Das, Saumitra M.;Hu, Y. Charlie;Lee, C.S. George;Lu, Yung-Hsiang
Journal of Communications and Networks
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v.9
no.3
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pp.296-311
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2007
Mobile multi-robot teams are useful in many critical applications such as search and rescue. Explicit communication among robots in such mobile multi-robot teams is useful for the coordination of such teams as well as exchanging data. Since many applications for mobile robots involve scenarios in which communication infrastructure may be damaged or unavailable, mobile robot teams frequently need to communicate with each other via ad hoc networking. In such scenarios, low-overhead and energy-efficient routing protocols for delivering messages among robots are a key requirement. Two important primitives for communication are essential for enabling a wide variety of mobile robot applications. First, unicast communication (between two robots) needs to be provided to enable coordination and data exchange. Second, in many applications, group communication is required for flexible control, organization, and management of the mobile robots. Multicast provides a bandwidth-efficient communication method between a source and a group of robots. In this paper, we first propose and evaluate two unicast routing protocols tailored for use in ad hoc networks formed by mobile multi-robot teams: Mobile robot distance vector (MRDV) and mobile robot source routing (MRSR). Both protocols exploit the unique mobility characteristics of mobile robot networks to perform efficient routing. Our simulation study show that both MRDV and MRSR incur lower overhead while operating in mobile robot networks when compared to traditional mobile ad hoc network routing protocols such as DSR and AODV. We then propose and evaluate an efficient multicast protocol mobile robot mesh multicast (MRMM) for deployment in mobile robot networks. MRMM exploits the fact that mobile robots know what velocity they are instructed to move at and for what distance in building a long lifetime sparse mesh for group communication that is more efficient. Our results show that MRMM provides an efficient group communication mechanism that can potentially be used in many mobile robot application scenarios.
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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v.5
no.6
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pp.445-453
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2016
Fixed robust routing is attracting attention as routing that achieves high robustness against changes in traffic patterns without conducting traffic measurement and performing dynamic route changes. Fixed robust routing minimizes the worst-case maximum link load by distributing traffic of every source-destination (s-d) router pair onto multiple candidate paths (multipath routing). Multipath routing, however, can result in performance degradation of Transmission Control Protocol (TCP) because of frequent out-of-order packet arrivals. In this paper, we first investigate the influence of multipath routing on TCP performance under fixed robust routing with a simulation using ns-2. The simulation results clarify that TCP throughput greatly degrades with multipath routing. We next propose a candidate path selection method to improve TCP throughput while suppressing the worst-case maximum link load to less than the allowed level under fixed robust routing. The method selects a single candidate path for each of a predetermined ratio of s-d router pairs in order to avoid TCP performance degradation, and it selects multiple candidate paths for each of the other router pairs in order to suppress the worst-case maximum link load. Numerical examples show that, provided the worst-case maximum link load is less than 1.0, our proposed method achieves about six times the TCP throughput as the original fixed robust routing.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.30
no.8A
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pp.679-687
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2005
A mobile ad-hoc network (MANET) is one consisting of a set of mobile hosts capable of communicating with each other without the assistance of base stations. It is necessary to use bandwidth effectively because MANET has limited bandwidth. In this paper, we propose SMGS (source based multiple gateway selection routing protocol). In SMGS, each node estimates its expected life time (ELT) and if its ELT is larger than that of current gateway it becomes a candidate node. When a source node establishes a path, in each grid the candidate node will take the route request and be a gateway node for the each source node. The node that is expected to stay the longest time in the grid is selected so that we can reduce frequent gateway handoff, packet loss, and handoff delay.
The HiLow, a hierarchical routing protocol for 6LoWPAN, needs smaller memory allocation and energy than other routing protocols. However, the HiLow has a weak point that does not provide the optimized routing path. In this paper, we propose the algorithm that can find the optimum next hop using neighboring nodes around the source node as well as hierarchical routing path information. We evaluate the performance of proposed algorithm using the computer simulation, and we can acquire results that decreases a number of hop count and transmitted message.
This paper presents the design of a routing metric for energy-efficient and low-delay path selection and a new routing protocol utilizing the metric in duty-cycyled wireless sensor networks. The new routing metric based on duty cycle, EDW, can reduce the energy and delay of transmission paths, which represents total waiting time from source to destination due to duty cycle. Therefore, in this paper, we propose a new multipath routing protocol based on cross-layer information utilizing the new routing metric, and simulation results show that the proposed protocol shows better performance of end-to-end delay and energy consumption.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.65
no.12
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pp.2218-2224
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2016
Opportunistic routing is designed for an environment where there is no stable end-to-end routing path between source node and destination node, and messages are forwarded via intermittent contacts between nodes and routed using a store-carry-forward mechanism. In this paper, we consider PRoPHET(Probabilistic Routing Protocol using History of Encounters and Transitivity) protocol as a base opportunistic routing protocol and propose an efficient context-aware opportunistic routing protocol by using the context information of delivery predictability and node type, e.g., pedestrian, car, and tram. In the proposed protocol, the node types of sending node and receiving node are checked. Then, if either sending node or receiving node is tram, messages are forwarded by comparing the delivery predictability of receiving node with predefined delivery predictability thresholds depending on the combination of sending node and receiving node types. Otherwise, messages are forwarded if the delivery predictability of receiving node is higher than that of sending node, as defined in PRoPHET protocol. Finally, we analyze the performance of the proposed protocol from the aspect of delivery ratio, overhead ratio, and delivery latency. Simulation results show that the proposed protocol has better delivery ratio, overhead ratio, and delivery latency than PRoPHET protocol in most of the considered simulation environments.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.22
no.1
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pp.139-148
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2022
Research into wireless sensor networks (WSNs) is a trendy issue with a wide range of applications. With hundreds to thousands of nodes, most wireless sensor networks interact with each other through radio waves. Limited computational power, storage, battery, and transmission bandwidth are some of the obstacles in designing WSNs. Clustering and routing procedures have been proposed to address these concerns. The wireless sensor network's most complex and vital duty is routing. With the Greedy Perimeter Stateless Routing method (GPSR), an efficient and responsive routing protocol is built. In packet forwarding, the nodes' locations are taken into account while making choices. In order to send a message, the GPSR always takes the shortest route between the source and destination nodes. Weighted directed graphs may be constructed utilising four distinct distance metrics, such as Euclidean, city block, cosine, and correlation distances, in this study. NS-2 has been used for a thorough simulation. Additionally, the GPSR's performance with various distance metrics is evaluated and verified. When compared to alternative distance measures, the proposed GPSR with correlation distance performs better in terms of packet delivery ratio, throughput, routing overhead and average stability time of the cluster head.
Wireless ad-hoc routing has been extensively studied and many clever schemes have been proposed over the last several years. One class of ad-hoc routing is geographic routing where each intermediate node independently selects the next hop using the given location information of destination. Geographic routing, which eliminates the overhead of route request packet flooding, is scalable and suitable for large scale ad hoc networks. However, geographic routing may select the long detour paths when there are voids between a source and a destination. In this paper, we propose a novel geographic routing approach called Geographic Landmark Routing(GLR). GLR recursively discovers the intermediate nodes called landmarks and constructs sub-paths that connect the subsequent landmarks. Simulation results on various network topologies show that GLR significantly improves the performance of geographic routing.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.33
no.11A
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pp.1034-1042
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2008
It is very hard, but important to sustain path stability for a reliable communication in mobile ad hoc networks. We propose a novel source routing protocol that establishes a group path with virtual multiple paths to enable a robust communication. The entire mobile nodes form a disjoint set of clusters: Each has its clusterhead as a cluster leader and a unique cluster label to identify itself from other clusters. A group path is a sequence of cluster labels instead of nodes and the nodes with the same label collaborate to deliver packets to a node with next label on the group path. We prove by resorting to simulation that our proposed protocol outperforms the existing key routing protocols, even for a network with a high node mobility and a high traffic.
Ant Algorithm is used to find the solution of Combinatorial Optimization Problems. Real ants are capable of finding the shortest path from a food source to their nest without using visual informations. This behavior of real ants has inspired ant algorithm. There are various versions of Ant Algorithm. Ant Colony System (ACS) is introduced lately. ACS is applied to the Traveling Salesman Problem (TSP) for verifying the availability of ACS and evaluating the performance of ACS. ACS find a good solution for TSP When ACS is applied to different Combinatorial Optimization Problems, ACS uses the same parameters and strategies that were used for TSP. In this paper, ACS is applied to the Multicast Routing Problem. This Problem is to find the paths from a source to all destination nodes. This definition differs from that of TSP and differs from finding paths which are the shortest paths from source node to each destination nodes. We introduce parameters and strategies of ACS for Multicasting Routing Problem.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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