Processing window queries in wireless sensor networks
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Processing Window Queries in Wireless Sensor Networks. 作者: Wang-Chien Lee 報告人:辛曼榕 指導教授:王鼎超 教授 報告者:林育弘. W indow Query. Window Q uery 指定一個地理範圍(用“二維矩形視窗”的方式),來檢索從指定範圍裡的節點所感測到的資料。 常利用一些聚集函數( MAX 、 AVG 、 COUNT… )來分析複雜的感測資料。. 動機. 以往的 Window Query 處理技術有所缺失: 收集所有的感測讀取於資料庫,是不可行的。

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Presentation Transcript


Processing window queries in wireless sensor networks

Processing Window Queries in Wireless Sensor Networks

作者:Wang-Chien Lee

報告人:辛曼榕

指導教授:王鼎超 教授

報告者:林育弘


Indow query

Window Query

  • Window Query指定一個地理範圍(用“二維矩形視窗”的方式),來檢索從指定範圍裡的節點所感測到的資料。

  • 常利用一些聚集函數(MAX、AVG、COUNT…)來分析複雜的感測資料。


Processing window queries in wireless sensor networks

動機

以往的Window Query處理技術有所缺失:

  • 收集所有的感測讀取於資料庫,是不可行的。

    缺乏資源(包含能源、頻寬、記憶体、計算處理)

  • 以架構為基礎的查詢(infrastructure-based query execution),易受網路拓撲改變的影響。

    查詢的傳播及資料收集,是沿著階層式的架構

    (例如:樹狀結構)

  • 在動態網路環境下,為維持穩固的架構會導致:

    訊息碰撞、封包遺失、傳送延遲、縮短感測網路使

    用期。


Window query processing 1 1

Window Query processing 1-1

  • Infrastructure-based query processingtechniques(架構式查詢處理技術)

  • A naive infrastructure-free query processing technique(非結構式直接查詢處理技術)

  • Infrastructure-free query processing technique

    (非架構式查詢處理技術)


Window query processing 1 2

Window Query processing 1-2

  • Infrastructure-based query processingtechniques

    (架構式查詢處理技術)

    • 根據結構(如樹狀結構或叢集結構)來執行查詢

      • NSI(Network Spanning Infrastructure)

      • WSI(Window Spanning Infrastructure)


Window query processing 1 3

Window Query processing 1-3

  • A naive infrastructure-free query processing technique(非結構式直接查詢處理技術)

    • 不需依賴任何網路架構

      • 執行查詢時,它會將「查詢」傳播給網路裡的所有節點

      • 查詢視窗裡的節點收到查詢後,回傳資料給目的端


Window query processing 1 4

Window Query processing 1-4

  • Infrastructure-free query processing technique (非架構式查詢處理技術)

    • 不需依賴任何網路架構

      • IWQE(Itinerary-based Window Query Execution)

        • 查詢傳播及資料收集過程聯合成一個單一的行程

        • Q-node傳播查詢的節點(傳播「探查訊息」,包含查詢&關於路線的的資訊(如路線寬度及路線路由))

        • D-node資料節點


Processing window queries in wireless sensor networks

IWQE的查詢處理過程

Next

Q-node

4.轉送集合資料與部份結果

2.廣播探查詢息

1.接收查詢

D-nodes

Q-node

3.回覆感測資料


Processing window queries in wireless sensor networks

IWQE的所面臨的問題

  • 路線的設定(寬度及路由)

  • 查詢視窗的覆蓋範圍

  • 網域資料處理

  • 封包遺失管理


Itinerary

Itinerary(路線)

  • 由Q-nodes形成的路,稱之real itinerary(RI)

    • 可進一步分割成sub real itineraries(S-RI’s)

  • 有計劃的路線,稱之 ideal itinerary(II)

    • 可進一步分割成sub ideal itineraries(S-II’s)

  • S-II zone(or S-RI zone)

    • 以S-II’s為中心線

    • 其寬路=路線寬度

  • RI不完全與II相符

    • 導致查詢準確性下降

  • S-II zone

    S-II zone

    S-II zone


    Itinerary width

    Itinerary Width(路線寬度)

    • Maximum itinerary width(MIW) =

      • R代表sensor nodes的傳輸範圍

    • Itinerary Width=MIW,則所有節點都被涵蓋。

    • Itinerary Width>MIW,可能會有節點沒有被涵蓋


    Itinerary route 1 1

    Itinerary Route(路線路由)1-1

    • Sequential Itinerary(SI)循序路線

    • Parallel Itinerary(PI)平行路線

    • Hybrid Itinerary(HI)混合路線


    Itinerary route 1 2

    Itinerary Route(路線路由)1-2

    • Sequential Itinerary(SI)循序路線

      • SI的查詢是沿著一條路線,連續的傳播

        • 優:減少通訊碰撞

        • 缺:更長的查詢等待時間


    Itinerary route 1

    Itinerary Route(路線路由)1-3

    • Parallel Itinerary(PI)平行路線

      • 查詢處理是沿著多條平行的S-II’s同時進行

      • S-II zone收集部份結果傳遞給相鄰的S-II zone

      • 相鄰的S-II zone會進一步集合結果

      • 最終結果會由最右邊的S-II的最後一個Q-node

          收集

        優:減少查詢處理延遲

        缺:相鄰的S-II zone會通訊碰撞

          更多的能源消耗


    Itinerary route 11

    Itinerary Route(路線路由)1-4

    • Hybrid Itinerary(HI)混合路線

      • 在每個sector,查詢的執行是沿著連續的路線

      • 其間,查詢會被傳遞到其他sector

      • 每個sector都在同時進行查詢

        • sector’s size太大,代表循序路線會較

          長,而導致較長的查詢等待時間

        • sector’s size 太小,代表相鄰的sector

          會互相干擾

        • sector的寬度至少要R+路線寬度


    Processing window queries in wireless sensor networks

    報告結束


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