• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제3권2호
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• pp.209-218
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• 2009

In a wireless sensor network(WSN) each sensor node deals with numerous sensing data elements. For the sake of energy efficiency and network lifetime, sensing data must be handled effectively. A technique used for this is data aggregation. Sending/receiving data involves numerous steps such as MAC layer control packet handshakes and route path setup, and these steps consume energy. Because these steps are involved in all data communication, the total cost increases are related to the counts of data sent/received. Therefore, many studies have proposed sending combined data, which is known as data aggregation. Very effective methods to aggregate sensing data have been suggested, but there is no means of deciding how long the sensor node should wait for aggregation. This is a very important issue, because the wait time affects the total communication cost and data reliability. There are two types of data aggregation; the data counting method and the time waiting method. However, each has weaknesses in terms of the delay. A hybrid method can be adopted to alleviate these problems. But, it cannot provide an optimal point of aggregation. In this paper, we suggest a stochastic-based data aggregation scheme, which provides the cost(in terms of communication and delay) optimal aggregation point. We present numerical analysis and results.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제11권1호
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• pp.35-40
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• 2011

본 논문은 센서 네트워크의 각 이벤트 영역에서의 데이터 취합 및 전달을 위한 방법들을 비교 평가한다. 이를 위해 이벤트 영역내의 두 가지 전송 방법인 직접적인 전송 방식과 취합 노드를 통한 전송 방식을 비교한다. 직접적인 전송 방식은 모든 노드가 자신이 측정한 데이터를 전송하기 때문에 데이터의 중복성과 네트워크의 트래픽을 증가시키는 단점을 가진다. 반면에 취합 노드를 통한 전송 방식은 이벤트 영역 내에서 노드들의 데이터를 취합함으로써 데이터의 중복을 방지하고 데이터를 간소화 할 수 있다. 취합 노드의 선정 방식은 노드의 위치에 기반 한다. 즉, 취합 노드가 이벤트 영역의 중앙에 위치한 노드 혹은 싱크 노드와 가장 가까운 노드를 선정하는 것이다. 위 두 가지 방법을 바탕으로 취합 노드 선정 방식들을 모델링 하여 이벤트 영역의 증가에 따른 각 방법의 에너지 소비를 측정한다. 이를 위해, 이벤트 노드와 취합 노드의 거리와 취합 노드와 싱크 노드의 거리를 구하고, 이를 수식으로 간략히 정리한다. 또한, 기존의 에너지 수식을 적용하여 거리 수식과 같이 적용하여 에너지 소비 모델을 만든다. 이를 통해 취합 노드 방식들의 에너지 소비를 비교 평가하여 센서 네트워크에 에너지 효율적인 방식을 찾아낸다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제9권12호
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• pp.5189-5208
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• 2015

To address the contradiction between data aggregation and data security in wireless sensor networks, a Recoverable Privacy-preserving Integrity-assured Data Aggregation (RPIDA) scheme is proposed based on privacy homomorphism and aggregate message authentication code. The proposed scheme provides both end-to-end privacy and data integrity for data aggregation in WSNs. In our scheme, the base station can recover each sensing data collected by all sensors even if these data have been aggregated by aggregators, thus can verify the integrity of all sensing data. Besides, with these individual sensing data, base station is able to perform any further operations on them, which means RPIDA is not limited in types of aggregation functions. The security analysis indicates that our proposal is resilient against typical security attacks; besides, it can detect and locate the malicious nodes in a certain range. The performance analysis shows that the proposed scheme has remarkable advantage over other asymmetric schemes in terms of computation and communication overhead. In order to evaluate the performance and the feasibility of our proposal, the prototype implementation is presented based on the TinyOS platform. The experiment results demonstrate that RPIDA is feasible and efficient for resource-constrained sensor nodes.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제23권3호
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• pp.31-48
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• 2023

The popularization of smart devices and subsequent optimization of their sensing capacity has resulted in a novel mobile crowdsensing (MCS) pattern, which employs smart devices as sensing nodes by recruiting users to develop a sensing network for multiple-task performance. This technique has garnered much scholarly interest in terms of sensing range, cost, and integration. The MCS is prevalent in various fields, including environmental monitoring, noise monitoring, and road monitoring. A complete MCS life cycle entails task allocation, data collection, and data aggregation. Regardless, specific drawbacks remain unresolved in this study despite extensive research on this life cycle. This article mainly summarizes single-task, multi-task allocation, and space-time multi-task allocation at the task allocation stage. Meanwhile, the quality, safety, and efficiency of data collection are discussed at the data collection stage. Edge computing, which provides a novel development idea to derive data from the MCS system, is also highlighted. Furthermore, data aggregation security and quality are summarized at the data aggregation stage. The novel development of multi-modal data aggregation is also outlined following the diversity of data obtained from MCS. Overall, this article summarizes the three aspects of the MCS life cycle, analyzes the issues underlying this study, and offers developmental directions for future scholars' reference.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.607-608
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• 2012

Data aggregation is a fundamental problem in wireless sensor networks which attracts great attention in recent years. Delay and energy efficiencies are two crucial issues of designing a data aggregation scheme. In this paper, we propose a distributed, energy efficient algorithm for collecting data from all sensor nodes with the minimum latency called Delay-aware Power-efficient Data Aggregation algorithm (DPDA). The DPDA algorithm minimizes the latency in data collection process by building a time efficient data aggregation network structure. It also saves sensor energy by decreasing node transmission distances. Energy is also well-balanced between sensors to achieve acceptable network lifetime. From intensive experiments, the DPDA scheme could significantly decrease the data collection latency and obtain reasonable network lifetime compared with other approaches.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권4호
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• pp.52-59
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• 2010

무선 애드혹 네트워크에서 MAC layer의 효율을 높이기 위한 하나의 방법으로서 사용되는 MAC frame aggregation은 MAC layer에서 여러 개의 MPDU (MAC protocol data units)를 하나의 PPDU (PHY protocol data units)로 aggregation 시켜서 성능을 향상시키는 방법이다. 애드혹 네트워크에서 TCP 성능 향상을 위해서 사용되는 방법의 하나로서 CWL (congestion window limit)의 설정 방법이 있는데 이는 congestion window의 상한을 두어 부적절한 congestion window 크기가 선택에 따른 영향을 최소화 하고자 하는 방법이다. 본 논문에서는 MAC frame aggregation이 가능한 MANET에서 최적화된 TCP 성능을 위하여 CWL를 조정하는 방법에 대하여 다룬다.

• 한국공간정보시스템학회 논문지
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• 제9권3호
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• pp.1-16
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• 2007

공간 데이터 웨어하우스는 공간 의사결정을 지원하는 시스템으로 공간 데이터 큐브를 이용한다. 공간 데이터 큐브에는 분석의 기준이 되는 공간 차원테이블과 분석의 대상이 되는 공간 사실테이블들로 구성되는데 의사결정 지원을 위해서는 공간 차원테이블의 개념계층 지원과 공간 사실테이블의 요약정보 제공이 필요하다. 그러나 기존의 연구들은 공간 개념계층에 대해서만 연구하였을 뿐 공간 요약정보에 대한 연구가 미비하였다. 따라서 본 논문에서는 공간 데이터 웨어하우스에서 공간 공간 요약정보를 위한 공간 집계연산에 대하여 제안한다. 본 논문에서는 공간 집계연산을 숫자화 집계연산과 객체화 집계연산으로 나누어 제안한다. 숫자화 집계연산은 공간 분석의 결과로 숫자 형태의 데이터를 반환하며, 객체화 집계연산은 공간 객체 형태로 결과를 반환한다. 본 논문에서는 확장된 공간 데이터 자료구조를 제공하여 공간 집계연산의 효율성을 높인다.

• Journal of Computing Science and Engineering
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• 제3권1호
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• pp.27-58
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• 2009

Aggregation join queries are an important class of queries over data streams. These queries involve both join and aggregation operations, with window-based joins followed by an aggregation on the join output. All existing research address join query optimization and aggregation query optimization as separate problems. We observe that, by putting them within the same scope of query optimization, more efficient query execution plans are possible through more versatile query transformations. The enabling idea is to perform aggregation before join so that the join execution time may be reduced. There has been some research done on such query transformations in relational databases, but none has been done in data streams. Doing it in data streams brings new challenges due to the incremental and continuous arrival of tuples. These challenges are addressed in this paper. Specifically, we first present a query processing model geared to facilitate query transformations and propose a query transformation rule specialized to work with streams. The rule is simple and yet covers all possible cases of transformation. Then we present a generic query processing algorithm that works with all alternative query execution plans possible with the transformation, and develop the cost formulas of the query execution plans. Based on the processing algorithm, we validate the rule theoretically by proving the equivalence of query execution plans. Finally, through extensive experiments, we validate the cost formulas and study the performances of alternative query execution plans.

• 대한산업공학회지
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• 제35권1호
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• pp.119-128
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• 2009

In this paper, we analyze the effect of the data aggregation level on the MAC performance when RFID (Radio Frequency Identification) logistics data, which can be aggregated at RFID readers to reduce the transmission overhead, are transmitted in IEEE 802.11 wireless LANs. For various data aggregation levels, the throughputs and latencies of the DCF (Distributed Coordination Function) and PCF (Point Coordination Function) MAC protocols are analyzed by computer simulation. From the simulation analysis, we propose the appropriate input traffic load for real-time RFID logistics data transmitted in IEEE 802.11 wireless LANs.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.119-126
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• 2012

무선 센서 네트워크에서 지역 감시는 데이터를 보호하는 효과적인 방법이지만 기존의 방법은 위조 데이터를 탐지하는데 많은 통신 부하를 요구하며, 이는 네트워크 수명을 단축시키는 결과를 야기한다. 따라서 본 논문에서는 시큐어 데이터 병합에 소요되는 에너지 소모 저감을 목적으로 하는 새로운 감시 기반 시큐어 데이터 병합 및 허위 데이터 필터링 방법을 제안한다. 제안된 방법에서 애그리게이터와 이의 감시 노드는 60o의 내각을 갖도록 분할된 육분원형 클러스터를 기반으로 데이터 병합을 수행한다. 그리고 데이터 병합 과정에서 메시지 인증 코드(MAC)의 비교를 통해 애그리게이터에 의해 병합된 데이터와 감시 노드에 의해 감지된 데이터가 불일치하는 것으로 판단되면 병합 데이터는 전달 애그리게이터에 의해 소거된다. 시뮬레이션에 의하면 제안된 방법은 평균 소모 에너지 측면에서 DAA 프로토콜에비해에너지 소모가 64% 감소되었음을확인하였다. 또한 이를통해제안된 프로토콜은DAA 프로토콜에 비해 네트워크 수명을 283% 연장 가능하며, 이 때 데이터 정확도 측면에서의 성능 저하는 없었다.