随着Internet技术的发展，越来越多的应用采用XML作为信息表示和数据交换的标准，这使得通过数据库技术对XML数据进行存储、查询等操作变得日益重要，同时也为数据库研究者提出了新的挑战。XML是一种半结构化语言，所以XML数据对象有着相对复杂的结构。它在本质上可以被看作一个数据树，文档的数据和内部结构在树中体现出来。 与传统数据库查询不同，XML数据库查询不仅查找数据，还查找数据之间的结构关系。路径表达式是一种能够很好地满足这些查询要求的途径。因此，基于路径表达式的查询问题成为XML数据查询的关键。而作为路径表达式中最基本的单元，“父子”和“祖先后代”关系查询也就成为XML查询的核心问题。最近，用结构连接算法处理这些结构关系十分流行。 本文在现有结构连接算法的基础上，首先利用XML文档的编码技术，提出了基于范围的签名过滤器及其结构连接算法，以提高结构连接的效率。然后，在范围签名过滤器的基础上，提出了带指针的签名过滤器以及相应的结构连接算法，有效地减少了参与连接的元素个数。最后，提出了一种优化的带指针的签名过滤器，以压缩指针的存储空间。实验结果表明，签名过滤技术可以极大地提高结构连接的效率。