T E L K O M NIKA   T elec o mm un ica t io n Co m pu t i ng   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s t   20 26 ,   p p .   1 1 43 ~1 1 5 6   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L KOM NI K A . v 24 i 4 . 27102          1143       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //telko mn ika . u a d . a c. i d   Ev a lua tion o the  e ff icie ncy  of  d ela y  t o lera nt  netw o rk   ro uting  pro toco ls for s m a rt  env iro n m en d ev elo p m en in  Ma k a ss a r       Abdu L a t ief   Arda 1 Sy a m s u   Ala m 1 ,   Ag u s s a li m 2 ,   M a t a la ng i 3   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S y st e m,  F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   H a n d a y a n i   U n i v e r si t y   M a k a ssar ,   M a k a ss a r ,   I n d o n e si a   2 D e p a r t me n t   o f   M a st e r   I n f o r mat i o n   T e c h n o l o g y ,   U P N   V e t e r a n   E a st   Jav a ,   G u n u n g   A n y a r ,   S u r a b a y a ,   I n d o n e si a   3 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S y st e ms,  I n d o n e si a n   C h r i s t i a n   U n i v e r si t y   P a u l u s,  M a k a ssar ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   29 2 0 2 5   R ev i s ed   Feb   26 2 0 2 6   A cc ep ted   Mar   29 2 0 2 6       De la y   to lera n n e tw o rk   ( DT N)   h a b e c o m e   a   p ro m isin g   c o m m u n ica ti o n   p a ra d ig m   f o in tern e t   o f   th in g (Io T ) - b a se d   sm a rt  e n v iro n m e n ts,  w h e re   in term it ten c o n n e c ti v it y   a n d   h e tero g e n e o u n o d e   m o b il i ty   c h a ll e n g e   re li a b le   d a ta  d e li v e ry .   Ho w e v e r,   se lec ti n g   a n   a p p ro p riate   DT ro u ti n g   p ro to c o l   re m a in d iff icu lt   b e c a u se   e x isti n g   p ro t o c o ls  o f f e d iff e r e n trad e - o f f a m o n g   d e li v e r y   ra ti o ,   late n c y ,   c o m m u n ica ti o n   o v e rh e a d ,   h o p   c o u n t ,   a n d   e n e rg y   c o n su m p ti o n .   A lt h o u g h   m a n y   stu d ies   h a v e   e v a lu a ted   DT r o u ti n g   p ro t o c o ls ,   f e h a v e   e x a m in e d   th e ir  p e rf o rm a n c e   u n d e h e tero g e n e o u u r b a n   m o b il it y   c o n d i ti o n re p re se n ti n g   e m e rg in g   sm a rt  c it ies   su c h   a M a k a ss a r.   T h is  stu d y   c o m p a re f o u DT ro u ti n g   p ro to c o ls Ep i d e m ic,   p ro b a b il ist i c   ro u ti n g   p ro t o c o u si n g   h isto ry   o f   e n c o u n ters   a n d   tran siti v it y   v e rsio n   2   ( P R o P HET v 2 ) ,   sp ra y   a n d   w a it ,   a n d   M a x P ro p u si n g   T h e   ON S im u lato r   w it h   a   M a k a ss a r - in sp ired   m o b il it y   sc e n a rio   in v o lv in g   5 0 1 2 5   n o d e o v e a   12 - h o u sim u latio n .   P e rf o rm a n c e   w a e v a lu a ted   u sin g   d e li v e ry   ra ti o ,   a v e ra g e   late n c y ,   o v e rh e a d   ra ti o ,   a v e ra g e   h o p   c o u n t ,   a n d   e stim a te d   e n e rg y   c o n su m p ti o n .   T h e   re su lt sh o w   t h a M a x P ro p   a c h iev e d   th e   h ig h e st  d e li v e r y   ra ti o   (0 . 6 9   a 1 2 5   n o d e s),  w h e re a sp ra y   a n d   w a it   c o n siste n tl y   p ro d u c e d   t h e   lo w e st  late n c y   (≈1 1 8   s),  o v e rh e a d   ra ti o   (<   4 5 , 0 0 0 ),   a n d   a v e ra g e   h o p   c o u n t   (≈2 ).   In   c o n tras t,   e p id e m ic  g e n e ra ted   e x c e s siv e   o v e rh e a d   a n d   e n e rg y   c o n su m p ti o n   b e c a u se   o f   u n c o n tr o ll e d   m e ss a g e   re p li c a ti o n .   T h e se   f in d in g s   in d ica te  t h a sp ra y   a n d   w a it   is  t h e   m o st  re so u rc e - e ff icie n p ro t o c o l,   w h il e   M a x P ro p   is  p re f e ra b le f o a p p li c a ti o n p ri o rit izin g   d e li v e r y   re li a b il it y .   K ey w o r d s :   De la y   to ler an n et w o r k   E p id em ic  r o u t in g   Ma k as s ar   P R o P HE T     R o u ti n g   p r o to co l   S m ar t e n v ir o n m e n t   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 :   A b d u L atie f   A r d a   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   S y s t e m ,   Facu lt y   o f   C o m p u ter   Scie n ce ,   Han d a y a n i U n i v er s it y   Ma k as s ar   A d y ak s B ar u   St.,   No . 1 ,   P an d an g ,   P an a k k u k an g ,   Ma k a s s ar ,   So u t h   Su la w esi 9 0 2 3 1 ,   I n d o n esia   E m ail:  ab d u llat ief @ h an d a y an i . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h r ap i d   ad v an ce m en o f   i n f o r m at io n   an d   co m m u n icatio n   tech n o lo g ies  h a s   ac ce ler ated   th g lo b al  tr an s f o r m atio n   o f   co n v e n tio n al  u r b an   s y s te m s   in to   s m ar cities .   S m ar c it y   d e v elo p m e n in te g r ates  d ig ital   in f r astru ct u r e,   co m m u n ica tio n   s y s te m s ,   clo u d   co m p u ti n g ,   in ter n et   o f   th in g s   ( I o T ) ,   a n d   in tel lig e n d ata   p r o ce s s in g   to   i m p r o v e   u r b an   s u s tai n ab ilit y ,   o p er atio n al   ef f i cien c y ,   p u b lic  s er v ices,  a n d   q u alit y   o f   l if [ 1] Var io u s   s ec to r s ,   in c lu d i n g   t r an s p o r tatio n ,   en er g y   m an a g e m en t,  h ea lt h ca r e,   en v ir o n m en tal  m o n ito r in g ,   d is aster   m itig a tio n ,   a n d   p u b lic   s ec u r it y ,   in cr ea s in g l y   r el y   o n   in ter co n n ec ted   co m m u n icat io n   n et w o r k s   ca p ab le  o f   s u p p o r tin g   co n tin u o u s   a n d   r eliab le  d ata  ex ch a n g e.   I n   d ev elo p in g   u r b a n   ar ea s   s u c h   a s   Ma k a s s ar ,   s m ar t   en v ir o n m e n i m p le m e n tatio n   h as b ec o m e   an   i m p o r ta n t s tr ateg ic  i n itia tiv e   to   s u p p o r t su s ta in ab le  u r b an   g r o w t h   an d   d ig ital   tr an s f o r m atio n .   Fu r th er m o r e,   r ec en s t u d ies  i n   ci ties   s u c h   as   Yo g y ak ar ta  a n d   Ma k as s ar   e m p h asiz e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 143 - 1 1 5 6   1144   th i m p o r ta n ce   o f   i n ter o p er ab ilit y   a n d   in tel lig e n co m m u n ic atio n   in f r astr u ct u r es  to   s tr e n g t h en   h u m a n   s ec u r it y   an d   s u s tai n ab le  s m ar t c it y   g o v er n an ce   [ 2] T h A s s o ciatio n   o f   So u t h ea s A s ia n   Nat io n s   ( ASEA N )   s m ar t c itie s   n et w o r k   ( ASC N)   also   r ec o g n ize s   Ma k as s ar   as  o n o f   I n d o n esia’ s   s tr ateg ic  citie s   f o r   in clu s i v an d   tech n o lo g y - d r iv e n   u r b a n   d ev el o p m e n [ 3] .   Desp ite  th e s d ev elo p m e n t s ,   m ai n tai n i n g   r eliab le  n et w o r k   co m m u n icatio n   in   s m ar cit y   en v ir o n m e n t s   r e m ai n s   m aj o r   ch allen g e,   p ar ticu lar l y   in   u r b an   r eg io n s   c h ar ac ter ized   b y   h eter o g en eo u s   m o b il it y ,   u n e v en   i n f r a s tr u ct u r d is tr ib u tio n ,   in ter m itte n co n n ec t iv i t y ,   an d   d y n a m ic  n e t wo r k   co n d itio n s .   I n   m an y   r ea l - w o r l d   u r b an   s ce n ar io s ,   co m m u n icat io n   d is r u p tio n s   f r eq u e n tl y   o cc u r   d u to   li m ited   i n f r astru c tu r e   co v er ag e,   m o b ili t y - i n d u ce d   d is co n n ec tio n s ,   en v ir o n m e n tal   o b s tacle s ,   an d   v ar y i n g   tr a f f ic  d en s it ies.  T h ese   co n d itio n s   b ec o m in cr ea s in g l y   p r o b le m atic  f o r   I o T - b as ed   s m ar e n v ir o n m e n ap p licatio n s   th a r eq u ir e   co n tin u o u s   d ata  tr a n s m i s s io n   f r o m   m o b ile  u s er s ,   v e h ic les,  s e n s o r s ,   a n d   p u b lic  in f r astru ct u r d ev ices.   C o n v en t io n al  co m m u n icatio n   ar ch itect u r es  b ased   o n   p er s is ten e n d - to - e n d   co n n ec tiv it y   ar o f ten   u n ab le  to   m ai n tai n   s tab le  co m m u n ica tio n   p er f o r m a n ce   u n d er   s u ch   co n d itio n s .   C o n s eq u e n tl y ,   co m m u n icat io n   r eliab ilit y ,   late n c y   co n tr o l,  e n er g y   e f f icie n c y ,   a n d   r eso u r ce   u tili za t io n   e m er g e   as  cr itica i s s u es  i n   lar g e - s ca le   s m ar u r b an   d ep lo y m e n ts .   Dela y   to ler an n et w o r k s   ( DT Ns)   h a v b ee n   p r o p o s ed   as  a   p r o m is in g   s o l u tio n   f o r   co m m u n icat io n   en v ir o n m e n t s   w it h   in ter m itte n co n n ec ti v it y   a n d   h i g h l y   d y n a m ic  to p o lo g y   ch a n g es.  DT Ns  e m p lo y   t h s to r e - ca r r y - f o r w ar d   co m m u n icatio n   p ar ad ig m ,   w h er n o d es  t e m p o r ar il y   s to r m es s ag e s   an d   f o r w ar d   th e m   o p p o r tu n i s ticall y   w h en   n et wo r k   co n n ec tio n s   b ec o m a v a ilab le.   T h is   m ec h an i s m   en ab les  co m m u n icat io n   co n tin u it y   e v en   i n   d is co n n ec ted   o r   p ar tially   co n n ec ted   en v ir o n m en ts .   I n   s m ar e n v ir o n m en d ep lo y m e n t,   DT Ns  ca n   s u p p o r v ar io u s   a p p licatio n s   s u ch   a s   s m ar t r a n s p o r tatio n   s y s te m s ,   en v ir o n m en tal  m o n ito r in g ,   d is aster   r esp o n s e,   e n er g y   m a n ag e m e n t,  an d   m o b ile  u r b an   s en s in g .   Ho w ev er ,   DT p er f o r m an ce   s tr o n g l y   d ep en d s   o n   r o u tin g   p r o to co l   b eh av io r ,   n o d m o b ilit y   c h ar ac ter is tics ,   m e s s a g r ep licatio n   s tr ate g ies,  a n d   r eso u r ce   m a n a g e m en t   m ec h a n is m s .   P ar a m eter s   s u ch   as  d eli v er y   r atio ,   late n c y ,   o v er h ea d   r a tio ,   h o p   co u n t,  an d   en er g y   co n s u m p tio n   b ec o m cr itical  in d icato r s   f o r   ev alu atin g   DT s u itab ilit y   i n   h et er o g en eo u s   u r b an   en v ir o n m e n t s .   P r ev io u s   s t u d ies  h a v in v e s tig ated   v ar i o u s   DT r o u ti n g   p r o to co ls   an d   th eir   ap p licatio n s   i n   d if f er en t   co m m u n icatio n   s ce n ar io s .   R e s ea r ch   o n   s m ar c it y   co m m u n icatio n   h as  ex p lo r ed   D T i m p le m e n tat io n   in   u r b an   p lan n in g   en v ir o n m e n ts   s u ch   as  t h Su r ab a y s m ar t   cit y   in itia tiv [ 4] .   Oth er   s tu d ies  h av p r o p o s ed   o p tim izatio n   ap p r o ac h es  f o r   t h b in ar y   s p r a y   an d   w ai p r o to co to   i m p r o v d eliv er y   p r o b ab ilit y   an d   r ed u ce   r ep licatio n   o v er h ea d   [ 3] .   H y b r id   m o b ilit y - a w ar r o u ti n g   m ec h a n i s m s   s u c h   as  s i n k   a n d   d elay   a w ar b u s   p r o to co ls   h av also   b ee n   d ev elo p ed   to   ex p lo it  h u m a n ,   v eh ic u lar ,   an d   p u b lic  tr an s p o r tatio n   m o b ilit y   p atter n s   [ 5] .   I n   ad d itio n ,   s ev er al  s tu d ies  h av ex a m i n ed   DT d e p lo y m en in   w ir eles s   f id elit y   ( Wi - Fi )   an d   B lu eto o th - b ased   o p p o r tu n is tic  n et w o r k s   [ 6] ,   as  w el as   DT ap p licatio n s   i n   I o T   s y s te m s ,   f u tu r i n t er n et  ar ch i tectu r e s ,   u n d er w ater   co m m u n icatio n ,   s atellite  co m m u n icatio n ,   a n d   s p ac n et w o r k i n g   e n v ir o n m e n t s .   R ec e n ad v a n ce s   f u r t h e r   h ig h li g h t h g r o w i n g   i m p o r tan ce   o f   e n er g y - a w ar r o u t in g   s tr ateg ie s ,   i n t ellig e n f o r w ar d in g   m ec h a n i s m s ,   an d   m ac h i n l ea r n in g - as s is ted   DT o p tim izatio n   to   im p r o v n et w o r k   s u s tai n ab ilit y   a n d   co m m u n icatio n   e f f icie n c y   [ 1] [ 4] .   A lt h o u g h   n u m er o u s   s t u d ies  h av ev al u ated   DT r o u tin g   p r o to co ls ,   s ev er al  im p o r tan l i m itat io n s   r e m ain   u n r eso lv ed .   Mo s e x i s tin g   ev al u atio n s   ar co n d u cte d   u s i n g   g e n er ic  m o b ilit y   m o d els,  h o m o g en eo u s   n o d b eh av io r ,   ca m p u s - s ca le  en v ir o n m e n t s ,   o r   s y n th e tic  n e t w o r k   s ce n ar io s   th at  d o   n o ad eq u atel y   r ep r esen th co m p lex it y   o f   r ea u r b an   m o b ilit y   co n d itio n s .   L i m it ed   s tu d ies  in v es tig a te  DT p er f o r m a n ce   u n d er   h eter o g e n eo u s   s m ar en v ir o n m en s ce n ar io s   i n v o l v i n g   p ed estrian s ,   p u b lic  v eh icle s ,   an d   I o T   d ev ices  w ith in   a   s p e cif ic  u r b an   to p o lo g y   s u c h   as  Ma k a s s ar .   F u r t h er m o r e,   m an y   p r ev io u s   s t u d ies  p r i m ar il y   f o cu s   o n   d eli v er y   p er f o r m a n ce   m etr ic s   w h ile  p r o v id in g   li m i ted   d is cu s s io n   o n   r eso u r ce   ef f icie n c y ,   s ca lab ilit y ,   o v er h ea d   co n tr o l,  an d   esti m a ted   en er g y   co n s u m p tio n .   I n   r eso u r c e - co n s tr ai n ed   s m ar cit y   en v ir o n m e n ts ,   en er g y   s u s tai n ab ilit y   an d   co m m u n icatio n   e f f icien c y   ar eq u all y   i m p o r tan alo n g s id d eliv er y   r eliab ilit y .   C o n s eq u e n tl y ,   th er e   r e m ain s   s ig n i f ica n r esear ch   g ap   in   u n d er s tan d i n g   h o w   DT r o u tin g   p r o to co l s   p er f o r m   u n d er   h eter o g e n eo u s   m o b ilit y   co n d itio n s   an d   s m ar u r b an   co m m u n icatio n   co n s tr ai n t s   s p ec if ic  to   e m er g in g   So u t h ea s Asi an   cit ies.   T o   ad d r ess   th ese  li m ita tio n s ,   t h is   s t u d y   ev al u ate s   th p er f o r m an ce   o f   f o u r   w id el y   u s ed   D T N   r o u tin g   p r o to co ls   e p id em ic,   p r o b ab ilis tic  r o u ti n g   p r o to co u s in g   h is t o r y   o f   e n co u n ter s   a n d   tr an s iti v it y   ( P R o P HE T v 2 ) s p r a y   an d   w a it ,   an d   Ma x P r o p   w it h i n   Ma k as s ar - b ased   s m ar en v ir o n m e n s ce n ar io   u s i n g   th o p p o r tu n is tic  n et w o r k i n g   en v ir o n m e n ( O NE )   s i m u lato r .   T h ev al u ati o n   co n s id er s   h eter o g e n eo u s   m o b il it y   co n d itio n s   in v o l v i n g   p ed estrian s ,   v e h icle s ,   an d   I o T   c o m m u n icat io n   p atter n s   ac r o s s   n o d p o p u latio n s   r an g i n g   f r o m   5 0   to   1 2 5   n o d es  o v er   1 2   h o u r s   o f   s i m u latio n   ti m e.   P er f o r m a n ce   an al y s i s   is   co n d u c ted   u s i n g   d eliv er y   r atio ,   av er ag e   laten c y ,   o v er h ea d   r ati o ,   h o p   co u n t,  an d   es ti m a ted   en er g y   c o n s u m p tio n   m etr ic s   to   p r o v id co m p r eh e n s i v ass es s m en t o f   r o u ti n g   e f f icien c y   an d   co m m u n ica tio n   s u s tain ab ilit y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           E va lu a tio n   o f th efficien cy   o f d ela to lera n t n etw o r r o u tin g   p r o to co ls   fo r     ( A b d u La ti ef  A r d a )   1145   T h m ai n   co n tr ib u tio n s   o f   t h i s   s tu d y   ar a s   f o llo w s .   First,  t h i s   r esear ch   d ev elo p s   Ma k as s a r - s p ec if ic  s m ar e n v ir o n m en s i m u lati o n   m o d el  r ep r esen ti n g   h et er o g en eo u s   u r b an   m o b ilit y   an d   in ter m itte n t   co m m u n icatio n   co n d itio n s .   Seco n d ,   th i s   s t u d y   p r o v id es   co m p r eh en s i v co m p ar at iv e v alu a tio n   o f   e p id em ic,   P R o P HE T v 2 ,   s p r ay   an d   w ait ,   an d   Ma x P r o p   r o u tin g   p r o to co ls   u n d er   r ea lis tic  m u lti - n o d m o b ilit y   s ce n ar io s .   T h ir d ,   u n li k m a n y   p r ev io u s   DT s tu d ie s ,   th i s   w o r k   i n teg r ate s   esti m ated   en er g y   co n s u m p tio n   an al y s is   to g et h er   w it h   co n v e n t io n al  d eliv er y   p er f o r m a n ce   m etr ics to   ev al u ate  co m m u n icati o n   s u s tai n ab ilit y   i n   I o T - b ased   sm ar cit y   d ep lo y m en t.  Fo u r t h ,   th i s   s t u d y   id en ti f ies  p r o to co s u itab ilit y   b ased   o n   d if f er e n t   o p er atio n al  p r i o r ities ,   in clu d i n g   d eliv er y   r eliab ilit y ,   laten c y   m i n i m izatio n ,   r eso u r ce   ef f i cien c y ,   an d   en er g y   s u s tai n ab ilit y .   T h s ig n if ica n ce   o f   t h i s   s t u d y   lies   in   b o th   it s   s cie n ti f ic  a n d   p r ac tical  i m p licatio n s .   Fro m   a   s cien ti f i c   p er s p ec tiv e,   th i s   s t u d y   co n tr ib u tes  s ig n i f ica n i n s i g h ts   i n to   DT r o u tin g   b eh a v io r   u n d er   h eter o g e n eo u s   S m ar t   E n v ir o n m e n co n d itio n s   r ep r esen ti n g   e m er g i n g   u r b an   r e g io n s   i n   So u th ea s Asi a.   T h e   f i n d in g s   p r o v id s ig n i f ica n e v id en ce   r e g ar d in g   th tr ad e - o f f s   b et w ee n   d eliv e r y   r eliab ilit y ,   laten c y ,   r ep licat io n   o v er h ea d ,   a n d   en er g y   co n s u m p t io n   in   i n ter m itten tl y   co n n ec ted   u r b an   n et wo r k s .   T h is   s tu d y   al s o   h ig h li g h ts   th s i g n if ican ce   o f   in te g r ati n g   en er g y - e f f icie n c y   e v al u atio n   in to   DT p er f o r m an ce   a n al y s is   f o r   s u s t ain ab le  s m ar c it y   co m m u n icatio n   s y s te m s .   Fro m   p r ac tical  p er s p ec ti v e,   t h e   s tu d y   p r o v id es  s ig n i f ica n r e co m m e n d atio n s   f o r   s elec ti n g   a n d   o p tim izin g   DT r o u tin g   p r o to co ls   in   r ea l - w o r ld   s m ar c it y   ap p licatio n s   s u ch   as  e n v ir o n m en ta l   m o n ito r i n g ,   i n tell ig e n tr an s p o r tatio n   s y s te m s ,   d is as ter   co m m u n icatio n ,   an d   I o T - b ased   u r b an   s e n s i n g   i n   Ma k as s ar   an d   s i m ilar   m etr o p o litan   en v ir o n m e n ts .   T h r es u lts   ar e x p ec ted   to   s u p p o r th d ev elo p m e n o f   m o r r es ilie n t ,   s u s tai n ab le,   an d   r eso u r ce - e f f icie n co m m u n icatio n   i n f r a s tr u ct u r es   f o r   f u tu r s m ar en v ir o n m e n t d ep lo y m en t.       2.   RE L AT E E XIS T I N G   R E VIE W   DT Ns  ar e   co m m u n icatio n   ar ch itect u r es  d esig n ed   to   o p e r ate  in   en v ir o n m e n ts   ch ar ac t er ized   b y   in ter m itte n co n n ec ti v it y ,   lo n g   tr a n s m is s io n   d ela y s ,   h i g h   m o b ilit y ,   an d   li m ited   n et w o r k   i n f r astru ct u r e   av ailab ilit y .   U n li k co n v e n tio n al  w ir eles s   n e t w o r k s   t h at  r el y   o n   co n t in u o u s   en d - to - e n d   co n n ec ti v it y ,   DT Ns   u tili ze   o p p o r tu n is tic  co m m u n ica tio n   m ec h a n is m s   t h at   allo w   d ata  tr an s m is s io n   ev en   w h en   d ir ec co m m u n icatio n   p ath s   ar u n a v ailab le.   DT Ns  w er o r ig i n all y   d ev e lo p ed   to   s u p p o r co m m u n ica tio n   in   h ig h l y   d is r u p ted   en v ir o n m e n t s   s u ch   as  d is aster   r ec o v er y   s y s te m s ,   r e m o te  r u r al  ar ea s ,   m ilit a r y   co m m u n icatio n ,   v eh ic u lar   n et w o r k s ,   u n d er w a t er   co m m u n icatio n ,   an d   s p ac n et w o r k s   [ 1 ] ,   [ 7 ] ,   [ 8] .   I n   r ec en y ea r s ,   DT Ns  h av also   g ai n ed   s i g n i f ica n atte n t io n   in   s m ar cit y   a n d   I o T   e n v ir o n m e n t s   d u to   t h eir   ca p ab ilit y   to   m ain tai n   co m m u n icatio n   co n ti n u i t y   u n d er   h eter o g en eo u s   an d   d y n a m ic all y   ch a n g i n g   u r b an   co n d itio n s .   I n   DT en v ir o n m e n t s ,   co m m u n ica tio n   p er f o r m an ce   is   h i g h l y   d ep en d en t   o n   n o d m o b ilit y   p atter n s   an d   en co u n ter   o p p o r tu n ities   a m o n g   d ev ices.  Fi g u r 1 ,   d a ta  ex ch a n g o cc u r s   o p p o r tu n is ticall y   w h e n e v er   n o d es  co m i n to   co m m u n icat io n   r an g e.   As  r es u lt,  DT Ns  ad o p th s to r e - ca r r y - f o r w ar d   p ar ad ig m ,   w h er e   n o d es  te m p o r ar il y   s to r m es s ag e s ,   ca r r y   th e m   w h ile  m o v in g ,   a n d   f o r w ar d   th e m   to   o th er   n o d es  o n ce   co m m u n icatio n   o p p o r tu n ities   b ec o m a v ailab le.   T h is   m ec h a n is m   el i m i n ate s   t h r eq u ir e m e n f o r   s i m u l ta n eo u s   en d - to - en d   co n n ec t io n s   b et w e en   s o u r ce   an d   d esti n atio n   n o d es.  C o n s eq u e n tl y ,   DT Ns  ar h ig h l y   s u itab le  f o r   s m ar e n v ir o n m en s ce n ar io s   in v o l v i n g   m o b ile  u s er s ,   p u b li tr an s p o r tatio n   s y s te m s ,   w ir eless   s en s o r s ,   an d   in ter m itte n tl y   co n n ec ted   I o T   d ev ices  [ 1 ] ,   [ 7 ] ,   [ 8] .   Fig u r 2   s h o w s   t h f u n d a m en tal  ar ch itect u r o f   DT Ns,  w h ich   i n tr o d u ce s   an   ad d itio n al  co m m u n icatio n   la y er   k n o w n   as  th b u n d le  la y er ,   o p er atin g   ab o v th co n v e n tio n al  tr a n s p o r an d   n et w o r k   la y er s .   T h b u n d le  la y er   en ab les  co m m u n icatio n   in ter o p er ab ilit y   ac r o s s   h eter o g e n eo u s   n e t w o r k   r eg io n s   w it h   d if f er e n co m m u n icatio n   tec h n o lo g ies  a n d   p r o to co ls .   Un li k t r ad itio n al  I n ter n et  ar ch ite ctu r es  t h at  r eq u ir s tab le  co n n ec ti v it y   th r o u g h o u th co m m u n icatio n   s es s io n ,   DT Ns  u s th b u n d le  la y er   to   s u p p o r d elay ed   m es s ag f o r w ar d in g   a n d   te m p o r ar y   m e s s a g s to r a g [ 9] [ 11] .   W ith in   th e   DT ar ch itect u r e,   tr an s m itted   d ata  u n its   ar r ef er r ed   to   as  b u n d les  o r   m ess ag es.  T h e   b u n d le  la y er   i s   r esp o n s ib le  f o r   m ess a g e n ca p s u la tio n ,   s to r a g m a n a g e m e n t,  f o r w ar d in g   d ec is io n s ,   a n d   in ter - r eg io n   co m m u n icat io n   co o r d in atio n .   T h is   la y er   allo w s   h eter o g en eo u s   co m m u n icatio n   in f r as tr u ct u r es  to   ex ch a n g in f o r m a tio n   s ea m less l y   t h r o u g h   DT g ate w a y s   co n n ec ti n g   d if f er en n et w o r k   r eg io n s .   T h lo w er   co m m u n icatio n   la y er s   in cl u d i n g   tr an s p o r t,  n et w o r k ,   li n k ,   an d   p h y s ical  la y er s   m a y   v a r y   d ep en d in g   o n   th e   co m m u n icatio n   en v ir o n m e n in   ea ch   r eg io n .   T h is   ar ch itectu r al  f lex ib ilit y   m ak e s   DT Ns  h ig h l y   ad ap tab le  to   s m ar cit y   co m m u n icatio n   s y s te m s   c h ar ac ter ized   b y   h eter o g e n eo u s   i n f r astr u ctu r an d   in ter m itte n t   co n n ec ti v it y   co n d itio n s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 143 - 1 1 5 6   1146       Fig u r 1 .   E x a m p le  o f   DT c o m m u n icatio n           Fig u r 2 .   B u n d le  la y er   ar ch ite ctu r in   DT N       Fig u r 3   illu s tr ate s   th s to r e - ca r r y - f o r w ar d   m ec h an i s m ,   w h ic h   r ep r esen ts   t h co r o p er atio n al   p r in cip le  o f   DT Ns.  I n   th is   m ec h a n i s m ,   d ata  g e n er ated   b y   s o u r ce   n o d is   te m p o r ar il y   s to r ed   u n til  a   co m m u n icatio n   o p p o r tu n it y   w it h   an o t h er   n o d b ec o m e s   av ailab le,   th e n   ca r r ied   b y   in te r m ed iate  n o d es  an d   p r o g r ess iv el y   f o r w ar d ed   to w a r d   th d esti n at io n   n o d e.   T h is   ap p r o ac h   s ig n i f ica n tl y   i m p r o v es  co m m u n icat io n   s u r v iv ab ili t y   i n   d is co n n ec ted   o r   p a r tiall y   co n n ec ted   en v ir o n m en ts   an d   r ed u ce s   p ac k et  lo s s   ca u s ed   b y   u n s tab le   co n n ec ti v it y   co n d itio n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           E va lu a tio n   o f th efficien cy   o f d ela to lera n t n etw o r r o u tin g   p r o to co ls   fo r     ( A b d u La ti ef  A r d a )   1147       Fig u r 3 .   Sto r e - ca r r y - f o r w ar d   m ec h a n i s m       T h ef f ec ti v e n ess   o f   DT co m m u n icatio n   s tr o n g l y   d ep en d s   o n   t h r o u ti n g   p r o to co u s ed   to   d eter m in f o r w ar d in g   d ec is io n s ,   m es s ag e   r ep licatio n   s tr ateg ie s ,   an d   b u f f er   m a n ag e m e n t   p o licies.   C o n s eq u en tl y ,   n u m er o u s   DT r o u tin g   p r o to co ls   h a v b ee n   p r o p o s ed   to   o p tim ize  d eliv er y   p r o b ab ilit y ,   laten c y ,   o v er h ea d   r atio ,   an d   r eso u r ce   u ti lizatio n   u n d er   d if f er en n et w o r k   co n d itio n s .   O n o f   th ea r lie s a n d   m o s w id el y   s tu d ied   DT r o u tin g   p r o to co ls   is   ep id e m ic  r o u ti n g ,   w h ic h   ai m s   to   m a x i m ize  d eliv er y   p r o b ab ilit y   th r o u g h   u n co n tr o lled   m es s ag e   r ep licatio n   [ 12] [ 1 4 ] .   I n   ep id em ic  r o u tin g ,   n o d es  ex c h a n g all  n o n - d u p licate   m es s ag e s   w h e n ev er   en co u n te r s   o cc u r ,   th er eb y   in cr ea s i n g   th lik el ih o o d   o f   s u cc ess f u d eliv er y   in   h ig h l y   d is co n n ec ted   e n v ir o n m e n t s .   Alth o u g h   t h is   f lo o d in g - b ased   s t r ateg y   ca n   i m p r o v d eliv er y   p er f o r m an ce ,   i also   g en er ate s   ex ce s s i v o v er h ea d ,   b u f f er   co n s u m p tio n ,   b an d w id th   u s a g e,   an d   en er g y   co n s u m p tio n ,   p ar ticu lar l y   in   d en s n et w o r k s .   T o   o v er co m t h e x ce s s iv e   r ep licatio n   p r o b lem   o f   ep id e m ic  r o u tin g ,   t h s p r a y   a n d   w ai p r o to co in tr o d u ce s   co n tr o lled   m e s s a g e   r ep licatio n   m ec h a n is m s   [ 15] [ 17] .   I n s tead   o f   f o r w ar d in g   u n l i m ited   co p ies  o f   m es s ag e s ,   s p r a y   a n d   w ai d is tr ib u tes  o n l y   p r ed ef i n ed   n u m b er   o f   m es s ag co p ies  i n to   th n et w o r k   d u r i n g   th e   s p r a y   p h ase.   Af ter w ar d ,   n o d es  ca r r y in g   t h m es s ag w a it  u n til  t h e y   en co u n ter   t h d esti n atio n   n o d d ir ec tl y .   T h is   ap p r o ac h   s ig n i f ica n tl y   r e d u ce s   o v er h ea d   r atio   an d   e n er g y   co n s u m p tio n   w h i le  m ain ta i n in g   r elat iv el y   lo laten c y ,   m a k i n g   it  s u itab le  f o r   r eso u r ce - co n s tr ain ed   DT en v ir o n m en ts .   An o th er   w id el y   u s ed   DT r o u ti n g   p r o to co is   P R o P HE T v 2 ,   w h ic h   u t ilizes  p r o b ab ilis tic  f o r w ar d in g   b ased   o n   h is to r ical  en co u n ter   in f o r m atio n   [ 1 8 ] ,   [ 1 9 ] .   P R o PHET v 2   esti m a tes  th p r o b ab il it y   th at  n o d ca n   s u cc e s s f u ll y   d eli v er   m es s ag to   th d e s tin a tio n   b ase d   o n   p r ev io u s   co n tact  p atte r n s   a n d   tr an s i tiv e   r elatio n s h ip s   a m o n g   n o d es.  B y   e x p lo itin g   h is to r ical  m o b ilit y   b eh a v io r ,   P R o P HE T v 2   i m p r o v es  r o u ti n g   ef f icien c y   an d   r ed u ce s   u n n e ce s s ar y   m es s ag f o r w ar d i n g   co m p ar ed   to   f lo o d in g - b ase d   ap p r o ac h es.  T h is   p r o to co is   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv i n   e n v ir o n m e n t s   w h er n o d m o b ilit y   ex h ib its   r ep eti tiv o r   p r ed ictab le  m o v e m e n p atter n s .   Me an w h i le,   Ma x P r o p   is   s p ec if icall y   d esig n ed   f o r   DT N   en v ir o n m en ts   ch ar ac ter ized   b y   h ig h l y   li m ited   an d   u n p r ed ictab le  co n n ec tiv it y   [ 1 7 ] ,   [ 2 0 ] .   Ma x P r o p   p r io r itizes  m es s a g f o r w ar d in g   an d   b u f f er   m an a g e m e n b ased   o n   esti m ated   d eliv er y   lik el ih o o d   an d   p ath   p r o b ab ilit y .   T h p r o to c o also   in co r p o r ates  in telli g e n m e s s a g d eletio n   m ec h a n i s m s   to   o p tim ize  b u f f er   u tili za t io n   w h e n   s to r ag r es o u r ce s   b ec o m e   co n s tr ain ed .   T h r o u g h   p r io r itizatio n - b ased   f o r w ar d in g   s tr ateg ies,   Ma x P r o p   ai m s   to   m ax i m ize  s u cc e s s f u l   m es s ag d eli v er y   w h ile  m i n i m izin g   p ac k et  d r o p s   in   s p ar s a n d   h i g h l y   d y n a m ic  n e t w o r k s .   R ec en s tu d ies  f u r t h er   h i g h lig h th g r o w i n g   i m p o r tan ce   o f   DT d e p lo y m e n i n   s m ar city   a n d   I o T - b ased   co m m u n icatio n   s y s te m s .   R esear c h er s   h av i n v esti g at ed   DT in teg r atio n   i n   v e h ic u lar   co m m u n icatio n ,   p u b lic  tr an s p o r tatio n   s y s te m s ,   w ir ele s s   s en s o r   n et w o r k s ,   e n v ir o n m en tal  m o n ito r i n g   s y s te m s ,   a n d   e m er g e n c y   co m m u n i ca tio n   i n f r astru c tu r es .   Sev er al  s tu d ie s   also   e m p h a s i ze   th in cr ea s i n g   n ee d   f o r   en e r g y - a w ar r o u tin g ,   ad ap tiv f o r w ar d in g   s tr ateg ies ,   m o b ilit y - a w ar co m m u n ica ti o n   m o d els,  an d   m ac h i n lear n in g - as s is ted   DT N   o p tim izatio n   to   s u p p o r s u s ta in ab le  s m ar en v ir o n m e n i m p le m en ta tio n   [ 1] [ 4] .   Ho w ev er ,   m o s p r ev io u s   ev alu a tio n s   ar co n d u cted   u s in g   g e n er ic  m o b ilit y   s ce n ar io s   o r   s y n t h et ic  n et w o r k   to p o lo g ies  t h at  m a y   n o ad eq u atel y   r ep r esen t   th h ete r o g en eo u s   u r b an   m o b ilit y   co n d itio n s   o f   e m er g in g   m etr o p o litan   citie s   s u c h   as   Ma k as s ar .   T h er ef o r e,   ev alu ati n g   DT r o u tin g   p r o to co ls   w i th i n   r ea lis t ic  u r b an   s m ar en v ir o n m e n s ce n ar io s   b ec o m e s   es s en tial to   id e n ti f y   r o u tin g   s tr ateg ies ca p ab le  o f   b alan ci n g   d eliv er y   r eliab ilit y ,   lat en c y   p er f o r m a n ce ,   o v er h ea d   co n tr o l,  s ca lab ilit y ,   an d   en er g y   ef f ic ien c y   u n d er   h eter o g en eo u s   m o b ilit y   co n d iti o n s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 143 - 1 1 5 6   1148   3.   M E T H O   3 . 1 .     Si m ula t io env iro n m en t   a nd   pa ra m et er s   T h is   s tu d y   u til izes  t h ON E   s i m u lato r   to   ev alu a te  th e   p er f o r m a n ce   o f   DT r o u tin g   p r o to co ls   w it h i n   s m ar e n v ir o n m e n s ce n ar io   r ep r esen ti n g   Ma k a s s ar   c it y .   t h ONE   s i m u lato r   is   o n o f   t h m o s t   w id el y   u s ed   s i m u latio n   p latf o r m s   f o r   DT r esear ch   b ec au s it  s u p p o r ts   h eter o g e n eo u s   m o b il it y   m o d eli n g ,   o p p o r tu n i s tic  co m m u n icat io n   an al y s is ,   r ea lis tic  m ap - b ased   s i m u lat io n s ,   an d   m u l tip le  DT r o u tin g   p r o to co l   i m p le m en ta tio n s   u n d e r   d y n a m ic  co n n ec ti v it y   co n d itio n s   [ 2 1 ] ,   [ 22] .   T h s i m u lato r   is   p a r ticu lar l y   s u itab le  f o r   ev alu a tin g   co m m u n icatio n   b eh av io r   i n   en v ir o n m en ts   ch ar ac ter ized   b y   in ter m itte n co n n ec ti v it y ,   n o d e   m o b il it y ,   a n d   li m ited   in f r astr u ctu r av ailab ili t y .   T h s i m u latio n   s ce n ar io   is   d esig n ed   to   r ep r esen r ea l - wo r ld   s m ar en v ir o n m e n d ep lo y m e n i n   Ma k as s ar .   Mo b ile  n o d es  r ep r esen t   p u b l ic  tr a n s p o r tatio n   v e h icles,   p ed estrian s ,   an d   u r b an   m o b ilit y   e n titi e s ,   w h ile  s tatic  n o d es  r ep r esen t   I o T - b ased   en v ir o n m e n tal  s en s o r s   i n s ta lled   at  s tr ate g ic   lo ca tio n s   s u c h   as   in ter s ec tio n s ,   p ar k s ,   f lo o d - p r o n ar ea s ,   g o v er n m en t   f ac ilit ie s ,   an d   p u b lic  s er v ice  z o n es.  T h is   h eter o g e n eo u s   n o d co n f i g u r atio n   e n ab les  t h s i m u la tio n   to   ca p t u r r ea lis t ic  co m m u n icatio n   b eh a v io r   u n d er   u r b an   m o b ilit y   co n d itio n s .   T o   im p r o v g eo g r ap h ica r ea lis m ,   t h s i m u lat io n   en v ir o n m en in te g r ates  Op en S tr ee tMa p   ( OSM d ata  f r o m   Ma k a s s ar   c i t y ,   al lo w i n g   n o d m o b ilit y   to   f o llo ac tu al  r o ad   to p o l o g ies  an d   tr an s p o r tatio n   r o u tes.   Veh icle  n o d es  m o v alo n g   p r ed ef in ed   u r b a n   r o ad   n et w o r k s ,   w h ile  p ed estrian   n o d es  u t iliz r an d o m   m o b ilit y   p atter n s   w it h i n   d esi g n a ted   u r b an   ar ea s .   Static  s en s o r   n o d es  r e m ai n   f ix ed   t h r o u g h o u t h s i m u latio n   an d   co n tin u o u s l y   g e n er ate  en v ir o n m e n tal  m o n i to r in g   d ata  to   b f o r w ar d ed   o p p o r tu n is tical l y   th r o u g h   m o b il e   n o d es to w ar d   th m o n i to r in g   s er v er .   P er f o r m a n ce   ev a lu at io n   f o cu s e s   o n   f o u r   w id el y   u s ed   DT r o u tin g   p r o to co ls e p id em i c ,   P R o P HE T v 2 ,   s p r ay   an d   w ait ,   an d   Ma x P r o p .   T h ese  p r o to co ls   w er s elec ted   b ec au s th e y   r ep r esen d if f er en t   r o u tin g   p ar ad ig m s ,   i n cl u d in g   f lo o d in g - b ased   f o r w ar d i n g ,   p r o b a b ilis tic  r o u ti n g ,   co n tr o ll ed   r ep licatio n ,   an d   p r io r itizatio n - b ased   f o r w ar d in g .   T h co m p ar ati v an al y s is   ai m s   to   id en tify   p r o to co s u itab ilit y   u n d er   Ma k as s ar - s p ec if ic  s m ar en v i r o n m e n co n d itio n s   c h ar ac ter ized   b y   h eter o g e n eo u s   m o b il it y   a n d   in ter m itte n t   co n n ec ti v it y .   As  ill u s tr ated   i n   F ig u r 4 ,   en v ir o n m e n tal  s e n s o r   n o d es  a r d is tr ib u ted   ac r o s s   s tr ate g i lo ca tio n s   w it h i n   Ma k as s ar   c it y .   T h co llected   d ata  ar o p p o r tu n is tic all y   f o r w ar d ed   th r o u g h   m o b il n o d es,  in cl u d i n g   v eh ic les  an d   p ed estrian s ,   b ef o r r ea ch in g   th m o n ito r i n g   s er v er .   Veh ic le  m o b ilit y   f o llo w s   t h ac tu al   tr an s p o r tatio n   r o u tes d er iv ed   f r o m   t h Ma k a s s ar   cit y   m ap .           Fig u r 4 .   S m ar en v ir o n m e n t s ce n ar io   in   Ma k a s s ar   c it y       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           E va lu a tio n   o f th efficien cy   o f d ela to lera n t n etw o r r o u tin g   p r o to co ls   fo r     ( A b d u La ti ef  A r d a )   1149   Fig u r 5   illu s tr ate s   th i m p le m en tatio n   o f   t h s m ar en v ir o n m e n s ce n ar io   in   t h ONE   s i m u lato r   en v ir o n m e n t.  T h s i m u latio n   ev alu a tes  r o u ti n g   p r o to co p er f o r m a n ce   o v er   1 2 - h o u r   co m m u n icat io n   p er io d   u s i n g   h e ter o g en eo u s   n o d m o b ilit y   a n d   v ar y i n g   n o d d en s iti es.   T o   in v est ig ate   s ca lab ilit y   a n d   n et w o r k   d en s it y   ef f ec ts ,   t h n u m b er   o f   n o d e s   is   v ar ied   f r o m   5 0 ,   7 5 ,   1 0 0 ,   to   1 2 5   n o d es.  T h s i m u l atio n   in co r p o r ates  h eter o g e n eo u s   m o b ilit y   s p ee d s   to   r ep r esen r ea lis tic  u r b a n   m o v e m e n b eh a v io r .   P ed estrian   n o d es  m o v e   w it h   s p ee d s   r an g i n g   f r o m   0 . 5 - 1 . 5   m /s ,   w h ile  v e h icle  n o d es  m o v w it h   s p ee d s   r a n g i n g   f r o m   2 . 7 1 3 . 9   m / s .   Me s s a g e   g en er atio n   i n ter v al s   v ar y   b et w ee n   1 0 - 1 5   s ec o n d s ,   w ith   m ess a g s ize s   r an g i n g   f r o m   5 0 0   KB   to   1   MB .   T h r o u tin g   p r o to co ls   ar ev alu a t ed   b ased   o n   d eliv er y   r atio ,   a v er ag late n c y ,   o v er h ea d   r ati o ,   h o p   co u n t,  an d   esti m ated   en er g y   co n s u m p tio n .   T a b le  1   s u m m ar ize s   th s i m u latio n   p ar a m eter s   u s ed   th r o u g h o u t t h s t u d y .           Fig u r 5 .   Scen ar io   af ter   i m p le m en tatio n   i n   t h s i m u lato r       T ab le  1 .   Sim u latio n   p ar a m eter s   P a r a me t e r   V a l u e   T o t a l   si mu l a t i o n   t i me   12   h   S i mu l a t i o n   a r e a   M a k a ss a r     D T N   r o u t i n g   p r o t o c o l   Ep i d e mi c ,   P r o p h e t V 2 ,   M a x P r o p   e t   s p r a y   a n d   w a i t   B u f f e r   si z e   5   M   T o t a l   n o .   o f   n o d e s   5 0 ,   7 5 ,   1 0 0 ,   1 2 5   Ty p e s o f   n o d e s   P e d e st r i a n s ,   c a r s   P e d e st r i a n s   sp e e d   M i n = 0 . 5   m / M a x = 1 . 5   m/ s   C a r s s p e e d   M i n = 2 . 7   m / M a x = 1 3 . 9   m / s   P e d e st r i a n s   w a i t   t i me   0 - 1 2 0   s   C a r s w a i t   t i me   0 - 1 2 0   s   S e c o n d i n   t i me   u n i t   30   s   N o .   o f   c o p i e s (L )   3   T r a n smit   s p e e d   5   M   M e ssag e   T TL   3 0 0   m i n u t e s     I n t e r f a c e   t r a n sm i t   r a n g e   1 0   me t r e s   M e ssag e   c r e a t i o n   r a t e   10 - 1 5   S   p e r   1   me ssag e   M e ssag e   si z e   5 0 0   K B   t o   1   MB     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 143 - 1 1 5 6   1150   T h s i m u latio n   co n f i g u r atio n   is   d esig n ed   to   em u late  r ea li s tic  s m ar en v ir o n m en co m m u n icat io n   co n d itio n s   i n   Ma k a s s ar ,   p ar ticu lar l y   f o r   in ter m itte n tl y   co n n ec ted   I o T   an d   m o b ile  co m m u n icatio n   in f r astru ct u r es.  T h s elec ted   p ar am eter s   also   allo w   co m p r e h e n s i v ev al u atio n   o f   p r o to co l   s ca lab ilit y ,   co m m u n icatio n   e f f icie n c y ,   r e p licatio n   b eh av io r ,   an d   r eso u r ce   u tili za tio n   u n d er   h eter o g en eo u s   u r b an   m o b il it y   co n d itio n s .     3 . 2 .     E nerg y   c o ns u m ptio n e s t i m a t io m o de l   I n   ad d itio n   to   co n v e n tio n al  DT p er f o r m a n ce   m etr ics,  t h is   s t u d y   e v al u ates   t h est i m ated   en er g y   co n s u m p tio n   g e n er ated   b y   ea ch   r o u ti n g   p r o to co l.  E n er g y   e f f icien c y   i s   an   i m p o r tan co n s id er atio n   in   s m ar t   en v ir o n m e n t   d ep lo y m e n b ec a u s e x ce s s i v m es s ag e   r ep licatio n   a n d   tr an s m is s io n   ac ti v it ie s   m a y   s i g n if ic a n tl y   in cr ea s co m m u n icatio n   co s ts   an d   r ed u ce   n et w o r k   s u s tai n ab ilit y ,   p ar tic u lar l y   f o r   b atter y - p o w er ed   m o b ile  a n d   I o T   d ev ices.   Si n ce   t h e   ONE   s i m u la to r   d o es  n o d ir ec tl y   p r o v id en er g y   co n s u m p tio n   m ea s u r e m en t s ,   a n   an al y tical  esti m atio n   ap p r o ac h   is   ad o p ted   b ased   o n   tr an s m i s s io n   an d   r ec ep tio n   ac tiv itie s   r ec o r d e d   d u r in g   th s i m u lat io n   p r o ce s s .   T h en e r g y   m o d el  as s u m e s   th a ea ch   m es s ag tr an s m i s s io n   co n s u m es      j o u les,  w h ile   ea ch   m e s s a g r ec ep tio n   co n s u m es    j o u les.  T h to tal  esti m ate d   en er g y   co n s u m p tio n   is   ca lc u lated   u s i n g   ( 1 ) :        =   (   ) + (    )   ( 1 )     w h er e:        r ep r esen ts   th to tal  n u m b er   o f   m es s ag tr a n s m is s io n s        r ep r esen ts   th to tal  n u m b er   o f   m es s ag r ec ep tio n s         d en o tes th tr an s m is s io n   e n er g y   co n s u m p tio n   p er   m es s ag e       d en o tes th r ec ep tio n   en er g y   co n s u m p tio n   p er   m e s s a g e   P r o to c o ls   em p lo y in g   ex ce s s i v r ep licatio n   s tr ateg ies,  s u c h   as  ep id em ic  r o u tin g ,   n at u r all y   g e n er ate   s ig n i f ica n tl y   h i g h er   tr an s m i s s i o n   an d   r ec ep tio n   co u n ts ,   lead i n g   to   i n cr ea s ed   esti m ated   en er g y   co n s u m p tio n .   I n   co n tr ast,  co n tr o lled   r ep licatio n   p r o to co ls   s u ch   as  Sp r a y   a n d   W ait  an d   p r io r itized   f o r w ar d in g   ap p r o ac h es  s u ch   as M ax P r o p   ar ex p ec ted   to   d e m o n s tr ate  b etter   co m m u n icat io n   ef f icie n c y   a n d   lo w er   e n er g y   u ti lizatio n .     3 . 3 .     St a t is t ica e v a lua t i o n   T o   im p r o v s tati s tical  r eliab i lit y   an d   m in i m ize  r an d o m n e s s   b ias,  ea ch   s i m u latio n   s ce n ar io   w a s   ex ec u ted   f i v ti m es  u s in g   d if f er en r a n d o m   s ee d s .   T h f in al  r esu lt s   p r esen ted   i n   t h is   s t u d y   r ep r esen th e   av er ag v a lu e s   o b tain ed   f r o m   th ese  r ep ea ted   s i m u latio n s .   T h is   r ep etitio n   s tr ateg y   en s u r es  th at  t h o b s er v ed   p er f o r m a n ce   tr en d s   r ef lect  co n s is te n t p r o to co l b eh av io r   r ath er   th an   s to c h ast ic  s i m u latio n   v a r iatio n s .   P er f o r m a n ce   e v alu a tio n   a n d   p r o to co l c o m p ar is o n   ar co n d u cted   u s i n g   d escr ip tiv e   s tat is tic al  an al y s i s ,   g r ap h ical  v is u aliza tio n ,   an d   p er ce n tag d if f er e n ce   an al y s i s   ac r o s s   m u ltip le  p er f o r m an ce   m etr ics,  i n clu d i n g :   d eliv er y   r atio ,   av er a g late n c y ,   o v er h ea d   r atio ,   av er a g h o p   co u n t,  a n d   esti m ated   en er g y   co n s u m p tio n .   T h e   co m b i n atio n   o f   r ep ea ted   s i m u latio n   r u n s   an d   m u lti - m e tr ic  ev alu at io n   p r o v id es  m o r co m p r e h en s iv a n d   s tatis t icall y   r eliab le  ass e s s m en o f   DT r o u tin g   p er f o r m an ce   u n d er   h eter o g e n eo u s   S m ar E n v ir o n m e n t   co n d itio n s   i n   Ma k a s s ar   c it y .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h is   s ec tio n   p r esen t s   t h co m p ar ati v ev al u atio n   o f   f o u r   DT r o u tin g   p r o to co ls   e p id em ic ,   P R o P HE T v 2 ,   s p r ay   an d   w a it ,   an d   Ma x P r o p   u n d er   th Ma k a s s ar   s m ar en v ir o n m e n s ce n ar io .   T h ev alu atio n   f o cu s es  o n   d eliv er y   r atio ,   av er ag laten c y ,   o v er h ea d   r atio ,   h o p   c o u n t,  an d   esti m ated   en er g y   co n s u m p tio n .   T h es m etr ic s   ar es s en tial  f o r   ass es s i n g   r o u ti n g   ef f icie n c y ,   s ca lab ilit y ,   a n d   co m m u n icat i o n   s u s tai n ab ilit y   in   h eter o g e n eo u s   u r b an   DT en v ir o n m en ts .     4 . 1 .     Resul t s   Deliv er y   r atio   r ep r esen ts   t h p r o b a b ilit y   th at  m e s s a g g e n er ated   b y   s o u r ce   n o d is   s u cc es s f u ll y   d eliv er ed   to   th d est in at io n   n o d w it h in   th e   s i m u latio n   p er io d .   I n   DT N - b ased   s m ar e n v ir o n m e n ts ,   d eli v er y   r atio   b ec o m es  cr itical  i n d icato r   b ec au s in ter m itte n co n n e ctiv it y   an d   n o d m o b ilit y   s i g n if ica n tl y   in f l u e n ce   co m m u n icatio n   r eliab ilit y .   F ig u r 6   il lu s tr ates  t h d eli v er y   r atio   p er f o r m an ce   o f   e p id em ic,   Ma x P r o p ,   P R o P HE T v 2 ,   an d   s p r ay   an d   w ait  u n d er   d if f er e n n o d d en s ities .   E p id e m ic  r o u tin g   co n s i s ten t l y   d e m o n s tr ates   th lo w e s d eliv er y   r atio ,   b eg in n i n g   at  ap p r o x im a tel y   0 . 1 0   f o r   5 0   n o d es  an d   in cr ea s in g   o n l y   s li g h tl y   as  n o d e   d en s it y   g r o w s .   T h is   i n d icate s   th at  u n co n tr o lled   f lo o d in g   d o es  n o n ec e s s ar il y   i m p r o v d e liv er y   r eliab ilit y   i n   h eter o g e n eo u s   m o b ilit y   e n v ir o n m e n t s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l           E va lu a tio n   o f th efficien cy   o f d ela to lera n t n etw o r r o u tin g   p r o to co ls   fo r     ( A b d u La ti ef  A r d a )   1151       Fig u r 6 .   Deliv er y   p r o b ab ilit y   o f   p r o to co ls   b ased   o n   th n u m b er   o f   n o d es       Ma x P r o p   ac h iev es  th h i g h e s d eliv er y   r atio   ac r o s s   all  s c en ar io s ,   in cr ea s i n g   f r o m   ap p r o x i m ate l y   0 . 5 0   at  5 0   n o d es  to   n ea r l y   0 . 6 9   at  1 2 5   n o d es.  T h p r o to co b en ef it s   f r o m   it s   p r io r itized   f o r w ar d in g   an d   b u f f er   m an a g e m e n m ec h a n is m s ,   en ab lin g   m o r ef f ec ti v e   m es s ag d eliv er y   i n   d en s n et w o r k s .   Sp r ay   a n d   w ait  al s o   d em o n s tr ate   s tr o n g   p er f o r m a n ce ,   ac h iev i n g   d eli v er y   r atio s   clo s to   Ma x P r o p   an d   r ea ch in g   ap p r o x i m atel y   0 . 6 7   at  1 2 5   n o d es.  I ts   co n tr o lled   r ep licatio n   s tr ateg y   e n a b les  ef f icien d is s e m i n atio n   w it h o u g e n er atin g   ex ce s s iv tr a f f ic.   P R o P HE T v 2   m ai n tai n s   r ela tiv el y   s tab le  p er f o r m an ce ,   w i th   d eliv er y   r atio s   r an g i n g   f r o m   0 . 3 0   to   0 . 4 0   ac r o s s   n o d s ce n ar io s .   T h is   s tab ilit y   i n d icate s   t h at  p r o b ab ilis tic  e n co u n ter   h is to r y   ca n   s u p p o r m o d er ate   r o u tin g   r eliab ilit y ,   alt h o u g h   it s   p er f o r m an ce   r e m a in s   b elo w   Ma x P r o p   an d   s p r ay   an d   w ai t .   Ov er all,   th r es u lt s   in d icate   t h at  co n tr o lled   f o r w a r d in g   a n d   r ep lic atio n   m ec h a n i s m s   s i g n i f ican tl y   i m p r o v d el iv er y   r eliab il it y   i n   u r b an   DT en v ir o n m e n ts .   L ate n c y   r ef er s   to   th av er ag e   ti m r eq u ir ed   f o r   m es s ag e   to   tr av el  f r o m   t h s o u r ce   n o d to   th d esti n atio n   n o d e.   I n   s m ar e n v ir o n m e n t   ap p licatio n s ,   lo w   laten c y   i s   e s s e n tial  f o r   s u p p o r tin g   r esp o n s iv e   m o n ito r i n g   s y s te m s ,   tr an s p o r tatio n   s er v ices,  a n d   e n v ir o n m en tal  s en s i n g   in f r astr u ct u r es.  Fig u r 7   co m p ar es   th av er a g late n c y   v al u es  p r o d u ce d   b y   th f o u r   r o u t in g   p r o to co ls .   Ma x P r o p   r ec o r d s   t h h i g h est  la ten c y   a m o n g   all  p r o to co ls ,   alth o u g h   its   laten c y   g r ad u al l y   d ec r ea s es   as  n o d d en s it y   in cr ea s e s .   T h h ig h er   lat en c y   i s   m ai n l y   ca u s ed   b y   s elec ti v f o r w ar d in g   an d   p r io r itized   s c h ed u lin g   m ec h an is m s ,   w h ic h   m a y   d ela y   m e s s a g e   tr an s m is s io n   w h ile  s ea r ch i n g   f o r   o p tim a f o r w ar d in g   o p p o r t u n i ties .   E p id e m ic  r o u ti n g   p r o d u ce s   lo w er   laten c y   th an   Ma x P r o p   b u ex h ib it s   h ig h er   f l u ct u a tio n   ac r o s s   n o d s ce n ar io s .   T h p r o to co ag g r e s s i v el y   f lo o d s   m es s ag e s   t h r o u g h o u th n e t w o r k ,   e n ab li n g   f aster   m es s ag p r o p ag atio n   b u s i m u lta n eo u s l y   i n cr ea s i n g   co n g es tio n   a n d   tr an s m is s io n   c o m p eti tio n .   P R o P HE T v 2   d em o n s tr ates  r elativ el y   s tab le  late n c y   v a l u es   b et w ee n   e p id e m ic  a n d   Ma x P r o p ,   in d icati n g   b alan ce d   r o u ti n g   b eh av io r   b ased   o n   en co u n ter   p r o b ab ilit y   esti m at io n .   Sp r a y   a n d   w ai co n s i s ten tl y   ac h iev e s   t h lo w est  laten c y   a cr o s s   all  n o d s ce n ar io s ,   m a in tain i n g   a n   a v er ag la ten c y   o f   ap p r o x im a tel y   1 1 8   s ec o n d s   at   1 2 5   n o d es.  I ts   lim ited - co p y   d is s e m in a tio n   m ec h an i s m   m i n i m ize s   n et w o r k   co n g esti o n   w h ile   p r eser v in g   e f f icien m es s ag f o r w ar d i n g .   T h ese   f i n d i n g s   i n d icate   t h at  co n tr o lled   r ep licatio n   s tr ate g ie s   ar e   m o r s u itab le  f o r   lo w - late n c y   s m ar t e n v ir o n m e n t c o m m u n ic atio n.   Ov er h ea d   r atio   r ep r esen ts   th ad d itio n al  co m m u n icatio n   co s g en er ated   b y   r o u tin g   ac tiv ities ,   p ar ticu lar l y   m es s ag r ep licati o n   an d   f o r w ar d in g   o p er atio n s .   Hig h   o v er h ea d   in d icate s   i n ef f icie n r eso u r ce   u tili za t io n   a n d   m a y   s ig n i f ica n tl y   a f f ec t   b an d w id th   av ai la b ilit y   a n d   n o d en er g y   s u s ta in ab ilit y .   Fi g u r 8   d em o n s tr ate s   t h at  e p id e m ic  r o u tin g   g en er ate s   ex tr e m el y   h ig h   o v er h ea d   as   n o d d en s it y   in cr ea s es.  At  1 2 5   n o d es,  e p id e m ic  r ea ch es  a n   o v er h ea d   r atio   o f   5 1 2 , 4 3 0 ,   w h i ch   is   ap p r o x i m atel y   1 1 . 4   tim e s   h i g h er   th a n   s p r a y   an d   w a it.  T h is   b eh av io r   is   ca u s ed   b y   u n co n tr o lled   m e s s a g f lo o d in g ,   w h er m es s ag e s   ar r ep licated   to   n ea r l y   all  en co u n ter ed   n o d es r eg ar d less   o f   r o u ti n g   ef f icie n c y .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   1 6 9 3 - 6930   T E L KOM NI K A   T elec o m m u n   C o m p u t E C o n tr o l ,   Vo l.  24 ,   No .   4 A u g u s 20 26 1 143 - 1 1 5 6   1152       Fig u r 7 .   Av er ag late n c y   b as ed   o n   th n u m b er   o f   n o d es           Fig u r 8 .   Ov er h ea d   r atio   b ased   o n   th n u m b er   o f   n o d es       Ma x P r o p   an d   P R o P HE T v 2   p r o d u ce   m o d er ate  o v er h ea d   v al u es  o f   1 3 8 , 5 4 0   an d   1 6 5 , 2 2 0   r e s p ec tiv el y ,   r ed u cin g   o v er h ea d   b y   ap p r o x i m atel y   7 3 a n d   6 8 co m p ar ed   w it h   E p id e m ic  r o u t in g .   T h eir   f o r w ar d i n g   s tr ateg ie s   a r m o r s elec ti v an d   p r o b ab ilis tic,   p r ev en tin g   ex ce s s iv m es s a g d u p licatio n .   Sp r a y   an d   W ait  co n s is ten tl y   r ec o r d s   th lo w e s o v er h ea d   r atio   ac r o s s   all  s i m u latio n   s ce n ar io s ,   r ea ch i n g   o n l y   4 4 , 8 7 0   at  1 2 5   n o d es.  T h p r o to c o r estricts  th n u m b er   o f   m es s ag co p ies   d is tr ib u ted   in   th n et w o r k ,   th er eb y   s i g n if ican t l y   r ed u cin g   u n n ec ess ar y   tr an s m is s io n s .   T h ese  f in d i n g s   co n f i r m   th at  r ep licatio n   co n tr o s tr o n g l y   i n f l u e n ce s   co m m u n icatio n   s ca lab ilit y   an d   r eso u r ce   ef f icien c y   i n   DT N - b ased   s m ar t e n v ir o n m e n t s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.