无线传感器网络中一种实时高效的数据存储和查询方法

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1、万方数据第29卷第ll期2008年11月通信学报JournalOilCommunicationsV01．29No．1lNovember2008无线传感器网络中一种实时高效的数据存储和查询方法彭绍亮，李姗姗，彭宇行，廖湘科，．肖侬(国防科技大学计算机学院，湖南长沙410073)摘要：集中研究了非结构化的数据存储和查询。为了在保证查询成功率的同时最小化总的能耗，分别在存储受限和不受限两种情况下，建立了MESQ(minimizingenergyonsuccessfulquery)优化问题模型，给出并证明了最优的

2、复本和查询个数。在此基础上，还设计了一个实用的分布式数据分发算法：BubbleGeocast，其主要包含精确自适应快速分发和基于拒绝的均匀分发两个部分，其中前者用自适应分支的方法加速数据扩散，并精确控制总的复本个数；后者根据每个节点Voronoi单元面积，决定是否接受或拒绝这个报文。从而保证了复本和查询分发的精确性、实时性、均匀性、顽健性。最后，详细的理论分析和模拟实验进一步验证了其性能。分析和实验表明，同已有工作相比，在相同查询成功率时，BubbleGeocast能量有效性平均提高了约30％，复本分发的

3、延迟平均缩短了约30％，成功查询的延迟平均缩短了约50％。关键词：无线传感器网络；存储；查询；随机的；非结构化；BubbleGeocast中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1000．436X(2008)11．0128．11Energy-efficientandfastmethodonstorageand●’■queryinginwirelessSenS0rnetW0rKSPENGShao—liang，LIShan—shan，PENGYu-xing，LIAOXiang—ke，XIAONong(S

4、choolofComputer,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073，China)Abstract：Thiswork．focusesonunstructuredrandomdatastorageandquery．Sincetheenergyisoneofthemostpre-cionslfesources，anMESQoptimizationproblemisformedwhoseaimistoselecttheoptimumnumber

5、ofreplicasandqueriesthatminimizethetotalenergycost，subjecttounrestrainedorrestrainedstorage．Inordertomakemorepractical，alocalizeddatadisseminationalgorithm，calledBubbleGeocast,isdesigned．Itismadeupoftwocomponenm：adaptiveaccuratedatadiffusioninreal-timeand

6、rejection-baseduniformdatadiffusion．，nlefirstonecancontrolthetotalnumberofreplicasandbranchadaptivelytodiffusedataassoonaspossible．111esecondoneCarlguaranteeeachnodeacceptsapacketinthesanleprobabilityaccordingtotheareaofitsownVoronoicell．ThesetwoCandiffus

7、ereplicasandqueriesaccurately，fast,uniformly，androbust．SimulationsshowthatBubbleGeocastprovidereduced30％communicationCOSts，30％delayonreplicasdiffusion，and50％delayonqueryonaverage，withintheboundofsuccessfulquery．Keywords：WSN；storage；query；random；unstructur

8、ed；BubbleGeocast收稿日期：2008．06．21；修回日期：2008．10-20基金项目：国家重点基础研究发展计划(“973”计划)基金资助项目(2005CB321801，2006CB303000)国家自然科学基金资助项目(60433040)FoundationItems：TheNationalBasicResearchProgramofChina(973Program)(2005CB321801，2006CB3