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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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Processing Window Queries in Wireless Sensor Networks

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Presentation Transcript

  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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