공간 메인 메모리 DBMS를 위한 효율적인 회복 시스템

김정준,주성완,강홍구,홍동숙,한기준,Kim, Joung-Joon,Ju, Sung-Wan,Kang, Hong-Koo,Hong, Dong-Sook,Han, Ki-Joon 한국공간정보시스템학회 2006 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.8 No.3

최근 실시간 서비스의 요구 사항을 갖는 위치 기반 서비스(Location Based Service : LBS)와 텔레매틱스(Telematics) 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서 공간 메인 메모리 DBMS에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 공간 메인 메모리 DBMS에서는 시스템 장애가 발생하였을 경우 메인 메모리상의 모든 공간 데이타를 잃어버릴 수 있으므로 데이타베이스의 안정성을 위한 회복 시스템은 매우 중요하다. 회복 시스템에서 로그와 체크포인트 수행 과정 중 발생하는 디스크 입출력은 전체 시스템 성능을 저하하는 중요한 요인이 되고 있다. 그러므로, 공간 메인 메모리 DBMS에서 디스크 입출력을 줄일 수 있는 효율적인 회복 시스템에 대한 연구가 절실히 필요하다. 본 논문에서는 공간 메인 메모리 DBMS를 위한 효율적인 회복 시스템에 대해서 연구하였다. 먼저 로그 기법으로는 디스크 입출력을 줄이고 트랜잭션의 동시성 향상을 위해 사전 완료 기법을 사용하였고, 전체 시스템 성능을 향상시키기 위해 기존의 퍼지-핑퐁 체크포인트 기법에서 발생하는 동일 페이지에 대한 중복 디스크 입출력 문제를 해결한 퍼지-쉐도우 체크포인트 기법을 제안하여 회복 시스템 구현 시 사용하였다. 그리고 마지막으로 본 논문에서 개발한 회복 시스템의 성능 평가를 수행하여 효율성을 입증하였다. Recently, to efficiently support the real-time requirements of LBS and Telematics services, interest in the spatial main memory DBMS is rising. In the spatial main memory DBMS, because all spatial data can be lost when the system failure happens, the recovery system is very important for the stability of the database. Especially, disk I/O in executing the log and the checkpoint becomes the bottleneck of letting down the total system performance. Therefore, it is urgently necessary to research about the recovery system to reduce disk I/O in the spatial main memory DBMS. In this paper, we study an efficient recovery system for the spatial main memory DBMS. First, the pre-commit log method is used for the decrement of disk I/O and the improvement of transaction concurrency. In addition, we propose the fuzzy-shadow checkpoint method for the recovery system of the spatial main memory DBMS. This method can solve the problem of duplicated disk I/O on the same page of the existing fuzzy-pingpong checkpoint method for the improvement of the whole system performance. Finally, we also report the experimental results confirming the benefit of the proposed recovery system.

Geo Semantic Web 시스템의 개발

김정준,신인수,한기준,Kim, Joung-Joon,Shin, In-Su,Han, Ki-Joon 한국공간정보학회 2010 한국공간정보학회지 Vol.18 No.5

최근 상호운용성과 지능화 및 개인화가 강조되는 IT 기술 추세에 맞추어 Geospatial Web이 Semantic Web과 접목되면서 다양한 지리 공간 정보와 일반 웹상의 방대한 비공간 정보를 효율적으로 연계 및 통합하여 사용자에게 보다 적합한 정보를 제공할 수 있는 지능적인 지리 정보 웹 서비스 기술인 Geo Semantic Web이 제시되었다. 이러한 Geo Semantic Web 서비스를 위해서는 웹 환경에 산재한 지식 및 정보를 컴퓨터가 자동으로 처리할 수 있게 하기 위한 Geo Ontology 처리 기술의 개발이 필요하다. 그러나 아직까지 Geo Ontology 처리 기술에 관한 표준은 제정되어 있지 않고 표준화 기구와 여러 단체 및 기관 등에서 관련 연구를 진행 중이다. 본 논문에서는 그동안 진행되었던 Geo Ontology와 관련된 다양한 기반 이론 및 기술들을 적용하여 Geo Semantic Web 시스템을 설계 및 구현하였다. Geo Semantic Web 시스템은 Geo Semantic 질의를 분석 및 처리하고 세션을 관리하기 위한 질의 처리 관리자, Geo Ontology를 생성 및 질의하고 공간/비공간 데이타를 추출하기 위한 온톨로지 관리자, 그리고 클라이언트로 구성된다. 마지막으로, 본 논문에서는 이러한 Geo Semantic Web 시스템을 Geo Semantic 질의가 필요한 가상 시나리오에 적용해 봄으로써 시스템의 효용성을 검증하였다. Recently, as the Geospatial Web is combined with the Semantic Web in order to keep pace with the recent trends of information technology emphasizing interoperability, intelligence and individualization, the Geo Semantic Web was proposed, which is an intelligent geographical information Web service technology that can provide users with suitable information by connecting and integrating various types of spatial information and extensive aspatial information on the Web efficiently. For the Geo Semantic Web service, we need to develop Geo Ontology processing technologies that enable computers to process knowledge and information scattered around in the Web environment automatically. However, standards for Geo Ontology processing technologies have nod been established yet, and standardization organizations and various groups and agencies are conducting relevant studies. This paper analyzed various base theories and technologies related to Geo Ontology and developed a Geo Semantic Web system. The Geo Semantic Web system comprises Query Processing Manager that analyzes and processes Geo Semantic queries and manages sessions, Ontology Manager that generates and queries Geo Ontology and extracts spatial/aspatial data, and Clients. Finally, this paper proved the utility of the Geo Semantic Web system by applying it to a hypothetical scenario where Geo Semantic queries are required.

무선 센서 네트워크에서 효율적인 집계 질의 처리

김정준,신인수,이기영,한기준,Kim, Joung-Joon,Shin, In-Su,Lee, Ki-Young,Han, Ki-Joon 한국공간정보학회 2011 한국공간정보학회지 Vol.19 No.3

최근 무선 센서 네트워크에서 센서로부터 원하는 데이타를 가져오는 네트워크 내 집계 질의처리 기법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 기존의 대표적인 네트워크 내 집계 질의 처리 기법들은 집계 질의 처리를 위해 라우팅 알고리즘과 데이타 구조를 제안하고 있다. 그러나 이러한 기법들은 센서 노드들의 에너지 소모가 크고, 질의 처리 결과 정확도가 떨어지고, 또한 질의 처리 시간이 오래 걸리는 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존 집계 질의 처리 기법들의 문제점을 해결하고 무선 센서 네트워크에서 보다 효율적인 집계 질의 처리를 위해 BPA(Bucket-based Parallel Aggregation)를 제시하였다. BPA는 질의 영역을 센서 노드 분포에 따라 쿼드 트리로 구성하여 집계 질의를 병렬로 처리하고, 각 센서 노드로 하여금 데이타를 이중 전송하게 함으로써 전송 오류로 인한 데이타 손실을 줄인다. 또한, BPA는 집계 질의 처리시 버켓 기반의 데이타 구조를 이용하고 이러한 버켓 데이타 구조를 버켓내 데이타 개수에 따라 적응적으로 분할 및 합병한다. 특히 버켓내 데이타 크기를 줄이기 위해 데이타를 압축하고 데이타 전송 횟수를 줄이기 위해 필터링을 수행한다. 마지막으로 센서 데이타를 이용한 다양한 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 BPA의 우수성을 입증하였다. Recently as efficient processing of aggregate queries for fetching desired data from sensors has been recognized as a crucial part, in-network aggregate query processing techniques are studied intensively in wireless sensor networks. Existing representative in-network aggregate query processing techniques propose routing algorithms and data structures for processing aggregate queries. However, these aggregate query processing techniques have problems such as high energy consumption in sensor nodes, low accuracy of query processing results, and long query processing time. In order to solve these problems and to enhance the efficiency of aggregate query processing in wireless sensor networks, this paper proposes Bucket-based Parallel Aggregation(BPA). BPA divides a query region into several cells according to the distribution of sensor nodes and builds a Quad-tree, and then processes aggregate queries in parallel for each cell region according to routing. And it sends data in duplicate by removing redundant data, which, in turn, enhances the accuracy of query processing results. Also, BPA uses a bucket-based data structure in aggregate query processing, and divides and conquers the bucket data structure adaptively according to the number of data in the bucket. In addition, BPA compresses data in order to reduce the size of data in the bucket and performs data transmission filtering when each sensor node sends data. Finally, in this paper, we prove its superiority through various experiments using sensor data.

모바일 환경을 위한 GML 기반 시공간 질의 처리 시스템

김정준,신인수,원승호,이기영,한기준,Kim, Joung-Joon,Shin, In-Su,Won, Seung-Ho,Lee, Ki-Young,Han, Ki-Joon 한국공간정보학회 2012 한국공간정보학회지 Vol.20 No.3

최근 무선 액세스 망의 범위가 증가하고 발전함에 따라 다양한 분야에서 u-GIS 서비스가 지원되고 있으며, 특히 모바일 환경에서의 u-GIS 서비스를 위해 시공간 데이터가 널리 활용되고 있다. 그러나 모바일 환경에서 활용되는 시공간 데이터에 대한 표준이 없으므로 서로 다른 시공간 데이터를 사용하는 모바일 u-GIS 서비스 간의 상호운용성을 위한 효율적인 시공간 데이터 처리 기술이 필요하다. 또한 모바일 장치의 저용량과 낮은 성능을 고려한 시공간 데이터의 수집, 저장, 관리 시스템이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 모바일 환경에서 시공간 데이터의 효율적인 관리를 위해 GML 기반의 질의 처리 시스템을 설계 및 구현하였다. GML 기반 시공간 질의 처리 시스템은 GML 문서의 특성인 상호운용성을 유지하고 저장 효율성을 높이기 위해 GML 스키마와 저장 테이블을 매핑하는 구조형 저장 방식과 Fast Infoset 기법을 이용한 바이너리 XML 저장 방식을 제공한다. 그리고 저장된 GML 문서의 시공간 데이터에 대한 신속한 질의 처리를 위하여 시공간 연산자를 제공한다. 마지막으로 본 논문에서 개발한 시스템을 가상 시나리오에 적용하여 본 시스템이 u-GIS 서비스를 위한 시스템으로 활용될 수 있음을 확인하였다. Recently, with increase and development of the wireless access network area, u-GIS Service is supported in various fields. Especially, spatio-temporal data is used in the mobile environment for the u-GIS service. However, there is no standard for the spatio-temporal data used in different spaces, spatio-temporal data processing technology is necessary to makes interoperability among mobile u-GIS services. Furthermore, it is also necessary to develop the system of gathering, storing, and managing the spatio-temporal data in consideration of small capacity and low performance of mobile devices. Therefore, in this paper, we designed and implemented a spatio-temporal query processing system based on GML to manage spatio-temporal data efficiently in the mobile environment. The spatio-temporal query processing system based on GML can offer a structured storage method which maps a GML schema to a storage table and a binary XML storage method which uses the Fast Infoset technique, so as to support interoperability that is an important feature of GML and increase storage efficiency. we can also provide spatio-temporal operators for rapid query processing of spatio-temporal data of GML documents. In addition, we proved that this system can be utilized for the u-GIS service to implement a virtual scenario.

공간 데이타의 효율적인 관리를 위한 모바일 GIS 시스템의 개발

김정준(Joung-Joon Kim),신인수(In-Su Shin),한기준(Ki-Joon Han) 한국정보과학회 2011 정보과학회논문지 : 데이타베이스 Vol.38 No.6

최근 무선 통신 기술의 발전과 모바일 단말기 사용의 보편화는 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전을 가져왔다. 이에 따라 유비쿼터스 환경에서 공간 데이타에 대한 효율적인 질의 처리를 할 수 있는 모바일 GIS 시스템의 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 모바일 GIS 시스템들은 모바일 DBMS를 이용하고 있다. 그러나 기존 모바일 DBMS는 공간 데이타 처리 기능을 지원하지 않기 때문에 공간 데이타에 대한 질의 처리가 효율적이지 않는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 유비쿼터스 환경에서 효율적인 공간 데이타 관리를 위해 기존 모바일 DBMS에 기반하여 모바일 GIS 시스템을 설계 및 구현하였다. 모바일 GIS 시스템은 효율적인 공간 질의 처리를 위해 공간 데이타 타입 및 공간 연산자를 제공하고, 공간 데이타 캐싱 기능, 인덱스, 압축 기법, 그리고 공간 데이타 타입을 변환하여 모바일 DBMS에 저장하는 기능을 지원한다. 마지막으로, 본 논문에서는 모바일 GIS 시스템을 가상 시나리오에 적용해 봄으로써 효용성을 입증하였고 성능 평가를 통해 모바일 GIS 시스템이 기존의 모바일 DBMS에 비해 향상된 공간 질의 처리 성능을 보임을 확인하였다. Recently the development in wireless technology and the generalization of use of mobile phone have brought development of ubiquitous computing technology. Accordingly, a study on the mobile GIS system which can conduct efficient query processing about spatial data in ubiquitous environments is progressing actively. The current mobile GIS application systems are using the mobile DBMS. However, since the existing mobile DBMS does not support the spatial data processing function, the query processing about spatial data is not supported efficiently in the mobile GIS application systems. Thus, this paper designed and implemented a mobile GIS system based on existing mobile DBMS for efficient spatial data processing in ubiquitous environments. The mobile GIS system based on mobile DBMS supports spatial data types and spatial operators, and supplies the spatial data cashing, indexing, compression, and spatial data type conversion functions for efficient spatial query processing. Also, this paper proved the efficiency of the mobile GIS system by applying it to virtual scenario, and verified its performance improvement of spatial data processing compared to existing mobile DBMS, through the performance evaluation.

메인 메모리 다차원 인덱스를 위한 효율적인 MBR 압축 기법

김정준,강홍구,김동오,한기준,Kim, Joung-Joon,Kang, Hong-Koo,Kim, Dong-Oh,Han, Ki-Joon 한국공간정보학회 2007 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.9 No.2

최근 실시간 서비스의 요구 사항을 갖는 위치 기반 서비스와 텔레매틱스 서비스를 효율적으로 제공하기 위해서 공간 메인 메모리 DBMS에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 공간 메인 메모리 DBMS에서 기존의 디스크 기반 다차원 인덱스들을 메인 메모리에 최적화하기 위해 엔트리 크기를 줄여 캐시 접근 실패를 최소화한 다차원 인덱스 구조들이 제안되고 있다. 그러나 엔트리 크기를 줄이기 위하여 부모 노드의 MBR을 기준으로 압축하거나 중복된 MBR을 제거하기 때문에 인덱스 갱신 시 MBR 재구성 비용이 증가하고 인덱스 검색 시 효율이 떨어지는 문제점이 있다. 본 논문에서는 MBR 재구성 비용을 줄이기 위하여 넓은 분포의 경우와 좁은 분포의 경우로 나누어 압축 기준점을 다르게 적용하는 RSMBR(Relative-Sized MBR) 압축 기법을 제시하였다. RSMBR 압축 기법은 넓은 분포일 경우 부모 노드 확장 MBR의 좌하점을 기준으로 압축하고, 좁은 분포일 경우 전체 MBR을 일정 크기의 셀로 나누고 각 셀의 좌하점을 기준으로 압축한다. 또한 인덱스 검색 시 검색 비용을 줄이기 위하여 상대 좌표와 크기를 이용하여 MBR을 압축한다. 마지막으로, 본 논문에서는 실제 데이타를 통한 성능 평가를 수행하여 RSMBR 압축 기법의 우수성도 입증하였다. Recently there is growing Interest in LBS(Location Based Service) requiring real-time services and the spatial main memory DBMS for efficient Telematics services. In order to optimize existing disk-based multi-dimensional Indexes of the spatial main memory DBMS in the main memory, multi-dimensional index structures have been proposed, which minimize failures in cache access by reducing the entry size. However, because the reduction of entry size requires compression based on the MBR of the parent node or the removal of redundant MBR, the cost of MBR reconstruction increases in index update and the efficiency of search is lowered in index search. Thus, to reduce the cost of MBR reconstruction, this paper proposed the RSMBR(Relative-Sized MBR) compression technique, which applies the base point of compression differently in case of broad distribution and narrow distribution. In case of broad distribution, compression is made based on the left-bottom point of the extended MBR of the parent node, and in case of narrow distribution, the whole MBR is divided into cells of the same size and compression is made based on the left-bottom point of each cell. In addition, MBR was compressed using a relative coordinate and size to reduce the cost of search in index search. Lastly, we evaluated the performance of the proposed RSMBR compression technique using real data, and proved its superiority.

USN 환경을 위한 공간 센서 데이타베이스 시스템의 개발

김정준(Joung-Joon Kim),유뢰(Lei Liu),신인수(In-Su Shin),김수정(Su-Jeong Kim),한기준(Ki-Joon Han) 대한공간정보학회 2011 한국지형공간정보학회 학술대회 Vol.2011 No.10

최근 유비쿼터스 센서 네트워크(USN : Ubiquitous Sensor Networks) 환경에서 GeoSensor와 같은 GPS(Global Positioning System) 기능을 보유한 공간 센서의 사용이 증가함에 따라 공간/비공간 데이타를 효율적으로 처리할 수 있는 공간 센서 데이터베이스시스템의 필요성이 증가되고 있다. 그러나, Tiny DB, Cougar 등과 같은 기존 센서 데이타베이스 시스템들은 공간 데이타 타입과 공간 연산자를 지원하지 않기 때문에 공간 데이타를 처리하기에 어려움이 있다. 따라서, 본 논문은 USN 환경에서 공간 데이타를 효율적으로 처리하기 위하여 공간 센서 데이타베이스 시스템을 개발하였다. 공간 센서 데이타베이스 시스템은 공간 데이타 타입과 공간 연산자를 지원하며, 시스템 부하를 줄이기 위해 메모리 공유 기능과 필터링 기능 등을 제공한다.

공간 DSMS 기반 RTLS의 설계 및 구현

김정준,김판규,김동오,이기영,한기준,Kim, Joung-Joon,Kim, Pan-Gyu,Kim, Dong-Oh,Lee, Ki-Young,Han, Ki-Joon 한국공간정보학회 2008 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.10 No.4

최근 유비쿼터스 컴퓨팅 기술의 발전과 함께 센서 및 RFID에 관련한 정보 인식, 위치 측위와 같은 다양한 유비쿼터스 영역에 대한 관심과 연구가 증대되고 있다. 특히, RFID 태그를 이용해 이동 객체의 위치 및 상태 정보를 제공하는 다양한 RTLS(Real-Time Locating Systems)가 개발됨에 따라 RTLS에서의 데이타 호환성과 상호 운용성을 위한 표준 명세가 필요하게 되었다. 이에, ISO/IEC에서는 RTLS의 데이타 호환성과 상호 운용성을 위해 RTLS 표준 명세를 제시하였다. 본 논문에서는 이동 객체의 데이타 스트림에 대한 효율적인 관리와 검색을 위해 공간 DSMS(Data Stream Management System)기반 RTLS를 설계 및 구현하였다. 공간 DSMS는 Stanford 대학교에서 개발한 STREAM(STanford stREam datA Manager)을 다양한 공간 연산이 가능하도록 확장한 시스템이다. 공간 DSMS 기반 RTLS는 서버와 클라이언트간의 상호 운용성을 위하여 SOAP(Simple Object Access Protocol) 메시지를 사용하며, 클라이언트의 SOAP 메시지를 공간 DSMS의 CQL(Continuous Query Language)로 변환한다. 마지막으로, 공간 DSMS 기반 RTLS를 사원 위치 관리 서비스에 적용해 봄으로써 시스템의 효용성을 입증하였다. With the recent development of the ubiquitous computing technology, there are increasing interest and research in technologies such as sensors and RFID related to information recognition and location positioning in various ubiquitous fields. Especially, a standard specification was required for compatibility and interoperability in various RTLS(Real-Time Locating Systems) according to the development of RTLS to provide location and status information of moving objects using the RFID Tag. For these reasons, the ISO/IEC published the RTLS standard specification for compatibility and interoperability in RTLS. Therefore, in this paper, we designed and im plemented RTLS based on the spatial DSMS(Data Stream Management Stream) for efficiently managing and searching the incoming data stream of moving objects. The spatial DSMS is an extended system of STREAM(STanford stREam datA Manager) developed by Standford University to make various spatial operations possible. RTLS based on the spatial DSMS uses the SOAP(Simple Object Access Protocol) message between client and server for interoperability and translates client's SOAP message into CQL(Continuous Query Language) of the spatial DSMS. Finally, we proved the efficiency of RTLS based on the spatial DSMS by applying it for the staff location management service.

플래시 메모리 기반의 효율적인 공간 인덱스 기법

김정준,심희정,강홍구,이기영,한기준,Kim, Joung-Joon,Sim, Hee-Joung,Kang, Hong-Koo,Lee, Ki-Young,Han, Ki-Joon 대한공간정보학회 2009 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.11 No.2

최근 무선 인터넷이 발전하고 모바일 단말기 사용이 증가함에 따라 위치 기반 서비스(LBS: Location Based Service)에 대한 요구가 증가되고 있으며, 모바일 단말기 환경에서 효율적인 위치 기반 서비스를 제공하기 위해 공간 데이타를 저장 및 관리하는 공간 인덱스의 연구가 필수적으로 요구되고 있다. 플래시 메모리는 모바일 단말기에서 대용량의 공간 데이타를 효율적으로 저장하기 위한 보조 저장 장치로 많이 사용된다. 그러나 플래시 메모리에 기존 공간 인덱스를 그대로 적용할 경우 빈번한 노드 갱신에 의한 쓰기 연산 증가로 인덱스 성능이 저하된다. 이러한 문제점을 해결하고자 최근 플래시 메모리 기반 공간 인덱스가 연구되고 있지만 버퍼와 플래시 메모리의 공간 활용도가 낮아 효율성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 본 논문에서는 기존의 플래시 메모리 기반 공간 인덱스들의 문제점을 해결하기 위해 노드 압축 기법과 쓰기 연산 지연 기법을 적용한 FR-Tree(Flash-Memory based R-Tree)를 제안하였다. FR-Tree의 노드 압축 기법은 공간 데이타의 MBR(Minimum Bounding Rectangle)을 상대 좌표값과 MBR 크기 값을 이용해 압축함으로써 플래시 메모리의 공간 활용도를 높였다. 그리고 쓰기 연산 지연 기법은 공간 데이타의 삽입, 갱신, 삭제시 플래시 메모리에 저장된 공간 인덱스에 바로 반영하지 않고 버퍼에 임시적으로 저장한 후 일괄적으로 플래시 메모리에 반영하여 플래시 메모리의 쓰기 연산 횟수를 줄였다. 특히, 버퍼내 동일한 공간 데이타들의 중복 저장을 방지하여 버퍼의 공간 활용도를 높였다. 마지막으로, 본 논문에서는 다양한 성능 평가를 통해 FR-Tree가 플래시 메모리에서 기존 공간 인덱스들에 비해 성능이 우수함을 입증하였다. Recently, with the advance of wireless internet and the frequent use of mobile devices, demand for LBS(Location Based Service) is increasing, and research is required on spatial indexes for the storage and maintenance of spatial data to provide efficient LBS in mobile device environments. In addition, the use of flash memory as an auxiliary storage device is increasing in order to store large spatial data in a mobile terminal with small storage space. However, the application of existing spatial indexes to flash-memory lowers index performance due to the frequent updates of nodes. To solve this problem, research is being conducted on flash-memory based spatial indexes, but the efficiency of such spatial indexes is lowered by low utilization of buffer and flash-memory space. Accordingly, in order to solve problems in existing flash-memory based spatial indexes, this paper proposed FR-Tree (Flash-Memory based R-Tree) that uses the node compression technique and the delayed write operation technique. The node compression technique of FR-Tree increased the utilization of flash-memory space by compressing MBR(Minimum Bounding Rectangle) of spatial data using relative coordinates and MBR size. And, the delayed write operation technique reduced the number of write operations in flash memory by storing spatial data in the buffer temporarily and reflecting them in flash memory at once instead of reflecting the insert, update and delete of spatial data in flash-memory for each operation. Especially, the utilization of buffer space was enhanced by preventing the redundant storage of the same spatial data in the buffer. Finally, we perform ed various performance evaluations and proved the superiority of FR-Tree to the existing spatial indexes.

데이타 중심 센서 네트워크에서 에너지 효율성을 고려한 비균등 네트워크 분할 기법

강홍구,김정준,한기준,Kang, Hong-Koo,Kim, Joung-Joon,Han, Ki-Joon 한국공간정보학회 2007 한국공간정보시스템학회 논문지 Vol.9 No.3

데이타 중심 센서 네트워크에서는 측정된 데이타의 값에 따라 데이타를 저장하는 센서 노드가 결정되기 때문에 같은 값을 갖는 데이타가 빈번하게 발생하면 이를 저장하는 센서 노드에 부하가 집중되어 에너지가 빠르게 고갈되는 문제가 있다. 또한 센서 네트워크가 확장되면 데이타 저장 및 질의 처리시 목적 센서 노드로의 라우팅 거리가 멀어져 센서 네트워크의 통신비용이 증가되는 문제가 있다. 그러나 기존 연구들은 데이타 저장의 효율적인 관리에만 치우쳐 이와 같은 문제를 효율적으로 해결하지 못하고 있다. 본 논문에서는 데이타 중심 센서 네트워크에서 센서 노드의 부하를 분산시키고 센서 네트워크의 확장에 따른 통신비용을 효율적으로 줄이기 위한 비균등 네트워크 분할(Non-Uniform Network Spilt: NUNS) 기법을 제안한다. NUNS는 센서 네트워크를 센서 노드 개수와 분할된 영역 크기의 차이가 최소가 되도록 비균등 크기의 Partition으로 분할하고 각 Partition에서 발생한 데이타를 각 Partition 내의 센서 노드가 저장함으로써 센서 노드의 데이타 저장 부하를 분산시키고 센서 네트워크의 확장에 따른 통신비용을 줄인다. 또한 NUNS는 각 Partition을 분할된 영역 크기 차이가 최소가 되도록 센서 노드 개수만큼 Zone으로 비균등하게 분할하여 각 센서 노드의 처리 영역으로 할당함으로써 센서 노드에 부하가 집중되는 것을 막고 불필요한 라우팅 비용을 줄인다. In a data centric sensor network, a sensor node to store data is determined by the measured data value of each sensor node. Therefore, if the same data occur frequently, the energy of the sensor node to store the data is exhausted quickly due to the concentration of loads. And if the sensor network is extended, the communication cost for storing data and processing queries is increased, since the length of the routing path for them is usually in the distance. However, the existing researches that generally focus on the efficient management of data storing can not solve these problems efficiently. In this paper, we propose a NUNS(Non-Uniform Network Split) method that can distribute loads of sensor nodes and decrease the communication cost caused by the sensor network extension. By dividing the sensor network into non-uniform partitions that have the minimum difference in the number of sensor nodes and the splitted area size and storing the data which is occurred in a partition at the sensor nodes within the partition, the NUNS can distribute loads of sensor nodes and decrease the communication cost efficiently. In addition, by dividing each partition into non-uniform zones that have the minimum difference in the splitted area size as many as the number of the sensor nodes in the partition and allocating each of them as the processing area of each sensor node, the NUNS can protect a specific sensor node from the load concentration and decrease the unnecessary routing cost.