Analyzing the impacts of node density and speed on routing protocol performance in firefighting applications

Abstract

BackgroundMobile ad hoc networks have piqued researchers' interest in various applications, including forest fire detection. Because of the massive losses caused by this disaster, forest fires necessitate regular monitoring, good communication, and technology. As a result, disaster response and rescue applications are mobile ad hoc network's primary applications. However, quality of service becomes a significant and difficult issue, and the capabilities of the basic routing protocol limit mobile ad hoc network's ability to deliver reasonable quality of service.ResultsThe proposed research is for disaster-related scenarios, with nodes representing firefighters and vehicles (ambulances). Mobile nodes moving at 10 m/s are thought to be firefighters, while nodes moving at 20 m/s are thought to be vehicles (ambulances) delivering emergency healthcare. The NS-2 simulator is used in this research for the performance assessment of the two routing protocols, such as Optimized Link State Routing (OLSR) and Temporally Order Routing Algorithm (TORA), in terms of average latency, average throughput, and average packet drop. The simulation was run with varying node velocities and network densities to examine the impact of scalability on the two mobile ad hoc network routing protocols.ConclusionsThis work presents two main protocols: TORA (for reactive networks) and OLSR (for proactive networks). The proposed methods had no impact on the end-to-end bandwidth delay or the packet delivery delay. The performance is evaluated in terms of varying network density and node speed (firefighter speed), i.e., varying network density and mobility speed. The simulation revealed that in a highly mobile network with varying network densities, OLSR outperforms TORA in terms of overall performance. TORA's speed may have been enhanced by adding more nodes to the 20 nodes that used a significant amount of transmission control protocol traffic. AntecedentesLas redes moviles han concitado el interes de los investigadores por sus varias aplicaciones, incluyendo la deteccion de incendios forestales. Dadas las perdidas masivas causadas por estos desastres, los incendios forestales necesitan de monitoreos regulares, buena comunicacion, y tecnologias. Como resultado, la respuesta al desastre y las aplicaciones para el rescate son las primeras aplicaciones que emergen de estas redes moviles. Desde luego, la calidad del servicio se convierte en un aspecto significativo y dificil, y las capacidades del protocolo de enrutamiento basico limitan la habilidad de estas redes moviles de proveer el servicio con una calidad razonable.ResultadosLa investigacion propuesta es para escenarios relacionados a desastres, con nodos representando combatientes de incendios, y vehiculos (ambulancias). Los nodos moviles, moviendose a 10 m/s, se asume que son combatientes, mientras que los nodos que se mueven a 20 m/s son vehiculos (ambulancias), que transportan servicios sanitarios de emergencia. El simulador NS-2 fue usado en esta investigacion para determina la performance de dos protocolos de enrutamiento, tales como el Enrutamiento de Estado Ligado Optimizado (OLSR) y el Algoritmo Enrutado Ordenado Temporal (TORA), en terminos de promedio de latencia, tiempo promedio de procesamiento, y promedio de entrega del envio. La simulacion fue corrida con variaciones en la velocidad de los nodos y densidad de redes para examinar el impacto de la escalabilidad de los dos protocolos de enrutamiento de estas redes.ConclusionesEste trabajo presenta dos protocolos principales: TORA (para redes reactivas) y OLSR (para redes proactivas). Los metodos propuestos no tuvieron impacto en la demora (final a final) del ancho de banda, o en la demora en la entrega del envio. La performance es evaluada en terminos de la de variacion de la densidad y la velocidad del nodo (velocidad de los combatientes), i.e. variando la densidad de las redes y la velocidad de movilidad. La simulacion revela que, en una red altamente movil y con densidades variables, OLSR es superior a TORA en terminos de performance general. La velocidad de TORA podria haber sido aumentada mediante el anadido de mas nodos a los 20 nodos que usan un monto significativo en el control de trafico del protocolo de transmision.