Меню
Публикации
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-2-364-375
УДК 004.89
IRDFPR-CMDNN: энергоэффективный и надежный протокол маршрутизации для улучшенной передачи данных в MANET
Читать статью полностью
Язык статьи - английский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Сангита А., Раджендран Т. IRDFPR-CMDNN: энергоэффективный и надежный протокол маршрутизации для улучшенной передачи данных в MANET // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 2. С. 364–375 (на англ. яз.). doi:
10.17586/2226-1494-2022-22-2-364-375
Аннотация
Мобильные одноранговые сети (Mobile Ad hoc NETworks, MANET) — бесструктурные автономные беспроводные сети с мобильными узлами, которые динамически устанавливают соединения для передачи данных. Из-за динамических топологических изменений маршруты MANET оказываются несбалансированными и постоянно прерываются. Следовательно, обеспечение эффективной и надежной доставки данных с эффективным использованием сетевых ресурсов является сложной задачей, которую необходимо в MANET учитывать. Предложена многослойная глубокая искусственная нейронная сеть на основе пробит-регрессии с ранжированными решениями (IRDFPR-CMDNN) для эффективной передачи данных и более быстрой доставки данных с минимальной сквозной задержкой. Метод IRDFPR-CMDNN выполняет идентификацию и обслуживание маршрута, а также доставку данных более чем на трех уровнях. Затем мобильные узлы отправляются на входной уровень многослойной глубокой искусственной нейронной сети. На первом скрытом уровне применен алгоритм ранжированных лесов решений с мгновенным стоком для классификации мобильных узлов в зависимости от остаточной энергии и нагрузочной способности. К выбранным мобильным узлам применена пробит-регрессия для поиска во втором скрытом слое ближайших соседних узлов. Поиск выполнен на основе оценки качества канала и уровня принимаемого сигнала для получения пути маршрута. Далее установлено несколько путей маршрутизации от узла-источника к узлу-получателю и произведена передача данных. При отказе канала для маршрутизации выбирается альтернативный маршрут с лучшим качеством канала. В результате осуществлена энергоэффективная передача данных от источника к получателю с высокой скоростью доставки данных и минимальными временными затратами. Выполнена экспериментальная оценка энергопотребления, коэффициента доставки пакетов, скорости отбрасывания пакетов, пропускной способности и сквозной задержки с различным количеством мобильных узлов и пакетов данных. Результаты моделирования показали, что метод IRDFPR-CMDNN эффективно улучшает доставку данных, пропускную способность и минимизирует потребление энергии, уменьшает потери пакетов и задержки по сравнению с обычными методами.
Ключевые слова: маршрутизация и доставка данных, многослойная глубокая искусственная нейронная сеть, алгоритм ранжированного леса с мгновенным стоком, пробит-регрессия
Список литературы
Список литературы
-
Banerjee I., Warnier M., Brazier F.M.T. Self-organizing topology for energy-efficient ad-hoc communication networks of mobile devices // Complex Adaptive Systems Modeling. 2020. V. 8. N 1. P. 7. https://doi.org/10.1186/s40294-020-00073-7
-
Zhang T., Zhao S., Cheng B. Multipath routing and MPTCP-based data delivery over MANETS // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 32652–32673. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2974191
-
Chen Z., Zhou W., Wu S., Cheng L. An adaptive on-demand multipath routing protocol with QoS support for high-speed MANET // IEEE Access. 2020. V. 8. P. 44760–44773. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2978582
-
Shailaja P., Rao C.V.G. Zone assisted mobility aware multipath routing (ZM2R) for energy constrained MANETs // Materials Today: Proceedings. 2021. V. 37. Part 2. P. 3434–3441. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.287
-
Prasad P.R., Shankar S. Efficient performance analysis of energy aware on demand routing protocol in Mobile Ad-Hoc Network // Engineering Reports. 2020. V. 2. N 3. P. e12116. https://doi.org/10.1002/eng2.12116
-
Almazok S.A., Bilgehan B. A novel dynamic source routing (DSR) protocol based on minimum execution time scheduling and moth flame optimization (MET-MFO) // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. 2020. V. 2020. N 1. P. 219. https://doi.org/10.1186/s13638-020-01802-5
-
Shivakumar K.S., Patil V.C. An optimal energy efficient cross-layer routing in MANETs // Sustainable Computing: Informatics and Systems. 2020. V. 28. P. 100458. https://doi.org/10.1016/j.suscom.2020.100458
-
Deepa J., Sutha J. A new energy based power aware routing method for MANETs // Cluster Computing. 2019. V. 22. P. 13317–13324. https://doi.org/10.1007/s10586-018-1868-x
-
Almolaa O.S., Kashmola M.Y. Distributed deep reinforcement learning computations for routing in a software-defined Mobile Ad Hoc Network // Turkish Journal of Computer and Mathematics Education. 2021. V. 12. N 6. P. 1708–1721. https://doi.org/10.17762/turcomat.v12i6.3378
-
Prakasi O.S.G., Varalakshmi P. Decision Tree Based Routing Protocol (DTRP) for reliable path in MANET // Wireless Personal Communications. 2019. V. 109. N 1. P. 257–270. https://doi.org/10.1007/s11277-019-06563-z
-
Alkadhmi M.M.A., Uçan O.N., Ilyas M. An efficient and reliable routing method for hybrid Mobile Ad Hoc Networks using deep reinforcement learning // Applied Bionics and Biomechanics. 2020. V. 2020. P. 8888904. https://doi.org/10.1155/2020/8888904
-
Tilwari V., Dimyati K., Hindia M.H.D.N., Fattouh A., Amiri I.S. Mobility, residual energy, and link quality aware multipath routing in MANETs with Q-learning algorithm // Applied Science. 2019. V. 9. N 8. P. 1582. https://doi.org/10.3390/app9081582
-
Durr-e-Nayab, Zafar M.H., Altalbe A. Prediction of scenarios for routing in MANETs based on expanding ring search and random early detection parameters using machine learning techniques // IEEE Access. 2021. V. 9. P. 47033–47047. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2021.3067816
-
Vaighan M.G., Jamali M.A.J. A multipath QoS multicast routing protocol based on link stability and route reliability in mobile ad-hoc networks // Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing. 2019. V. 10. N 1. P. 107–123. https://doi.org/10.1007/s12652-017-0609-y
-
Priyambodo T.K., Wijayanto D., Gitakarma M.S. Performance optimization of MANET networks through routing protocol analysis // Computers. 2020. V. 10. N 1. P. 1–13. https://doi.org/10.3390/computers10010002
-
Nallusamy C., Sabari A. Particle swarm based resource optimized geographic routing for improved network lifetime in MANET // Mobile Networks and Applications. 2019. V. 24. N 2. P. 375–385. https://doi.org/10.1007/s11036-017-0911-0
-
Abdalim T.-A.N., Hassan R., Muniyandi R.C., Aman A.H.M., Nguyen Q.N., Al-Khaleefa A.S. Optimized particle swarm optimization algorithm for the realization of an enhanced energy-aware location-aided routing protocol in MANET // Information. 2020. V. 11. N 11. P. 1–17. https://doi.org/10.3390/info11110529
-
Anbarasan M., Prakash S., Anand M., Antonidoss A. Improving performance in mobile ad hoc networks by reliable path selection routing using RPS-LEACH // Concurrency and Computation: Practice and Experience. 2019. V. 31. N 7. P. e4984. https://doi.org/10.1002/cpe.4984
-
Yang B., Wu Z., Shen Y., Jiang X. Packet delivery ratio and energy consumption in multicast delay tolerant MANETs with power control // Computer Networks. 2019. V. 161. P. 150–161. https://doi.org/10.1016/j.comnet.2019.06.003
-
Farheen N.S.S., Jain A. Improved routing in MANET with optimized multi path routing fine tuned with hybrid modeling // Journal of King Saud University – Computer and Information Sciences. 2020. in press. https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2020.01.001
-
Li Z., Uusitalo M.A., Shariatmadari H., Singh B. 5G URLLC: Design challenges and system concepts // Proc. of the 15th International Simposium on Wireless Communication Systems (ISWCS). 2018. P. 8491078. https://doi.org/10.1109/ISWCS.2018.8491078
-
Jayaramu A.B., Banga M.K. Delay aware routing protocol using optimized AODV with BBO for MPLS-MANET // International Journal of Intelligent Engineering and Systems. 2020. V. 13. N 5. P. 29–37. https://doi.org/10.22266/ijies2020.1031.04