .   Mo v i n g   o n   t o   Fi g u r e   1 0 ,   wit h   p au s e   ti m e   o f   1 0   s e co n d s ,   th tr en d   r e m ai n s   co n s is te n t .   T h p r o p o s e d   p r o t o co co n s is te n tl y   a ch ie v es   t h e   h ig h est   t h r o u g h p u t   ac r o s s   al s p e e d   l e v els .   At   1 5   m /s ec ,   i a g ai n   s u r p ass es   th e   o t h e r   p r o to c o ls ,   wi th   t h r o u g h p u t   v al u es   a p p r o ac h i n g   1 7 5 , 0 0 0   b its /s ec .   T h is   i n d ic at es  t h at  t h l o n g e r   p a u s e   tim all o ws   f o r   m o r e   s ta b l c o n n ec t io n s ,   a n d   t h e   p r o p o s e d   alg o r it h m   ca p i tali ze s   o n   t h is   s tab ilit y   t o   e n h a n c th r o u g h p u t   p e r f o r m a n c e.   As   t h e   n o d e   s p ee d   i n c r e ases   t o   5 0   m /s e c,   t h e   p r o p o s e d   p r o t o co co n ti n u es   t o   d e li v e r   h i g h   t h r o u g h p u t,   d em o n s t r a ti n g   its   r esil i en ce   i n   e n v ir o n m e n t s   wit h   h ig h   m o b il it y   an d   r e d u c ed   p a u s e   d u r a ti o n s .   Fig u r 1 1 ,   w h i c h   ex am in es  t h r o u g h p u t   wit h   a   p a u s e   ti m e   o f   1 5   s ec o n d s ,   f u r t h e r   h ig h lig h ts   t h e   s tr e n g t h   o f   t h e   p r o p o s e d   p r o t o c o l .   H er e,   t h e   p r o p o s ed   p r o t o co a c h ie v es   t h r o u g h p u v al u es   cl o s e   t o     2 0 0 , 0 0 0   b its /s ec   a 1 5   m /s ec ,   o u t p er f o r m i n g   all   o t h e r   p r o t o c o ls   b y   a   s i g n i f i ca n t   m ar g i n .   T h e   p e r f o r m an ce   im p r o v e m e n t   is   ev en   m o r e v id e n t   at   h i g h er   n o d e   s p ee d s ,   wh e r e   AOD a n d   D SDV  s h o s h a r p   d e cli n e   i n   th r o u g h p u t ,   w h i le  th p r o p o s ed   p r o t o c o m a in tai n s   r o b u s t   d at t r a n s m is s i o n   c a p a b il iti es.   T h is   c o n f ir m s   th p r o p o s e d   p r o t o c o l' s   a b il it y   to   n o t   o n l y   d el iv e r   h i g h   t h r o u g h p u t   b u t   als o   s u s tai n   its   p e r f o r m a n c e   u n d e r   v a r y in g   tr a f f ic   l o a d s   a n d   m o b ilit y   p att e r n s .   Ov e r a ll ,   t h es f i g u r es  i n d ic a te  t h a t h p r o p o s e d   p r o t o c o l' s   t h r o u g h p u t   p er f o r m a n ce   is   h i g h ly   co r r el ate d   w it h   its   d ela y   r es u lts ,   as  s e en   in   t h p r e v i o u s   a n al y s is .   I ts   ab ilit y   t o   ef f i cie n t ly   m a n a g e   r o u ti n g   in f o r m at io n ,   m i n i m iz co n g es tio n ,   an d   q u i ck ly   a d ap t o   c h a n g i n g   n etw o r k   t o p o l o g ies  all o ws  it   t o   o u t p e r f o r m   tr a d i ti o n al   M ANE T   p r o t o c o ls .   A cr o s s   a ll   s p ee d   an d   p a u s e   ti m e   s c e n a r i o s ,   t h e   p r o p o s ed   p r o t o c o l   d e m o n s tr ates   an   i n c r e ase   i n   th r o u g h p u b y   at   le ast   3 3 %   w h e n   c o m p a r e d   t o   alte r n at iv r o u ti n g   p r o to c o ls .             Fig u r 9 .   Av er a g e   o f   t h r o u g h p u t   v s   n o d s p e ed   p a u s e   tim 5   s ec     Fig u r 1 0 .   A v er ag o f   th r o u g h p u v s   n o d e   s p ee d   p a u s e   ti m e   1 0   s ec           Fig u r 1 1 .   A v er ag o f   th r o u g h p u v s   n o d e   s p ee d   p a u s e   ti m e   1 5   s e c     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.