An Efficient Mobile Transaction Processing Scheme over Multiple Wireless Broadcast Channels

다중 무선 방송채널에서의 효과적인 모바일 트랜잭션 처리 기법

  • Published : 2008.06.15

Abstract

Wireless broadcast environments has character that a number of mobile client can receive data streaming from central server no matter how they are so many. Because it is asymmetric bandwidth in that uplink and downlink bandwidth are different. This advantage helps wireless broadcast environments is used in many applications. These applications work almost read operation and need control concurrency using transaction unit. Previous concurrency control scheme in single channel is not adapted in multi channel environments because consistency of data are broken when a mobile client tunes in a broadcast cycle in a channel and then move into another channel and listen to different broadcast cycle with already accessed broadcast cycle. In this paper, we propose concurrency control for read-only mobile transactions in multiple wireless broadcast channel. First of all, we adapt index and data dedicated channel and propose LBCPC(Longest Broadcast Cycle Per Channel) as new unit of consistency. In index dedicated channel, it is repeatedly broadcasted data in same BCPC(Broadcast Cycle Per Channel) until LBCPC. And mobile transaction executes validation using control information every LBCPC. As a result, consistency of data is kept and average response time is shorter than one in single channel because waiting time for restart reduces. And as control information is broadcasted more frequently than in single channel, it is guaranteed currency about data accessed by transaction. Finally, according to the simulation result, we verify performance of our scheme in multi channel as comparing average response time with single channel.

무선 방송 환경은 모바일 클라이언트 수에 상관없이 다수의 클라이언트에게 데이타를 보낼 수 있다는 특징이 있다. 이와 같은 특징으로 무선 방송은 많은 분야에 적응되고 있는데 이러한 응용분야에서는 대부분이 읽기 작업을 수행하며 데이타를 일관성 있게 관리하기 위하여 트랜잭션 단위의 동시성 제어기법을 사용하고 있다. 기존 멀티 무선 방송 채널에서의 데이타 할당 방법으로 구성된 데이타 채널들에서는 단일채널에서 사용하는 동시성 제어 기법으로 트랜잭션의 일관성을 보장해 주기 어렵다. 이는 각 데이타 채널의 브로드캐스트 주기가 서로 다르기 때문에 특정 채널에서 데이타를 수신한 후, 다음 채널로 이동하였을 때 트랜잭션이 접근하는 데이타의 일관성이 깨질 수 있기 때문이다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 멀티 무선 방송채널에서의 읽기 트랜잭션을 위한 동시성 제어 기법을 제안하였다. 이 논문에서는 기본적으로 인덱스 전용 채널과 데이타 전용채널 구조를 이용한다. 또한 LBCPC(Longest Broadcast Cycle Per Channel)라는 새로운 일관성의 단위를 제시한다. 데이타 전용채널에서는 이 LBCPC만큼 같은 BCPC(Broadcast Cycle Per Channel)내의 데이타를 반복하여 방송한다. 또한 LBCPC마다 전체 데이타에 대한 제어 정보를 이용하여 자체적으로 트랜잭션의 검증을 실시한다. 이로 인해 트랜잭션의 일관성이 유지될 뿐만 아니라 단일채널의 긴 브로드캐스트 주기보다 짧은 LBCPC로 인하여 재실행을 위한 대기 시간을 줄여줌으로써 평균 응답 시간을 줄여줄 수 있다. 또한 단일 채널에 비해 제어 정보를 자주 방송함으로써 읽기 전용 트랜잭션이 접근하는 데이타에 대한 최신성을 보장한다. 마지막으로 실험을 통해 단일 채널과의 트랜잭션의 평균 응답 시간이 현저히 감소함을 보임으로써 제안하는 다중 채널에서의 동시성 제어 기법의 성능을 검증한다.

Keywords

References

  1. S. Acharya, M. Franklin, S. Zdonik, and R. Alonso, 'Broadcast Disks: Data Management for Asymmetric Communication Environments,' Proc. ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, pp. 199-210, 1995 https://doi.org/10.1145/568271.223816
  2. S. Acharya, M. Franklin, and S. Zdonik, 'Balancing Push and Pull for Data Broadcast,' Proc. ACM SIGMOD Int. Conf. on Management of Data, pp. 183-194, 1997 https://doi.org/10.1145/253262.253293
  3. P. A. Bernstein, V. Hadzilacos, N. Goodman, 'Concurrency Control and Recovery in Database System,' Addison Wesley, Massachusetts, 1987
  4. H. Cho, 'Concurrency Control for Read-Only Client Transactions in Broadcast Disks,' IEICE Trans. Commun., Vol.E86-B, No.10, 2003
  5. V. Lee, K-W. Lam, T-W Kuo, 'Efficient validation of mobile transactions in wireless environments,' The Journal of Systems and Software, pp. 183-193, 2004
  6. K. Prabhakara, K.Hua, and J. Oh, 'Multi-Level Multi-Channel Air Cache Design for Broadcasting in a Mobile Environment,' in Proceedings. 16th International Conference on Data Engineering, 2000
  7. Sungwon Jung, Byungkyu Lee and Sakti Pramanik, 'A Tree-Structure Index Alocation Method with Replication over Multiple Broadcast Channels in Wireless Environments,' IEEE transactions on knowledge and data engineering, Vol.17, No.3, March 2005
  8. Jayavel Shanmugasundarm, Arvind Nirthakashyap, Rajendran Sivasankaran, 'Efficient Concurrency Control for Broadcast Environments,' ACM SIGMOD Volume 28, Issue 2 (June 1999) Pages: 85-96. 1999 https://doi.org/10.1145/304181.304190
  9. Kung, H. T., Robinson, J. T., 'On optimistic methods for concurrency control,' ACM Transactions on Database Systems 6(2), pp. 213-226, 1981 https://doi.org/10.1145/319566.319567
  10. W.C. Peng and M.S. Chen, 'Dynamic Generation of Data Broadcasting Programs for Broadcast Disk Arrays in a Mobile Computing Environment,' Proc. ACM Conf. Information and Knowledge Management (CIKM), pp. 35-45, Nov. 2000
  11. Wai Gen Yee, IEEE, Shamkant B. Navathe, Edward Omiecinski, and Christopher Jermaine, 'Efficient Data Allocation over Multiple Channels at Broadcast Servers,' IEEE Transaction on computers, Vol.51, No.10, October 2002
  12. Dimitrios Katsaros, Yannis Manolopoulos, 'Broadcast program generation for Webcasting,' Data & Knowledge Engineering 2003
  13. N. Shivakumar and S. Venkatasubramanian, 'Efficient Indexing for Broadcast Based Wireless Systems,' Mobile Networks and Applications, pp. 433-446, 1996
  14. Il Young Chung, Bhargava, B., Mahoui, M., Lilien, L., 'Autonomous transaction processing using data dependency in mobile environments,' Distributed Computing Systems, 2003.FTDCS 2003. Proceedings. The Ninth IEEE Workshop on Future Trends, 28-30, pp. 138-144, 2003
  15. Lee, V.C.S., Kwok-Wa Lam, Son, S.H., 'On transaction processing with partial validation and timestamp ordering in mobile broadcast environments,' IEEE Transactions on knowledge and data engineering, 51, 10, pp. 1196-1211, 2002