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随着移动通信技术的迅速发展和投入使用,移动设备的大量普及,这种使用户可以在任何时候、任何地点访问所需信息的新的计算模式—移动计算已成为当前研究的热点。在移动计算环境中,用户需要访问跟他们地理位置相关的应用和数据,如查找陌生地方的信息、本地生活方式数据等,对这类位置相关数据(LDD)的管理已成为移动计算研究中新的研究方向。 论文首先定义了位置相关数据(LDD)和位置相关查询(LDQ)。提出了一个基于SQL语言的位置相关查询语言LDSQL,它结合过去的空间查询语言,扩充了对位置相关数据的支持,能有效地处理位置相关查询。LDSQL增加了新的条件子句,包括限制对象查询范围的区域条件子句locObjRegion;限制连续查询有效范围的条件子句cQuyRegion,cQuyPeriod;设置连续查询的更新模式与阈值的cQuyMode等。最后讨论了位置相关查询处理过程,位置转换、位置粒度调整、位置误匹配问题。 然后,提出了一个使用概括数据库(generalized databases)和位置概念层次(concept hierarchies)的位置相关查询近似回答模型,在移动计算环境中,由于移动性、频繁断接性、无线连接的低带宽、无线网络的不稳定等特征,在可接受的时间内,用户可能得不到完整的查询回答。然而,在已知正确性和精确性限制的情况下,近似回答可以满足一些移动用户。在这个计算模型中,用移动设备中缓存的原始数据库的压缩形式(概括数据库)来回答查询。概括数据库比原始数据库(primitive databases)小很多,更容易在移动设备上存储。在断接或弱连接期间,用概括数据库回答位置相关查询,给出近似的结果,当更好的连接可用时,通过访问原始数据库可确认这个结果。为了构造概括数据库,提出了一个用位置概念层次概括原始数据库的算法。最后讨论了相对于存储、传输和查询处理代价的性能分析。 第三,提出了基于语义的位置相关数据管理。在位置相关查询中,位置扮演了一个特殊的角色,它提供了访问数据的额外语义标准。位置相关查询更多体现了位置的语义局部性,即,接近移动用户当前位置和在移动用户移动方向上的LDD数据项更可能在将来被访问,而不是静态空间局部性(空间局部性意味着物理存储接近的数据项更可能被一起访问)。用语义缓存模式管理位置相关数据,提出了一个利用位置语义局部性的语义缓存LPFDR替换策略,使缓存内容随着用户的移动而改变。在各种工作负载类型中,LPFDR充分利用了位置的语义局部性。摘要 第四,提出了一个基于线性约束数据库的位置相关查询处理模型。在这个数据模型中,移动对象的位置被描述为时间的连续向量函数,用微分几何技术研究移动对象的逻辑性质,用位置、速度、加速度描述位置相关操作和关系。我们也提出了一个基于线性约束查询语言的位置相关查询语言,用于描述位置相关查询,这个语言具有多项式时间复杂性。 第五,提出了一个位置相关服务中间件体系结构,它位于移动用户和服务器之间。这个中间件用于位置转换,位置粒度调整,位置误匹配问题。这个体系结构也支持QOS和涉及多个服务器的复杂查询。