数据广播调度自适应信道划分与分配方法

来源：软件学报杂志2018年第9期北京时间：

作者：胡文斌,邱振宇,聂聪,王欢,严丽平,杜博

单位：胡文斌，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007211,邱振宇，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007202,聂聪，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007203,王欢，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007204,严丽平，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007205,杜博，武汉大学 计算机学院, 湖北 武汉 43007206

摘要：随着移动网络的不断发展，移动终端设备的计算能力与日俱增，越来越多的用户倾向于通过移动网络获取信息资源，这使得实时按需数据广播面临新的挑战：（1）数据内容和规模的多样化；（2）用户请求的实时性与需求多样性使得热点数据增加，直接导致广播数据总量的剧增；（3）用户对服务质量和水平的要求越来越高.当前的研究成果主要集中在固定信道模型和算法上，一定程度上忽略了当前数据广播调度环境的变化.固定信道存在如下问题：（1）局限于特定的网络，缺乏通用性；（2）信道大小、个数不能随着网络环境的变化而自动调整，降低了广播效率.基于以上考虑，对实时按需数据广播调度的自适应信道划分和分配进行研究，提出一种自适应信道划分与分配方法OCSM （optimized channel split method），其根据数据请求特征的不同，实时自适应地调整信道个数和大小，从而提高系统敏感性、鲁棒性以及广播效率.该方法包括：（1）广播数据均衡聚类算法WASC （weight average and size clusteralgorithm），其挖掘数据特征，为信道划分提供依据；（2）数据项广播优先级评定算法R×W/SL，其实时评定数据项调度优先级；（3）信道划分与分配算法CSA （channel split algorithm）.实验包括两个方面：（1）确定不同数据项大小和请求截止期分布下的信道划分策略，并分析聚类算法中聚类距离K在不同情况下的最佳取值以及最佳信道划分；（2）验证自适应信道划分与分配策略的有效性，并通过对比实验验证在不同情况下OCSM的有效性.实验结果表明：OCSM优于其他调度算法，并具有较强的自适应.

关键词：数据广播调度;自适应信道划分;失效率;均衡聚类;实时按需

基金资助：国家自然科学基金（61572369，61711530238）；湖北省自然科学基金（2015CFB423）；武汉市重大科技计划（2015010101010023）