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A Gossip-enabled Spatial Index for Moving Object Management over Wireless Sensor Networks 作者：Chao-Chun Chen、Chiang Lee、Yen-Liang Liu 出處：Mobile Ad-hoc and Sensor Networks, 2008. MSN 2008. The 4th International Conference on 指導教授：王鼎超 博士 報告者：林育弘 1 GSI-tree的動機與問題 無線感測網路的發展趨勢 location-based applications(ex.救援行動,找尋受困者) 管理在無線感測網路裡的物體位置 問題：Limitations of sensor energy、Object mobility 管理移動物體位置 2 A naive scheme Distributed storage mechanism DAT-tree A naive scheme 中央伺服器 Object search request 缺點：感測器傳送檢測資料到central server會浪費太多能源 3 Distributed storage mechanism ：儲存物體位置資訊 缺點：會有hotspot problem以及大量的通訊成本 4 Gossip-enabled Spatial Index Tree (GSI-Tree) 利用sensor communication的gossip特性，減少通訊成本 管理物體位置的兩個作業：註冊、解註冊 General tree 解註冊 GSI-tree root root 註冊 註冊 廣播 廣播 Ａ Ａ Ｂ 5 廣播 Ｂ System Architecture Broadcast-based All the sensors within the communication range can hear the broadcast gossip特性 s2 s1 6 GSI-tree的結構1-1 分割Sensor network的原始結構為不同的level 假設root為網路的中心點 Root與正方形的每四個邊的最短距離為 c x d d=2個level之間的距離 c=level number Level i的邊長＝2 x d 1xd 7 GSI-tree的結構1-2 建立GSI-tree，分成４個step 1-1 step1:Initialization 根據節點的所在level，設定節點的level number step2:Determine corner sensors 分成two step 1.利用corner region來找corner sensor的候補 2.決定每個角落的corner sensor 8 corner region＝每個level的角落 corner sensor＝在同一角落的候補中，找鄰居數量最多的候補為 corner sensor GSI-tree的結構1-3 建立GSI-tree，分成４個step step3:Determine tree nodes corner sensor=種子 Root傳送「tree-node finding」訊息給每一個level 的左上corner sensor，來開始建樹 每個level的corner sensor會以順時針方向找尋node， 最接近的節點＝tree node 此tree node會以同樣方式找下一個節點 9 GSI-tree的結構1-4 建立GSI-tree，分成４個step step4:Determine tree edges 找出所有tree node 的父節點 level i的tree node須選擇level(i-1)的node做為父節點 條件：可直接傳遞的node 如果具有多重可直接傳遞的node存在,則 10 父節點＝最小子節點數量的node Update Operation1-1 A movement can cause three possible cases in a GSI-tree: (1) still at level k but arrives a region monitored by another sensor (2) from level k to level (k + 1) (3) from level k to level (k − 1) still at level k but arrives a region monitored by another sensor 1.new node傳送最新物體位置給LCA(最小共同祖先 （new,old))做位置註冊 2.New node 與 old node之間是one-hop的鄰居，維持 舊位置的nodes會藉由聽到廣播來抹掉物體記錄 （no communication due to gossip 特性） 11 Update Operation1-2 from level k to level (k +1) 1.new node 是不是old node的子節點？ 2.是：new node傳送最新物體位置給old node （one-hop communication) 否：new node傳送最新物體位置給LCA做位置註冊， 維持舊位置的nodes會藉由聽到廣播會抹掉物體 記錄 （no communication due to gossip 特性） level K level (K+1) 12 Update Operation1-3 from level k to level (k - 1) 1.new node 是不是old node的父節點？ 2.是：old node在聽到從new node所發出的最新物體位 置之後，會抹掉物體記錄 （one-hop communication) 否：(1)new node傳送最新物體位置給LCA，old node 會藉由聽到廣播抹掉物體記錄 （no communication due to gossip 特性） level (K-1) level K 13 (2)old node會通知其子節點抹掉物體記錄 （one-hop communication) Search operation location query 14 問題探討 still at level k but arrives a region monitored by another sensor 1.new node傳送最新物體位置給LCA(最小共同祖先 （new,old))做位置註冊 註冊 2.new node 與 old node之間是one-hop的鄰居，維持 舊位置的nodes會藉由聽到廣播來抹掉物體記錄 （no communication due to gossip 特性） 問題：在one hop的條件之下，new node是否可直接像old 註冊即可？ new node傳送最新物體位置給old node ＝> 一次的通訊 new node傳送最新物體狀態給LCA ＝>三次的通訊 15 node ～報告結束～ 16