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无线通信技术以及移动嵌入式设备制造技术的发展,使得移动用户可以通过无线网络随时随地的接入Internet接收信息以及发布信息,随着无线网络的覆盖范围更大,用户客户端更加便携,用户的信息接收和信息发布也越来越方便。无线通信技术的发展,给用户获取信息带来了很多优势,同时也带来了新的问题,与有线网络下用户信息接收不同,无线网络环境下用户处于移动的状态中,移动使得信息接收端所处的环境也在发生变化,相应的对于信息的需求以及信息的处理也随之发生变化,同时用户端的设备资源也在变化,这就需要为用户提供更多的移动支持,以应对信息传递因资源、环境变化引起的问题。另外,无线网络环境的灵活性和可扩展性使得事件的发布渠道越来越多,使得用户能够接收到的信息数量越来越多,这也带来了信息过载的问题。本文针对无线环境下的数据分发问题展开研究,论文以无线网络环境为背景,以发布/订阅系统为基础,通过对事件分发产生影响的几类上下文以及数据接收的用户端进行研究,给出了一种能够适应环境变化的数据分发的解决方案,以提高数据分发的准确度以及用户接收的满意度。本文的研究工作主要包括以下几个方面:
1)位置上下文感知的发布/订阅在无线环境下的发布/订阅系统中,由于无线客户端的移动会引起接入点发生改变,带来了相应的订阅路由、匹配结果分发路由的改变,因此,需要一种能适应移动环境的路由算法,对此给出了基于渠道路由的发布/订阅的路由算法。另一方面,用户位置的变化引发了订阅需求的变化,用户对位置相关的事件有了更多的需求,如果能够对用户的活动轨迹进行预测,根据用户当前所在的位置,事先将用户将要到达位置相关的事件发送给用户,将提高事件分发的效率,改善用户的体验,对此提出了一种位置上下文感知的预测算法,通过挖掘用户历史活动轨迹中出现位置之间的关联,对用户的去向进行预测。另外,还分析了位置与时间这两个上下文之间的对应关系,在预测算法中加入位置-时间的对应概率,强化了预测能力,提高了预测准确率。
2)时间上下文感知的匹配在无线环境中,用户频繁的接入或离开网络,会错失订阅前发布的事件,而实际上,一个事件的内容可能在一段时间内有效,现有的发布/订阅系统不区分事件内容的有效时间,事件一旦发布便不再重复发布,新提交订阅的订阅者,无法收到那些已发布的内容还有效的事件。同时,用户会因为发布/订阅系统所提供的订阅语言缺少时间约束,无法在订阅中对事件接收的时间进行约束,从而导致无法收到指定时间内发生的事件,有可能收到过期的无效事件。扩充了复合订阅语言,使其支持时间约束,提出了时间上下文感知的复合订阅匹配算法,引入了事件重发和对已有匹配结构的重用机制,在满足用户对事件时间的约束的同时对匹配算法进行了优化,通过对算法的性能分析,验证了算法能在不产生更多开销的情况下提高用户体验。
3)事件偏好上下文感知的事件分发无线环境下用户可以通过多种渠道发布各类事件,使得事件数量急剧增大,进而引发信息过载问题。另一方面,用户发布的事件中,包括用户对接收事件的评价信息,这些评价信息反馈给事件分发系统,成为了一种用户对事件偏好的上下文,反映出用户对事件的偏好。通过事件偏好上下文对事件进行过滤,将满足用户偏好的事件分发给用户,可以提高用户对事件接收的满意度。在事件过滤过程中,事件选择的好坏与用户的偏好有直接的关联,在满足用户偏好的同时,需要兼顾到不同类型事件的覆盖面,针对这种特征,提出了一种基于隐马尔科夫模型的用户评价推荐算法,通过用户对事件的评价这一可观察的信息来确定出用户对事件偏好这一隐含的信息,选择出满足用户偏好的事件,从而达到提高用户对事件接收满意度的目的。
4)无线环境下的缓存和预取在无线网络环境中,移动用户更多的面临网络断连以及移动客户端资源有限的问题,缓存技术做为数据共享和分发的关键技术之一,在提高无线环境下Web访问性能方面发挥着重要作用。另一方面,通过预测用户可能访问的页面,提前获取此页面数据,可以有效的改善移动环境下因切换、带宽受限等原因造成的断连问题。已有的缓存预取算法主要集中在有线网络中客户端的缓存,没有针对无线网络下客户端资源受限的特征,缺少对缓存与预取的集成以及设备上下文使用上的研究。对于预取机制,提出了基于序列挖掘的预测机制SEDP和基于延迟更新的预测机制LUDP,针对移动客户端的设备上下文设计了上下文感知的预取算法,决定预取的数量。同时,将预取机制与缓存替换机制相结合,提出了获益驱动的缓存替换机制,并将算法实现在Web缓存系统OnceEasyCache中。