WSN多維復(fù)雜查詢處理分析與驗證.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的信息獲取和處理技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于軍事民事等各個領(lǐng)域。微小的傳感器節(jié)點上密布了多種感知元件，能夠源源不斷的產(chǎn)生多維屬性數(shù)據(jù)。一方面，隨著應(yīng)用的深入，用戶的查詢要求更加復(fù)雜和多樣，傳統(tǒng)的簡單查詢已經(jīng)無法滿足用戶的需求，多維復(fù)雜查詢可以更好的支持?jǐn)?shù)據(jù)分析和用戶決策。另一方面，硬件的進(jìn)步使得傳感器節(jié)點的計算能力、通訊能力和存儲能力都在不斷的增強(qiáng)，節(jié)點可以做更復(fù)雜的處理，為多維復(fù)雜查詢提供了基礎(chǔ)和前提。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

2、資源受限的特征和多維查詢本身的復(fù)雜語義，使得在傳感器網(wǎng)絡(luò)中多維復(fù)雜查詢的研究頗具挑戰(zhàn)。
　　本文著眼于傳感器網(wǎng)絡(luò)多維數(shù)據(jù)的查詢處理，總結(jié)了多維復(fù)雜查詢的研究現(xiàn)狀，選取了基于用戶偏好的多維Top-k查詢和K-支配Skyline查詢兩類多維復(fù)雜查詢作為研究內(nèi)容，研究這兩種查詢在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量有效的查詢處理算法。
　　在大規(guī)模的無線傳感器應(yīng)用中存在有許多用戶，不同用戶對于各個屬性的偏好存在差異，因此每個用戶根據(jù)自己的偏好定

3、義Top-k的打分函數(shù)。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中存在多個不同用戶的查詢時，如果把每個查詢當(dāng)作獨(dú)立的查詢下發(fā)，會傳輸很多重復(fù)的數(shù)據(jù)，耗費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。由此，在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中引入了基于用戶偏好的多維Top-k查詢，能為多個不同偏好的用戶統(tǒng)一返回整個網(wǎng)絡(luò)中其各自關(guān)注的打分值最高的K個節(jié)點。以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)能耗為目標(biāo)，深入分析了查詢的語義特征，探索網(wǎng)內(nèi)過濾條件，提出了基于網(wǎng)格索引的網(wǎng)內(nèi)過濾算法和利用全局信息的連續(xù)查詢算法。通過在合成數(shù)據(jù)和真實數(shù)據(jù)集上的模擬實驗，驗證了

4、算法能大量減少數(shù)據(jù)傳輸，延長網(wǎng)絡(luò)生命周期。
　　Skyline查詢可用于多目標(biāo)決策而受到廣泛關(guān)注，但隨著數(shù)據(jù)維數(shù)的增加Skyline查詢的結(jié)果集大小呈指數(shù)增長，不適合傳感器網(wǎng)絡(luò)資源受限的特點。研究了一種放寬支配的條件的Skyline查詢，即K-支配Skyline查詢，它可以返回在任意K個維度上不被其他點支配的數(shù)據(jù)對象，它不僅可以大大減少Skyline查詢的結(jié)果集數(shù)量，并且能夠為用戶返回那些更重要更有意義的決策信息。在網(wǎng)內(nèi)過濾的基礎(chǔ)