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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. 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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  1. 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

  2. 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。

  3. 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。

  4. 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)

  5. 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)

  6. 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

  7. 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

  8. 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

  9. 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

  10. 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

  11. 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

  12. 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

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. 報告結束

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