Thiết kế Chéo Dựa trên Mã Huffman N-ary cho Phân Tích Hiệu Suất của Giao Thức Định Tuyến DSDV trong Mạng Ad-hoc Di Động (MANETs)

Wireless Personal Communications - Tập 126 - Trang 795-821 - 2022
Ridhima Mehta1
1School of Computer and Systems Sciences Jawaharlal Nehru University, New Delhi, India

Tóm tắt

Việc triển khai kỹ thuật mã hóa Huffman tối ưu nhằm đạt được sự nén dữ liệu hiệu quả, giảm thiểu sự dư thừa của thông tin và tối thiểu hóa sử dụng băng thông hạn chế là rất cần thiết để xử lý hiệu quả dữ liệu mạng khổng lồ. Trong bài báo này, chúng tôi áp dụng kỹ thuật thiết kế chéo giữa các lớp liên kết dữ liệu, mạng và trình bày của ngăn xếp giao thức truyền thống để phát triển giao thức định tuyến DSDV cải tiến dựa trên quy trình mã hóa Huffman n-ary. Các mã prefiks thích ứng dựa trên độEntropy với độ dài thay đổi được gán cho xác suất giao hàng thành công của gói tin qua mạng không dây ad-hoc. Nhiều tham số hiệu suất mã hóa và mạng được triển khai để đánh giá hiệu suất của kế hoạch định tuyến đề xuất dưới ba kịch bản mạng IPv4 khác nhau. Các giao thức mạng được khảo sát bao gồm IPv4 mặc định, nhiều IPv4 và phương pháp định tuyến động IPv4. Các cài đặt mô phỏng đa dạng được áp dụng với kích thước mạng khác nhau để đo lường một loạt các đặc tính mạng không dây cần thiết, bao gồm độ trễ trung bình, tỷ lệ lỗi gói tin, tỉ lệ giao hàng gói tin, tốc độ dữ liệu, tỷ lệ mất ping, tỷ lệ entropy và tỷ lệ trúng cache tiếp nhận. Ngoài ra, tập hợp các chỉ số nén/dữ liệu chính được xem xét thông qua phân tích số học toàn diện như độ dài mã, tỷ lệ thông tin nguồn, độ dư trung bình và hiệu suất mã hóa. Hơn nữa, chúng tôi so sánh đáng kể hiệu suất của mô hình định tuyến di động mã hóa chéo được phát triển của chúng tôi với một số thuật toán trước đây để xác nhận khả năng và ưu thế đã cải thiện của nó về các chỉ số hoạt động mạng quan trọng như thông lượng, tỷ lệ rớt gói, độ trễ trung bình và tỷ lệ giao hàng gói.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Kumar, M., & Mishra, R. (2012). An overview of MANET: History, challenges and applications. Indian Journal of Computer Science and Engineering (IJCSE), 3(1). Taneja, S., & Kush, A. (2010). A survey of routing protocols in mobile Ad Hoc Networks. International Journal of Innovation, Management and Technology, 1(3). Murthy, C. S. R., & Manoj, B. S. (2007). Ad Hoc Wireless Networks, Architectures and protocols. Second Edition, Low price Edition, Pearson Education. Tripathi, K., Agarwal, T., & Dixit, S. D. (2010). Performance of DSDV protocol over sensor networks. International Journal of Next-Generation Networks (IJNGN), 2(2), 53–59. https://doi.org/10.5121/ijngn.2010.2205 Hassnawi, L. A., Ahmad, R. B., Yahya, A., Aljunid, S. A., & Elshaikh, M. (2012). Performance Analysis of Various Routing Protocols for Motorway Surveillance System Cameras’ Network. International Journal of Computer Science Issues, 9(2), 7–21. Islam, M. S., Riaz, A., & Tarique, M. (2012). Performance analysis of the routing protocols for video streaming over mobile ad hoc networks. International Journal of Computer Networks & Communications, 4(3), 133–150. https://doi.org/10.5121/ijcnc.2012.4310 Rhaiem, O. B., & Fourati, L. C. (2013). Routing protocols performance analysis for scalable video coding (SVC) transmission over mobile ad-hoc networks. 2013 IEEE International Conference on Signal and Image Processing Applications, Melaka, Malaysia, pp. 197–202, https://doi.org/10.1109/ICSIPA.2013.6708003. Hao, B., Chang, D., Zhang, Z., & Ji, H. (2019). Performance Analysis of Routing for Wireless Sensor Network. 3rd International Conference on Mechatronics Engineering and Information Technology (ICMEIT 2019), Advances in Computer Science Research, Vol. 87, pp. 328–334. Chavan, A. A., Kurule, D. S., & Dere, P. U. (2016). Performance analysis of AODV and DSDV routing protocol in MANET and modifications in AODV against Black Hole Attack. Procedia Computer Science, 79, 835–844. https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.03.108 Sallum, E. E. A., Santos, G., Alves, M., & Santos, M. M. (2018). Performance analysis and comparison of the DSDV, AODV and OLSR routing protocols under VANETs. 2018 16th International Conference on Intelligent Transportation Systems Telecommunications (ITST), Lisboa, pp. 1–7, DOI: https://doi.org/10.1109/ITST.2018.8566825. Pradhan, N., Kulkarni, C., & Mali, R. (2012). Performance evaluation of cooperative robust routing protocol for mobile wireless sensor network. International Journal of Engineering Research & Technology, 01(05), 1–7. Gupta, V., Verma, A., Lala, A., & Chaurasia, A. (2013). Scenario based performance and comparative simulation analysis of routing protocols in MANET. International Journal of Computer Science and Network Security, 13(6), 98–104. Thapar, S., & Kalla, A. (2016). A Review On Performance Evaluation Of Routing Protocols in MANET. Proceedings of the International Conference on Recent Cognizance in Wireless Communication & Image Processing. Springer, New Delhi, pp. 59–68, DOI: https://doi.org/10.1007/978-81-322-2638-3_7. Kumar, J., Singh, A., Panda, M. K., & Bhadauria, H. S. (2016). Study and performance analysis of routing protocol based on CBR. Procedia Computer Science, 85, 23–30. https://doi.org/10.1016/j.procs.2016.05.172 Miyandoab, F. D., Ferreira, J. C., & Tavares, V. M. G. (2018). Analysis and evaluation of an energy-efficient routing protocol for WSNs combining source routing and minimum cost forwarding. Journal of Mobile Multimedia, 14(4), 469–504. https://doi.org/10.13052/jmm1550-4646.1444 Vasundra, S., & Venkatesh, D. (2018). Performance evaluation of routing protocols for voice and video traffics. Asian Journal of Computer Science and Technology, 7(3), 86–90. Chitra, D., & Chandrasekaran, M. (2016). Performance analysis of various manet routing protocols using OPNET simulator. International Journal of Advanced Networking & Applications, 215–220. Mehta, R. (2020). Throughput and resource optimization for adaptive coding-based random access networks with correlated sources. International Journal of Communication Systems. 34(1):e4673, https://doi.org/10.1002/dac.4673. Mehta, R. (2020). Optimal huffman coding performance of ad-hoc networks based on cross-layer design. Journal of Information Science and Engineering, 36(6), 1375–1386. https://doi.org/10.6688/JISE.202011_36(6).0015 Rajendra, P. P., & Shankar, S. (2020). Efficient performance analysis of energy aware on demand routing protocol in mobile Ad‐Hoc network. Engineering Reports, 2, 3, 2:e12116, https://doi.org/10.1002/eng2.12116. Hussein, W. A., Ali, B. M., Rasid, M. F. A., & Hashim, F. (2017). Design and performance analysis of high reliability-optimal routing protocol for mobile wireless multimedia sensor networks. 2017 IEEE 13th Malaysia International Conference on Communications (MICC), Johor Bahru, pp. 136–140, DOI: https://doi.org/10.1109/MICC.2017.8311747. Malik, S., & Sahu, P. K. (2019). A comparative study on routing protocols for VANETs. Heliyon, 5(8), E02340. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2019.e02340 Goldsmith, A. J. (2005). Wireless Communications. Cambridge University Press. OMNeT++ (2018). The omnet++ homepage. [online] http://www.omnetpp.org Varga, A. (2001). The OMNeT++ discrete event simulation system. Proceedings of the European Simulation Multiconference. Mobility framework (MF) for simulating wireless and mobile networks using OMNeT++. [online]. Available: http://mobility-fw.sourceforge.net/. INET Framework Manual. http://inet.omnetpp.org/index.php?n=Main.Manual. Algorithms and protocols for wireless and mobile ad hoc networks. Hoboken, Wiley, 2009. Shankar, A., & Chelle, L. (2016). Performance comparison of AODV, DSR, DSDV and OLSR MANET routing protocols. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT), 5(10), 218–223. Inamdar, S. R., Sathish Babu B., & Yadahalli, R. M. (2017). Paradigm shift in routing approaches for high speed MANET applications. European Journal of Engineering Research and Science, https://doi.org/10.24018/ejers.2017.2.1.266. Guillen-Perez, A., Montoya, A.-M., Sanchez-Aarnoutse, J.-C., & Cano, M.-D. (2021). A Comparative Performance Evaluation of Routing Protocols for Flying Ad-Hoc Networks in Real Conditions. Applied Sciences, 11, 4363, https://doi.org/10.3390/app11104363. Srilakshmi, U., & Srinivasrao, B. (2019). A cross layer protocol to improve energy efficiency and QoS in MANET. Journal of Mechanics of Continua and Mathematical Sciences, 14(1), 192–201. https://doi.org/10.26782/jmcms.2019.02.00013 Nawaz, H., & Ali, H. M. (2020). Implementation of cross layer design for efficient power and routing in UAV communication networks. Studies in Informatics and Control, 29(1), 111–120. https://doi.org/10.24846/v29i1y202011