能量高效的无线传感器网络时空查询处理算法

 在无线传感器网络环境中,用户经常提交的查询是时空查询,如“获得区域A在某个给定时间段内的感知数据”.由于传感器节点能量十分有限,因此,能量高效的时空查询处理是目前亟需解决的问题.首先指出了现有的时空查询处理算法能量消耗大的原因在于查询协调节点选择不合理.然后给出了理论上最优的查询协调节点的位置及其证明,并基于该理论提出了一类能量高效的传感器网络时空查询算法ECSTA.最后通过实验分析了节点密度和查询区域大小对算法能量消耗的影响.理论和实验结果表明ECSTA算法优于现有的STWin框架下的算法.     

鲁棒的无线传感器网络空间范围聚集查询处理算法

现有无线传感器网络环境下的空间范围聚集查询处理算法没有综合考虑节点移动、节点失效和通信链路失效等因素对查询处理的影响,导致查询成功率低和能量消耗大.本文提出了利用节点冗余保证查询处理过程鲁棒性的空间范围聚集查询处理算法RSA(Robust Spatial window aggregation query processing Algorithm),它将查询区域划分为若干个网格,沿一条路线依次收集各网格内所有节点的数据.RSA算法给出了一种自适应的网格大小设置方法和基于网格面积的网格代表节点选择策略,以减少算法的能量消耗和提高查询成功率;给出了基于目标矩形的方法以绕过不存在节点的区域,从而避免查询处理过程出现中断.仿真实验结果表明,RSA算法优于现有的IWQE算法.     

容忍节点失效的传感器网络空间范围查询算法

提出了一种容忍节点失效的空间范围查询处理算法GSA.给出了理论上最节省能量的网格大小设置.提出了一种基于网格的查询结果收集调度策略,以避免查询结果收集过程中的消息碰撞问题.系统地分析了算法在不同节点密度、节点失效概率和查询区域大小条件下的查询成功率,以及不同节点密度、查询消息大小、感知数据大小、查询区域大小、节点失效概率条件下的能量消耗.理论和实验表明,在多数情况下,GSA算法优于现有的IWQE算法.     

顽健的无线传感器网络K近邻查询处理算法

提出了一种顽健的K近邻查询处理算法ROC-KNN,根据网络拓扑动态地将查询区域划分成若干子区域.每个子区域中选择一个簇头节点收集其他节点的感知数据,并将其发送至下一个子区域的簇头节点,直至遍历所有子区域.给出了2种分布式的启发式算法,用于设置子区域大小和选择簇头节点,以减少能量消耗.设计了一种利用子区域中非簇头节点恢复查询处理过程的算法,降低了查询处理因簇头节点失效而中断的概率.实验结果表明,ROC-KNN在能量消耗、查询成功率方面均优于现有的算法.     

使用区间路径处理XML查询

近年来,在XML查询处理方法中发表了一些基于节点流栈连接的高效的分枝连接算法。然而,这些算法普遍存在这样的问题:由于它们必须扫描查询中出现的每一个元素对应的节点流,当XML节点数量很大时,查询处理的输入代价很大,效率变得低下。为了解决这个问题,提出了一个新型的标记法记为区间路径,不同于节点流的区间标记法,区间路径可以把具有相同路径的节点集索引到一个集合中。继而提出了分枝点连接算法用于XML查询处理。同基于节点流栈的分枝连接算法相比,该算法有以下优势:节点集的祖先信息直接位于区间路径中;只有和查询结果相关的节点集会被扫描到,大大降低了输入代价;支持查询通配符;对于类型为根路径的查询,只需一次输入操作代价完成查询处理。实验结果表面该算法在输入代价,执行时间和延展性方面都优于基于节点流的分枝连接算法。     

基于事件优先级的地理哈希表分发算法

无线传感器网络综合了传感器技术,分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种信息并对其进行处理,进而传给目标用户,能量和效率是传感器网络最重要的考虑因素。GHT-DCS是一种能量高效且在查询时延和存取能效上取得较好平衡的一种数据分发方式。然而,该算法主要集中在降低能量消耗,很少综合考虑查询时延,网络负载均衡,能量消耗这三个方面。针对多优先级的事件查询,在改进GHT-DCS的条件下,该文提出了基于事件优先级的地理哈希表的分发算法GP-GHT,通过划分扇形区域存储,节省存储能耗;通过定义优先级,使得高优先级的事件离查询节点更近,能更快地被搜索到。该算法降低了能源消耗,缩短查询时延,可满足不同优先级事件时延的需求。     

一种基于超节点和能量优先的无线传感器网络的高效查询算法

文中提出一种基于超节点和能量优先的无线传感器网络的高效查询算法.该算法包括传感器节点的层次聚类算法及基于能量代价模型等支撑技术,主要解决了以下两个问题:(1)数据如何从传感器节点传送到汇聚节点;(2)通过对传感器节点进行聚类,形成超节点,使得在查询过程中减少对无关节点的访问.实验表明该算法在提高无线传感器网络查询效率的情况下,延长网络的使用寿命.     

基于存储共享的数据流查询优化技术

针对数据流查询优化问题,分析了数据流查询处理的基本过程和查询共享模型的特点.设计了一种基于共享队列的二级索引作为数据流中间结果的存储结构,并相应地提出了一种数据流存储共享的迁移算法.该结构减少了数据流查询过程中对存储空间的占用,也为数据共享情况下的数据迁移提供了一定的灵活性.     

TMWSNs中一种确保数据完整性的高能效时空Top-k查询协议

时空Top-k查询是TMWSNs（双层移动无线传感网）中的一类重要查询.在敌对环境中,攻击者易通过捕获TMWSNs中的关键节点来破坏时空Top-k查询的数据完整性.提出一种确保数据完整性的时空Top-k查询处理协议VIP-TQ.该协议利用虚拟化节点技术与绑定加密技术通过构建传感器节点的数据预处理方法、数据存储节点的时空Top-k查询处理方法以及Sink端的数据完整性验证方法来实现TMWSNs中时空Top-k查询的数据完整性保护.理论分析和实验结果显示,VIP-TQ能够以100%的概率侦测出不完整的时空Top-k查询结果,并具有相对已有方案更高的能效性.     

面向距离查询的属性加权图聚集算法

图聚集技术是在保留原始图的结构和属性信息的同时,将一个大规模图聚集成简洁的小规模图的技术.随着图的规模不断增加使得图数据变得难以查询和存储,而基于距离的查询,例如最短路径查询,非常依赖图的规模大小.本文提出了面向距离查询的属性加权图聚集算法,在保证节点之间结构和属性相似的同时,保护了节点之间的距离,并有效地减小了图规模...