Abstract
Top-k queries are issued to find out the highest (or lowest) readings in many sensor applications. Many top-k query processing algorithms are proposed to reduce energy consumption; FILA installs a filter at each sensor node and suppress unnecessary sensor updates; PRIM allots priorities to sensor nodes and collects the minimal number of sensor reading according to the priorities. However, if many sensor reading converge into the same range of sensor values, it leads to a problem that many false positives are occurred. In this paper, we propose a cluster-based approach to reduce them effectively. Our proposed algorithm operates in two phases: top-k query processing in the cluster level and top-k query processing in the tree level. False positives are effectively filtered out in each level. Performance evaluations show that our proposed algorithm reduces about 70% false positives and achieves about 105% better performance than the existing top-k algorithms in terms of the network lifetime.
센서 네트워크 응용 분야에서 Top-k 질의는 가장 높은 혹은 가장 낮은 k개의 센서에 대한 유용한 정보를 제공한다. Top-k 질의 처리 시 에너지 소모를 줄이기 위한 많은 연구들이 진행되었다. FILA의 경우, 필터를 이용하여 불필요한 결과의 갱신을 제거하였으며, PRIM의 경우, 센싱된 데이타의 우선 순위를 부여하여 센서 데이타의 전송을 최소화하는 방법을 제안한다. 하지만, 같은 데이타 범위(프레임)에 속한 모든 데이타를 수집하기 때문에 데이타의 집중이 발생하면 많은 False Positive 데이타를 전송하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 Top-k 결과의 False Positive 데이타를 효과적으로 제거하기 위한 클러스터 기반의 새로운 Top-k 질의 처리 기법을 제안한다. 질의 처리 과정은 클러스터 레벨과 트리 레벨로 나누어지며, 각 레벨의 네트워크 토폴로지의 특성을 활용하여 False Positive 데이타를 효과적으로 필터링 한다. 성능 평가 결과, 기존 Top-k 질의 처리 기법에 비해 False Positive 데이타의 수가 70% 감소하고, 네트워크 수명이 약 105% 연장된다.
