嵌入式移动实时数据库管理系统的数据广播调度策略分析

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1、华中科技大学硕士学位论文广播磁盘结构（BroadcastDiskStructure）：可分为平坦（Flag）结构和偏斜（Skewed）结构。其中平坦结构指在广播周期中各个数据项的出现频率相同。偏斜结构与之相反，指各个数据项出现的频率不完全相同。广播周期（BroadcastCycle）：分为周期（Periodic）广播和非周期（Aperiodic）广播。在周期广播中，MSS循环地广播数据。而在非周期广播系统中，MSS通过特殊的事件触发机制广播数据。数据库内容（DatabaseContent）：广播的数据可以是数据库中的全部数

2、据（全集），或部分数据（子集）。数据项的放置（DataItemPlacement）：静态调度中，不同的广播周期，所有数据项的调度顺序均保持不变。动态调度则根据用户的需求动态确定数据项的广播顺序。索引（Index）：MC可通过索引信息知道在什么时间从广播信道接收自己想要的数据，从而在等待时转入休眠模式而节约移动计算设备的电池消耗。1.1.3无线网络（WirelessNetwork）（1）带宽（Bandwidth）：不同的无线网络通信特点各不相同。无线电（WirelessRadio）通信覆盖范围广，但带宽只有19.2Kbps，

3、且信道可伸缩性差。无线局域网通信带宽大（2-10Mbps），但覆盖范围通常小于100米。卫星通信有很大的带宽和很强的覆盖范围，但价格昂贵。（2）连接性（Connection）：分为强可靠（StrongReliable）和弱可靠（WeakReliable）两种。在弱可靠网络中，当大规模并发用户访问数据时，对索引的等待、广播内容的改变、过时的Cache等因素可能导致系统性能下降。另外，信号的衰减和噪音使得位错误率（BitErrorRate）增加，从而导致吞吐率（Throughput）下降。而在强可靠网络中，吞吐率和数据响应时间

4、均有保障。（3）覆盖范围（Range）：无线广播单元WBU指一个MSS同时覆盖的领域，其范围从直径100米到全4华中科技大学硕士学位论文球卫星单元。当今网络技术趋向于采用更小的广播单元，一个地域被划分成更多的单元，从而MC需要更频繁地穿越不同单元的边界，不同广播单元可以有所交叉覆盖。1.1.4移动用户MC（MobileClient）MC为数据库系统的客户端，一般为嵌入式设备，如PDA、智能手机等。MC侦听广播信道，从MSS的广播序列中获取信息。不同的广播系统设定不同类型的用户。按参与性可将用户分成主动用户和被动用户，按优先

5、级可分为高优先级用户和低优先级用户，另外还可分为缓存用户和无缓存用户，拥有反向信道（Backchannel）的用户和无反向信道的用户等。1.2嵌入式移动实时数据库的数据广播技术在图1.1所示的嵌入式移动实时数据库的系统模型中，移动客户MC和广播服务器MSS间的通信具有如下的特性：在一个无线广播单元WBU内，从MSS到MC的下行通信带宽一般要远大于从MC到服务器的上行通信带宽。而且MC从MSS接收数据的开销也远小于发送开销，在极端的情况下，即使是处于断接状态下（即无法向服务器发送消息）的MC也可以选择接收从MSS发送的下行广

6、播信息。因此，采用数据广播是解决移动实时数据库系统用户规模庞大和网络通讯非对称性等问题的一个有效的方法。[5]在数据广播中，有3个主要的性能衡量参数：（1）访问时间（accesstime，也称为存取时间），它指从MC提出查询请求，到结果返回所需的时间。访问时间一般作为系统响应时间的衡量标准；（2）调谐时间（tuningtime）：它指MC为了获得查询结果，用于侦听信道的时间。MC侦听信道需要消耗电源，因而一般将该参数作为数据访问消耗电源的衡量标准；（3）请求成功率（requestsuccessratio，也称请求响应率）：

7、它描述MC的数据请求在截止期前得到满足的比率，它是实时环境下，广播系统负载能力的一个重要衡量标准。近年来数据广播技术已引起了广泛的研究，针对上述性能参数的优化，主要研究方向分为以下3类：广播模式，即MSS与MC之间的数据交互方式；广播调度5华中科技大学硕士学位论文策略，即MSS选择被广播数据的策略；广播组织方式，即被调度数据在广播序列中的索引结构。1.2.1广播模式在移动环境中，MSS的数据分发方式可以分为三种：（1）PULL方式，在此方式下，MSS根据数据的静态访问模式，单向周期广播既定数据，MSS不考虑MC的具体需求；

8、（2）PUSH方式，在此方式下，MSS响应MC的数据请求，广播请求数据，但它不考虑数据的访问模式；（3）混合（Hybrid）方式，它将PULL方式与PUSH方式相结合。基于这三种方式，存在三种数据广播模式，分别为周期广播模式，按需广播模式，和混合广播模式。3.1节将对这3种广播模式进行较为详细的介绍，并