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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。
slide3
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
slide8
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

slide9
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
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