[发明专利]一种点播模式下的多数据项无线数据广播调度方法

说明书

技术领域

本发明属于无线移动计算领域，具体涉及到无线网络中点播模式下对多数据项请求的数据广播调度方法。

背景技术

随着无线设备的普及和无线网络的发展，无线移动计算已经成为了一个十分活跃的研究领域，无线数据广播由于其特有的可伸缩性及充分利用带宽的特性成为目前无线移动网络中广泛采用的数据传递方法。服务器广播信道的组织和调度是无线数据广播的核心研究问题。本发明所涉及的正是无线数据广播中点播模式下的多数据项广播调度方法问题。

无线数据广播主要有两种模式，分别为周期广播模式和点播模式。

周期广播模式(Broadcast Mode/Push-based Mode)：服务器端将存储的数据以一种确定的调度方式在广播信道上循环广播，用户端只需要在广播信道上侦听，一旦发现自己需要的数据则下载到本地。

点播模式(On-demand Mode/Pull-based Mode)：用户通过上行信道将自己的请求发送给服务器端，服务器将用户的请求放入请求队列并根据队列中的请求状况安排调度。一旦请求的数据被广播，则将该请求从队列中删除。同时用户在广播信道上侦听，一旦发现自己需要的数据则下载到本地。

其中，点播模式具有可以及时适应用户访问模式改变的优点，因此更具有现实应用性。

在无线数据广播系统中，访问时间是一个衡量系统性能的重要标准。访问时间指的是一个用户提出一个请求到该用户的这个请求被满足这个期间所经过的时间。一个高效的数据广播系统应当具有较小的平均访问时间，即平均每个请求的访问时间较小。广播调度序列指的是服务器根据一定的广播调度算法确定的在广播信道上每个数据出现的时间和频率，广播调度序列是影响系统平均访问时间的重要因素。

已有的广播调度算法大多是建立在单数据项请求的假设前提下，即每个用户请求只需要一个数据。但现实中很多情况下，很可能一个用户请求需要多个数据，例如用户浏览网页的时候，不仅需要下载浏览页面的信息，同时需要下载该页面上的各种内嵌对象(flash等)。这种情况下，多数据项请求显然是更为合理的请求方式。

已有的针对单数据项请求的调度方法不适合运用到多数据项请求中，这是由于那些方法都是以数据项的访问频率为根据确定调度结果。而在多数据项请求中请求与数据不再是一对一的关系，沿用之前的方法很可能造成一个请求中热门的数据(即访问频率高的数据项)很快得到满足，但其中非热门的数据必须等待相当长的时间，于是请求的访问时间也因此大大增加。因此，针对多数据项请求的调度算法必须同时考虑请求与数据项两者的访问频率。

已有的针对多数据项请求的周期广播调度算法主要分为基于请求的调度方法和基于数据的调度方法。基于请求的调度方法包括QEM算法，改进的QEM算法和Grey码算法。基于数据的调度方法包括访问图算法和基于数据联系度的方法。在周期广播模式中，所有的算法都是假设所有用户的请求和这些请求的访问模式是不变的。因此调度完成后，每个广播周期中的数据项及其出现顺序都相同。但在点播模式下，用户的请求访问模式可能随时改变，因此以上算法并不适合。

点播模式下的多数据项广播调度目前采用的大都是两步走的方法。首先确定下一次广播周期应当广播的数据(请求选择问题)；其次合理安排该周期内的数据顺序使用户请求的平均访问时间最少(广播调度问题)。对于前一个问题目前有仅考虑请求频率的方法，仅考虑请求频率的方法，考虑了交集的频率/长度比方法和“温度”度量方法。对于后一个问题，广播模式下的调度算法在此并不能采用，这是因为这些算法思想都建立在数据项是循环广播的前提下。而在点播模式下，由于每一次广播周期中的数据项都不相同，因此以上算法并不适合。Prabhu提出过一种简单的解决方案，即首先选择访问频率最好的请求，将该请求需要的数据加入广播周期最前位置，之后每次选择重叠率最高的请求q_i(即QDS(q_i)中，已经加入广播周期中的数据项个数与尚未加入的数据项个数的比值最大)，将QDS(q_i)中剩余的数据项加入到广播周期中。

发明内容

本发明的目的在于提出一种点播模式下的多数据项广播调度方法，该方法要同时考虑多数据项请求与点播模式的特点。采用该调度算法进行广播时，可以使点播广播系统的平均访问时间较小，并且该算法计算代价小速度快，适合点播模式下迅速调度的要求。

下面首先介绍一些相关的基本概念。