This paper proposes a decentralized algorithm for organizing an ad hoc sensor network into clusters with directional antennas. The proposed autonomous clustering scheme aims to reduce the sensing redundancy and maintain sufficient sensing coverage and network connectivity in sensor networks. With directional antennas, random waiting timers, and local criterions, cluster performance may be substantially improved and sensing redundancy can be drastically suppressed. The simulation results show that the proposed scheme achieves connected coverage and provides efficient network topology management

در این مقاله قصد داریم الگوریتمی غیرمتمرکز را به‌منظور سازمان‌دهی یک شبکه‌ی حسگر اد هاک در داخل خوشه(کلاستر)هایی با آنتن‌های دایرکشنال ارائه دهیم. شِمای خوشه‌بندی خودگردان پیشنهادی ما، باهدف کاهش افزونگی حسی (یا همان سنجش) و به دست آوردن یک سطح پوشش حسی کافی و حفظ اتصال در شبکه‌های حسگر ایجادشده است. با استفاده از آنتن‌های دایرکشنال، تایمرهای انتظار تصادفی و معیارهای محلی می‌توان کارائی خوشه را در سطح قابل‌ملاحظه‌ای بهبود داده  و افزونگی حسی را نیز در سطح زیادی برتری بخشید. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که شِمای پیشنهادی ما می‌تواند به یک سطح پوشش متصل دست‌یافته و یک روشی کارآمد را به‌منظور مدیریت توپولوژی شبکه فراهم سازد.

-1مقدمه

برخلاف سیستم‌های سلولار بی‌سیم که دارای زیر ساختار پایداری می‌باشند، حسگرها در یک شبکه‌ی ادهاک ممکن است بدون زیر ساختار توسعه‌یابند که برای این کار نیاز است تا این حسگرها بتوانند خود را سازمان‌دهی کنند. چنین شبکه‌های حسگری، شامل سیستم‌های توزیع‌شده‌ی خود پیکربندی‌شده می‌باشند و به‌منظور تضمین قابلیت اطمینان، باید بدون کنترلر مرکزی به کار خود ادامه دهند. علاوه بر این، بنا به محدودیت‌های سخت‌افزاری مانند انرژی محدود، پروسه‌ی انتقال مستقیم ممکن است از طریق یک شبکه‌ی کامل صورت گیرد. به‌منظور اشتراک‌گذاری اطلاعات در بین حسگرهایی که نمی‌توانند به‌صورت مستقیم باهم ارتباط داشته باشند، پروسه‌ی ارتباط ممکن است  از طریق واسطه‌های میانی و به‌صورت چند هاپه صورت گیرد. مقیاس‌پذیری و نیاز برای حفظ انرژی باعث شده تا اینکه‌ی سازمان‌دهی سلسله‌مراتبی حسگرها پدید آید که  در این سلسله‌مراتب می‌توان حسگرها را در داخل خوشه‌ها جمع‌آوری کرد. خوشه‌بندی حسگرها امری مزیت بخش است چراکه بهره‌وری انرژی را بهبود داده و اطلاعات هر حس‌گر را در کنار هم قرار داده  و مشخصه‌های توپولوژی شبکه را مورد انتزاع قرار می‌دهد و همچنین مقیاس‌پذیری و پایداری را در شبکه فراهم می‌سازد...