[发明专利]一种广播环境下支持周期连续实时查询的广播调度算法

说明书

技术领域

本发明属于实时数据广播调度技术领域，更具体地，涉及一种广播环境下支持周期连续实时查询的广播调度算法。

背景技术

随着无线通信技术的发展和便携式通信设备的广泛使用，数据广播已经成为一种流行的数据通讯方式，人们可以随时随地的应用无线网络和便携式通信设备查询其所需要的各种数据信息。然而，在现实环境中，数据可能经常的发生改变(如股票的价格，移动中汽车的位置)，查询任务也可能具有不同的急迫性，从而导致了查询任务往往具有各自不同的任务周期。为了保证查询任务的顺利完成，服务器需要在任务的每个周期内至少广播一次其所查询的所有数据。也就是说，在实际的应用环境中，查询任务往往同时具有周期性，连续性和实时性。可以预见，针对于此环境下的数据广播调度技术必将是通信技术的发展趋势，并将广泛的应用于金融、军事、汽车等诸多领域。

现阶段，虽然国内外已经对实时数据广播技术进行了较为广泛的研究，但大多数的研究不够深入，仅仅是将实时系统调度技术直接移植到实时数据广播环境中。显而易见，这种做法虽然保证了数据的实时性，却忽视了在广播环境下的数据的共享性，从而导致了调度结果往往差强人意。如何兼容数据的实时性与广播数据的共享性，这成为了研究的重要课题。

此外，在国内外，实时数据广播调度的研究都只是将截止期错失率作为衡量算法好坏的唯一标准。对于在同样任务集合下执行的不同算法，现有的研究普遍认为截止期错失率低的算法具有更好的表现。然而，这种衡量标准忽视了服务的稳定性。对于一次性查询，截止期错失率可以作为算法好坏的衡量标准；但对于连续性查询，查询客户端希望获得的是持续的服务，时有时无的查询反馈不会被认为是一个高质量的服务。所以，对于实时数据广播调度算法而言，能否在保证查询任务实时性的前提下保证服务的持续性，也是衡量其好坏的重要标准之一。只有服务的持续性得到保证，服务的质量才会得到提高。目前，在国内外，对于广播环境下，周期、连续性实时任务查询的数据广播调度研究比较少，而能够同时考虑到广播数据的共享性、任务的实时性，并能够保证服务的持续性的算法只有RM-UO算法，其应用环境和算法特点归纳如下：

RM-UO：有一个服务器和若干个通信设备，服务器与通信设备通过上传信道和唯一的一条下载信道相互通信。通过上传信道，通信设备可随时向服务器发出数据查询请求，然后监听下载信道，等待服务器的回应。作为服务器，其本身存储着供通信设备查询的数据信息。在接收到来自通信设备的查询时，服务器组织、调度数据，在任务截止期前(周期结束前)对查询做出答复(拒绝服务或广播其所需的全部数据)。RM-UO算法的主要优点在于其兼容了广播数据的共享性和查询的实时性，并能够保证服务的持续性。但是，RM-UO算法在数据调度方面仅仅是将Sr算法引入到了数据广播调度环境中，这致使任务的周期往往被不必要的缩短，造成了数据广播的冗余，浪费了有限的广播带宽。进而。导致了服务率的损失。在看到RM-UO算法缺陷的同时，我们可以预见，此研究领域仍然存在着很大的研究空间。

目前，移动通信设备的广泛使用已成必然之势，今后必将有越来越多的人选择以广播方式进行数据通信和数据查询。数据广播系统能否对广播带宽利用进行有效的利用，直接影响了服务的质量和服务的规模。在相同环境下，为更多的查询提供更及时有效的服务是现实应用的客观需要。因此，研究兼容任务实时性、广播数据共享性、服务持续性和带宽利用高效性的数据广播调度算法，具有相当主要的实际意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种广播环境下支持周期连续实时查询的广播调度算法，能够保证数据广播调度的任务实时性、广播数据共享性、服务持续性和带宽利用高效性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种广播环境下支持周期连续实时查询的广播调度算法，所述方法包括如下步骤：

(1)初步处理：将数据进行分类，从而获得原始任务集合，并将原始任务集合转化为2谐波任务集合；

(2)MQM合并：对2谐波任务集合中相邻的任务进行合并，从而减小被合并任务对广播带宽的总体消耗；

(3)MQM-UO调度：对执行MQM合并后所产生的所有2谐波任务进行调度，在每个单位时间内选出此单位时间需要广播的数据，并进行广播。

本发明的一个实施例中，所述步骤(2)具体包括：

(2.1)同步遍历原始任务集合和2谐波任务集合，计算原始任务的Ni值，并计算出任务的α值和β值；