Adaptive Range Aggregation Index Method for Efficient Spatial Range Query in Ubiquitous Sensor Networks

USN환경에서 효율적인 공간영역질의를 위한 적응형 영역 집계 인덱스 기법

In this paper, an adaptive range aggregation spatial index method is proposed for spatial range query in ubiquitous sensor networks. As the ubiquitous sensor networks are the new information-oriented paradigm, many energy efficient spatial range query methods in ubiquitous sensor networks environment are studied vigorously. In sensor networks, users can monitor environment scalar data such as temperature and humidity during user defined time and spatial ranges. In order to execute spatial range query efficiently, rectangle based index methods are proposed, such as SPIX. But they define the return path as the opposite of its query transmit path. However, the sensor nodes in queried ranges are closed to each other, they can't aggregate the sensed value in a queried range because their query transmission paths are different. As a result, the previous methods waste energy unnecessarily to aggregate sensing data out of the queried range. In this paper, an adaptive aggregation index method is proposed that can aggregate values in a user defined range adaptively by using its neighbor information. It is shown that sensor power is saved efficiently by using the proposed method over the performance evaluation.

본 논문에서는 유비쿼터스 센서 네트워크 환경에서의 공간 영역 질의를 효과적으로 처리하는 공간 영역 집계 인덱스 기법을 제안한다. 새로운 정보화 패러다임인 네트워킹과 컨버전스 기반의 유비쿼터스 환경의 중요성이 부각되면서 유비쿼터스 센서 네트워크 환경에서의 에너지 효율적인 실시간 공간질의에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 센서 네트워크에서 공간영역질의는 사용자가 지정한 일정한 시간 동안의 특정 지리적 영역의 온도, 습도 등 스칼라 데이터를 감지한다. 공간 질의를 효과적으로 수행하기 위하여 Rectangle 기반의 SPIX기법 등 공간 인덱스 기법들이 많이 진행되었지만 기존 연구에서는 공간 영역질의의 질의 결과 값 전달 경로를 질의 전달 경로의 역방향으로 지정하였다. 센서 네크워크의 공간 영역 질의에서 질의 영역 내의 센서들은 대부분이 인접되어 있지만 질의 전달 경로가 틀리면 질의 영역 내에서 집계되지 못하고 전달되므로 불필요한 에너지를 낭비하게 된다. 본 논문에서는 유비쿼터스 센서 네트워크에서 공간 영역 질의를 수행 할 때 질의 영역 내에서 센서 노드들 간의 통신거리를 고려하여 질의 결과 값 전달 경로를 재선정하고, 적응적으로 집계 영역 내에서 집계연산을 하여 질의 결과 값을 전달하는 인덱스 기법을 제안한다. 성능평가를 통하여 제안 기법이 기존 기법보다 우월함을 보여주었다.