Exploring the Newton-Raphson-Based Optimizer: A Novel Population-Based Metaheuristic for Continuous Optimization and MANET Routing

Abstract

This master's thesis explores the application of the Newton-Raphson-Based Optimization (NRBO) metaheuristic algorithm to improve routing protocols in mobile ad hoc networks (MANETs). MANETs are decentralized, self-organizing wireless networks where mobile nodes dynamically establish connections without relying on fixed infrastructure. Efficient routing protocols are critical in such environments, as they determine how data packets are forwarded to ensure reliable communication. By considering routing in MANETs as an optimization problem, this study introduces NRBO as an innovative approach for identifying optimal routing paths. The thesis thoroughly examines the challenges of optimization in MANETs and presents NRBO as a promising solution to enhance routing efficiency. The NRBO is firstly evaluated with various benchmark functions, The proposed NRBO-based routing protocol is then tested through different simulations under diverse network scenarios, including varying network sizes and node mobility patterns. The results indicate that the NRBO-based protocol successfully discovers high-quality routes, improving data delivery reliability and efficiency while maintaining low computational costs. Furthermore, the algorithm demonstrates strong adaptability, performing well in both small and large-scale MANET deployments.تعرض رسالة الماستر هذه تطبيق خوارزمية التحسين القائم على نيوتن-رافسون (NRBO) الارتقائية لتحسين بروتوكولات التوجيه في الشبكات المتنقلة المخصصة (MANETs) . شبكات MANETs هي شبكات لاسلكية لا مركزية وذاتية التنظيم، حيث تنشئ العقد المتنقلة اتصالات ديناميكيًا دون الاعتماد على بنية تحتية ثابتة. تُعد بروتوكولات التوجيه الفعالة حاسمة في مثل هذه البيئات، لأنها تحدد كيفية إعادة توجيه حزم البيانات لضمان اتصال موثوق . من خلال اعتبار التوجيه في شبكات MANETs مشكلة تحسين، تقدم هذه الدراسة NRBO كنهج مبتكر لتحديد مسارات التوجيه المثلى. تتناول الرسالة بشكل شامل تحديات التحسين في شبكات MANETs وتقدم NRBO كحل واعد لتعزيز كفاءة التوجيه . تم تقييم NRBO أولاً باستخدام دوال معيارية مختلفة. ثم تم اختبار بروتوكول التوجيه المقترح القائم على NRBO من خلال محاكاة مختلفة في سيناريوهات شبكة متنوعة، بما في ذلك أحجام الشبكة المختلفة وأنماط حركة العقد. تشير النتائج إلى أن البروتوكول القائم على NRBO يكتشف بنجاح مسارات عالية الجودة، مما يحسن موثوقية وكفاءة تسليم البيانات مع الحفاظ على تكاليف حسابية منخفضة. علاوة على ذلك، تُظهر الخوارزمية قدرة قوية على التكيف، حيث تعمل بشكل جيد في شبكات MANETs صغيرة وكبيرة الحجم . الكلمات المفتاحية : MANET ،NRBO ، تحسين، ميتاهوريستيك، بروتوكول التوجيه . Here's the translation of the keywords: