XML无线数据广播技术研究

作     者：覃泳睿 

作者单位：复旦大学 

学位级别：硕士

导师姓名：孙未未

授予年度：2008年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 

主      题：移动计算 XML 数据广播 空中索引 广播调度 

摘      要：随着Internet和移动通信在全球的迅速发展和普及,移动计算模式的兴起,无线数据广播技术越来越成为一个重要的研究热点。无线数据广播是无线环境中的基本数据访问方式之一,可以支持大量的移动计算设备同时访问服务器中的数据,接收者数目与发送代价基本无关,与传统的点对点的数据访问方式相比,具有很好的可伸缩性。而XML作为数据交换的标准,越来越受到研究者们的关注,并且随无线网络的迅速发展和普及将越来越广泛地应用于无线环境中。 传统的无线数据广播研究专注于讨论“平坦数据(flat data),不带结构信息,移动终端(Mobile Unit)的查询也是基于字段值的,无法支持带结构信息的XML数据和路径查询。已有的针对平坦数据的空中索引并不适用于XML数据广播。因为传统的数据广播空中索引都是建立在广播数据项上的,主要利用字段值在一维空间分布的特征进行,一般只适合于对一个字段值进行索引,无法索引XML文档的结构信息。用于硬盘和内存的XML索引也不适合于XML数据广播,这是因为已有的XML索引是针对硬盘和内存的随机访问特点设计的,而无线数据广播信道却是顺序访问的组织形式。此外,传统的无线数据广播都遵循广播数据项的原子性假设,而在XML数据广播中,XML文档作为广播数据项并不具有原子性。因此,XML数据广播需要新的空中索引技术和广播调度技术。 本文研究无线环境下的XML数据广播技术,专注于和XML特征有关的数据广播新问题。从在广播信道中支持结构信息查询为出发点,提出了适合XML数据广播的空中索引技术和广播调度技术,建立了一套完整的XML数据广播技术体系。论文的主要工作如下:1.提出了XML数据广播空中索引的基本结构;2.提出了适合于on-demand广播模式的空中索引剪枝技术;3.提出了空中索引的合并技术及空中索引的两层组织方法;4.提出了空中索引的生成技术及相应的优化技术;5.提出了适合于XML数据广播的调度技术:XML文档剪枝技术和XML文档分割技术。实验表明,我们提出的空中索引基本结构可以有效支持移动终端的XPath查询;通过空中索引剪枝技术和合并技术,不但有效消除了基本索引内部存在的冗余信息,而且有效消除了基本索引之间存在的冗余信息,大大减小了索引的尺寸;采用空中索引的生成技术及相应的优化技术提高了索引生成的效率;而同时采用XML文档剪枝技术和分割技术,对XML文档进行重新组织,则可以大大优化XML数据在广播信道上的组织。通过空中索引技术和广播调度技术的相结合,极大地提高了XML无线数据广播系统的性能。