[发明专利]一种无线数据广播周期长度的估算方法

说明书

技术领域

本发明属于移动数据库技术领域，具体涉及一种无线移动环境中进行数据管理的方法，进一步涉及一种无线数据广播周期长度的估算方法。

背景技术

随着无线网络技术的迅速发展和无线移动设备的日趋普及，人们可访问信息的种类越来越多，途径越来越灵活，期望访问效率也能够越来越高。但与有线网络相比，无线网络环境具有低带宽(目前无线局域网带宽最大只能达到54Mbps，而采用3G技术的无线蜂窝网络也只有3.75Mbps的信道带宽)、频繁断接性、带宽多样性、网络通信的非对称性(下行信道带宽远大于上行信道带宽)、无线设备的电源能力较低和可伸缩性等特点，如何在无线环境中进行有效的数据管理并提供高效的数据服务一直是学术界和工业界极为关注的研究课题。

数据广播是无线环境中向大量用户提供高效数据服务的一种新的数据发送(datadissemination)方式。与点对点(point-to-point)发送方式不同，数据广播(databroadcast)无需在收发双方建立一对一的逻辑通道，而是利用无线移动网络固有的广播机制，不断地将信息发送给广播区域中的全部用户，用户侦听广播信道并从中下载需要的信息。由于发送一次数据就可以同时满足多个对该数据的请求，这种数据发送方式使得系统的可伸缩性极好，用户数量的增加不会提高系统的开销，可以高效地利用有限的无线带宽资源；同时在无线通信中，接收数据比发送数据消耗的电池能量要小得多，因此数据广播也是一种节省能量的数据访问方式。

数据广播系统的主要性能衡量指标包括：

(1)访问时间(Access time，AT)：从用户发出请求到得到返回的结果的时间。访问时间小表示用于获取数据的响应时间小。

(2)调谐时间(Tune-in Time，TT)：在一次数据访问的过程中，移动用户处于活动状态、从信道上接收信息(下载信息)的时间。调谐时间小表示系统用于接收数据消耗的能量小。

由于对数据的一次广播可以同时满足对该数据的全部请求，因此数据广播最主要的优点是可以适合任意数量的用户，可伸缩性极强。但数据广播也存在不利于用户访问的因素，即广播的线性访问特性(linear access property)，用户只能对广播信道中的数据进行顺序访问，当所需的数据项尚未广播时，用户需要等待直到数据出现在广播信道上，而一旦用户错过了数据的一次广播，只能等待该数据的下一次广播时才能访问到数据。线性访问特性成为影响数据广播性能的主要因素。由于广播的线性访问特性，其访问时间比基于磁盘或内存的随机访问要长。例如在图1中的数据广播片段中，数据项d₁，d₂，d₃的长度分别为l₁，l₂，l₃，按照从左到右的顺序依次在广播信道上广播，假设信道带宽是1，如果用户从初始探测点(init probe)开始侦听信道，那么对于数据项d₂的AT是0，AT是l₂，对于数据项d₁的AT是l₂+l₃，而AT是l₂+l₃+l₁(因为已经错过了d₁的第一次广播，只能等待下一次广播)，用户需要等待非常长的时间才能访问到d₁。

如何获得更小的访问时间是数据广播研究的最基本问题之一，也是数据广播调度(databroadcast scheduling)研究的核心内容。数据广播调度就是确定在一个广播过程中各个数据项的发送次序和频率，即服务器何时广播什么数据，使得用户访问时间最小。如果实现可以预知用户对数据的访问概率，则周期广播可以获得最小的平均访问时间。所谓周期广播就是数据在广播信道上周期性地出现，在一个周期中每个数据项至少广播一次。广播周期长度是影响数据广播性能的一个基本参数，许多调度算法都以它为输入参数，并在此基础上进行调度，但是如果广播周期长度选择不当，将影响调度获得的访问时间或者调度执行的效率。

发明内容

为解决此问题，本发明提出一种精确确定广播周期长度的方法，以此方法确定的长度为广播周期进行周期广播调度可以获得近似最优的平均访问时间，而且广播周期长度较小，调度代价和存储开销低。