[發明專利]一種用粒子運動仿真移動臺運動過程的方法

無效

• 申請號: 200810046978.6
• 申請日: 2008-03-03
• 公開（公告）號: CN101242619A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發明（設計）人: 涂來;王芙蓉;王浩
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H04Q7/34
• 分類號: H04Q7/34;H04B17/00
• 代理公司: 北京市德權律師事務所
• 代理人: 王建國

技術領域

本發明涉及移動通信技術領域，特別涉及一種用粒子運動仿真移動臺運動過程的方法。

背景技術

為了完整分析和仿真一個新的移動通信系統及相應的協議信令系統，建立移動臺運動模型來精確的描述系統真實運行環境下移動臺的運動特征是必不可少的。一個有價值的新的系統、方案或設計，即使有一個微小的改進，也都必須經過理論分析和接近真實的仿真雙重驗證，只有在這種前提下，才可以確認全新設計的移動通信系統及協議信令系統的可行性和可信性，因此運動模型的建立顯得極其重要。

目前移動通信系統中研究移動臺運動的方法主要包括兩類：真實軌跡重現和抽象運動模型定義。所謂真實軌跡重現方法，即通過一定的途徑，觀測獲取真實環境中移動臺的運動軌跡，對其進行時間信息、位置信息和速度信息等運動特征復原再現，從而對移動通信系統進行分析，此種方法的優勢在于它可以最真實的反映移動臺的運動特征。所謂抽象運動模型定義方法同樣是對移動臺的真實運動軌跡進行觀測，它可以實現許多真實軌跡重現方法所不能實現的功能，與真實軌跡重現方法不同的是，抽象運動模型定義方法并非是對觀測到的數據進行原封不動的重現，而是通過提取出的時間信息、位置信息和速度信息等運動特征信息，使用數學表達式描述移動臺的運動過程，人工定義移動臺的運動，從而對移動通信系統進行分析和仿真。目前，在對移動通信系統分析中經常使用的抽象運動模型主要包括兩類：個體運動模型和群體運動模型。個體運動模型主要用于對個體移動臺運動特征的描述，它主要包括隨機路點運動模型、隨機游走運動模型、高斯—馬爾可夫運動模型和城市街區運動模型等等。群體運動模型主要用于對一群或大量移動臺共同的運動特征的描述，它主要包括指數相關運動模型、參考點組運動模型、縱隊模型和追逐模型等等。抽象運動模型定義方法為移動通信網絡的研究做出了相當大的貢獻，大量有關移動通信網絡的新方案和新算法都是基于運動模型來進行仿真驗證或理論分析的，另外由于運動模型大都是根據實際移動通信網絡系統中的真實運動軌跡歸納而得出的，因此運動模型能夠很好地描述出個體運動的特征和群體運動的內在特征。

但是，真實軌跡重現方法和抽象運動模型定義方法都存在不足之處：首先真實軌跡重現方法在具體實施上比較困難，真實軌跡重現方法需要大量的時間進行觀測采樣，還需要對采樣得到的大量數據進行處理，即使獲得了某些移動臺的真實運動軌跡，也很難保證這些采樣得到的數據具備一般性，畢竟不可能重現所有移動臺在任何時間的真實運動軌跡；其次，雖然抽象運動模型定義方法可以描述出移動臺的運動特征，且描述出的運動特征具有一般性，適用范圍廣泛，運用靈活，但是由于抽象運動模型定義方法都是孤立的討論個體運動和群體運動，而更真實的運動模型需要研究個體運動在什么情況下會表現出合群特性，即個體運動和群體運動的聯系，這就要求運動模型能夠表現出足夠的普遍意義和統計特性，而不是簡單的個案模型，前述抽象運動模型對于這些方面的研究則表現的有所不足。

發明內容

為了解決現有移動終端運動仿真模型對移動用戶的合群特性描述不夠真實及過于機械的缺點，本發明提供了一種用粒子運動仿真移動臺運動過程的方法，所述方法包括：

步驟A：初始化仿真區域，設置特征粒子和一般粒子的運動規則，并開始仿真過程；

步驟B：所述特征粒子根據自己的運動規則，計算出一個仿真時間步長周期后的新位置；

步驟C：所述一般粒子根據自己當前的運動狀態及其對應的運動規則，計算出一個仿真時間步長周期后的新位置；

步驟D：所述特征粒子和一般粒子分別移動到新位置后，所述一般粒子根據自己的新位置和所述特征粒子的新位置判斷出是否更新自己的運動狀態，并更新仿真時間。

所述步驟A中初始化仿真區域的內容具體包括：設置特征粒子和一般粒子的個數、設置特征粒子運動路徑的子集合、設置電荷向量維數、設置特征粒子和一般粒子所帶的電荷向量、設置特征粒子和一般粒子的速度分布范圍及停滯時間分布范圍、設置仿真時間步長周期和常量及閾值變量。

所述特征粒子所帶的電荷向量具體為有一個分量為+1且其它分量都為0的有限維數向量；所述一般粒子所帶的電荷向量具體為有至少一個分量為負數且其它分量都為0的有限維數向量；所述特征粒子所帶的電荷向量與所述一般粒子所帶的電荷向量之間具有吸引力。

所述仿真區域為二維平面上的一個全連通區域。

所述特征粒子的運動規則具體為所述仿真區域中的隨機旅程模型；所述一般粒子的運動規則具體為所述仿真區域中的隨機路點模型、追逐運動和隨行運動。