A Method for Minimizing the Number of Clusters in Ad-Hoc Networks

Ad-Hoc 네트워크에서 클러스터 수를 최소화하기 위한 방안

In Ad-Hoc network, the cluster structure enables effective use of multiple channels, reduces the number of control messages, and increase the scalability of network, Also, it is employed for reducing the number of broadcast messages in an Ad-Hoc network. With the consideration of these advantages, it is desirable that a cluster structure keeps a few clusters in the network, Generally, the cluster formation scheme based on connectivity yields fewer clusters than the other schemes. However, the connectivity based scheme may yield even more clusters than the other schemes according to the network topology. In this paper, a cluster formation scheme dividing the cluster formation into two phases is proposed. In the first phase, the lowest connectivity host in neighborhood initiates the cluster formation. Then, an adjustment procedure for affiliating a lot of the lowest connectivity hosts is employed. In the second phase, the hosts which were not affiliated to the first phase clusters are grouped into one or more clusters through criterions of connectivity and host ID. As a result, the proposed scheme yields a fewer clusters compared with existing other schemes in fully distributed method. The simulation results proves that our scheme is better than LIDCP(3) and HCCP(3).

Ad-Hoc네트워크에서 클러스터 구조는 여러 채널을 효율적으로 사용 가능하게 하고 제어메시지의 교환수를 감소시키며 네트워크의 확장성을 증가시킨다. 또한 클러스터 구조는 Ad-Hoc 네트워크에서 방송되는 메시지의 수를 감소시키기 위해 사용된다. 이를 위해 임의의 클러스터 구조는 작은 수의 클러스터를 가지는 것이 바람직하다. 일반적으로 연결성 기반의 클러스터 구성방법은 다른 방법들에 비해 작은 수의 클러스터를 생성한다. 그러나 연결성 기반의 방법은 네트워크의 위상에 따라 연결성을 고려하지 않는 방법보다 더 많은 클러스터를 생성할 경우도 있다. 본 논문에서는 클러스터 구성을 2단계로 나누어 수행하는 클러스터 구성방법을 제안한다. 제안방법은 첫 번째 단계에서 최소연결성을 가진 노드가 클러스터 구성을 시작한다. 이때 최소연결성의 노드들을 가능한 많이 포함하는 작은 수의 클러스터를 생성하기 위하여 일련의 조정절차를 이용한다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 생성된 클러스터에 포함되지 않은 노드들을 대상으로 최대 연결성을 가진 노드가 클러스터 구성을 시작한다. 제안된 방법은 첫 번째 및 두 번째 단계를 거쳐서 기존 방법보다 더 작은 수의 클러스터를 완전히 분산된 방법으로 생성한다. 본 논문에서 제안한 방법은 실험결과에 의해 LIDCP(3)와 HCCP(3)보다 우수한 것으로 평가되었다.