CN101137176A - 移动通信仿真系统中确定用户分布的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，涉及模拟用户分布确定技术，为解决目前用户分布确定不准确而提出，为解决上述问题，采用的方案为：对用户进行分类，设定每类用户的平均话务量及在设定区域不同地物的分布权重，包括：A.根据每类用户数量及分布权重计算单位区域内每类用户的平均话务量；B.利用步骤A所计算的平均话务量，根据泊松分布算法确定每个单位区域的每类用户数。本发明可方便、准确对实际网络的用户分布进行建模，降低了计算复杂度。

Description

移动通信仿真系统中确定用户分布的方法

技术领域

本发明涉及移动通信仿真技术，尤其涉及一种移动通信仿真系统中确定用户分布的方法。

背景技术

通过无线网络仿真系统来模拟实际网络，是提高网络规划、优化质量和效率的有效手段。在无线网络仿真中，用户分布方法直接影响网络负载，对仿真的准确性有着重要的影响。

用户分布方法有两个重要的输出结果：用户分布图和某一瞬间话务分布快照。用户分布图必须能准确地反映实际网络中用户分布特点。某一瞬间的话务分布快照是根据用户分布图产生的，在统计特性上，每一幅快照的随机终端数必须满足泊松分布；在空间分布上，随机终端必须满足无偏性和随机性。由于无线网络仿真涉及到海量计算，需要生成数量众多的话务分布快照，因此，话务分布快照算法还必须满足低时间复杂度特性。

目前业界对用户分布状况进行了很多研究，但绝大部分都是集中在通讯设备的用户量的测试领域，其重点在于用户的时域分布。在无线网络仿真领域，目前主流解决方案都是采用话务矩阵的方式来生成随机终端，没有考虑到用户的消费行为特性和服务优先等级等关键属性，很难形象、准确地描述用户特性。

公开号为CN1816071A的中国专利申请公开了一种基于泊松分布话务方法的话务量测试方法和装置，其技术方案涉及泊松分布模拟终端的生成，但其侧重于话务的时域分布，适用于通讯设备的用户量的测试，不适合无线网络仿真和规划。

公开号为WO03094538A2的国际专利申请公开了题为“METHODS，APPARATUS，AND SYSTEMS FOR SIMULATION OF MIXED TRAFFTCINAWIRELESS NETWORK”的申请文件，其技术方案是采用传统的话务矩阵方式来生成随机终端，但并未给出如何描述具有不同话务量用户的分布特性，也没有给出如何快速生成满足泊松分布随机终端的算法。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，以使所确定的移动用户模拟分布情况贴近实际情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，对用户进行分类，设定每类用户的平均话务量及在设定区域不同地物的分布权重，该方法包括：

A、根据每类用户数量及分布权重计算单位区域内每类用户的平均话务量；

B、利用步骤A所计算的平均话务量，根据泊松分布算法确定每个单位区域的每类用户数。

其中，步骤B之后还包括：

在每个单位区域内为所确定用户选择随机分布点，输出设定区域的用户分布信息。

其中，步骤B之后还包括：

输出设定区域的用户排序队列。

其中，用户排序队列规则包括：

对于服务优先等级不同的终端，按照服务优先等级进行排序；对于具有相同服务优先等级的终端，随机排序。

其中，步骤B根据泊松分布算法确定每个单位区域的每类用户数，包括：

B1、判断单位区域内用户平均话务量是否小于泊松分布算法控制门限，若小于则按简化泊松分布算法确定单位区域内用户数，否则按泊松分布算法确定单位区域内用户数；

B2、按用户类型确定设定区域中每一单位区域内用户数。

其中，步骤B1中的简化泊松分布算法具体为：

P(K＝0)≈1-E或P(K＝1)≈E，其中，E为单位区域内每类用户的平均话务量；在区间[0，1]取随机数T，若T>E，则K＝0，否则K＝1。

其中，对用户进行分类，包括：

按用户的业务类型或消费特性对用户进行分类。

本发明按用户的业务类型进行分类，并考虑各类用户的话务量，对于仿真区域，根据该区域的地物进行用户分布的设定，例如对商业区、居民区以及其他区域区别对待，这样，用户的地理分布及其话务量更能接近实际。再对设定区域中的用户按泊松分布算法进行估算，由于泊松分布算法是基于概率的确定方法，是符合统计规律的，对于模拟较多的用户情况下是非常合适的，是符合实际用户分布状况的。本发明可确保用户话务分布快照中的随机终端在数量上满足泊松分布、在空间分布上满足随机性和无偏性，可方便、准确对实际网络的用户分布进行建模，且计算复杂度较低。

附图说明

图1为本发明移动通信仿真系统中确定用户分布的方法的流程图。

具体实施方式

本发明的核心思想是：通过对用户进行分类、并对设定仿真区域按地物不同设定用户的分布权重，生成话务分布图；根据话务分布图，按泊松分布算法对设定区域中的用户进行估算，输出话务分布快照。该方法可确保用户话务分布快照中的随机终端在数量上满足泊松分布、在空间分布上满足随机性和无偏性，可方便、准确对实际网络的用户分布进行建模，并降低了计算复杂度。以下结合附图对本发明进行详细描述。

图1为本发明移动通信仿真系统中确定用户分布的方法的流程图，如图1所示，本发明移动通信仿真系统中确定用户分布的方法包括以下步骤：

步骤101：对用户进行分类，设定每类用户的平均话务量及在设定区域不同地物的分布权重。

本步骤中，主要是考虑到不同类型的用户其需求和消费特特性是不同的，对用户分类的目的是尽可能地贴近实际用户的状况。用户分类的示例见表一：

用户类别	优先级	业务类型	平均每用户话务量
				A	1	语音(电路交换型)	0.01Erlang/用户
B	2	数据(分组交换型)	0.06Erlang/用户
				C	3	数据(分组交换型)	0.04Erlang/用户

表一

本领域技术人员应当理解，表一所示仅为本发明的一示例，可根据需要，对用户进行更细的分类，以准确描述用户的话务量以及在设定区域的分布情况。用户的优先级是指用户的服务优先等级。业务类型是根据用户所选择的业务来确定的，如电路交换型和分组交换型。用户的平均话务量是根据这些类别用户的消费类型统计得出的，Erlang(爱尔兰)是话务量的单位。

设定区域是指仿真时用户所选择的仿真区域，可在电子地图上设定。地物类型是指数字地图对地物类型的划分，本发明的地物类型包括商业区、住宅区以及商业区和住宅区之外的其他区域。设定用户在不同地物中的分布权重，很明显，商业区用户分布相对较多、住宅区次之、其他区域最少。关于不同地物的分布权重的示例见表二：

地物类别	A类用户权重	B类用户权重	C类用户权重
				商业区	0.4	0.5	0.6
住宅区	0.4	0.4	0.3
				其他区域	0.2	0.1	0.1

表二

本领域技术人员应当理解，设定区域的地物类别可根据实际情况设定，其类别可更细化，用户在不同地物的分布权重可根据实际情况而设定。

为方便对本发明技术方案的描述，假设A类型用尸为100000个，B类型用户为1000个，C类型用户为1500个。设定区域为10Km×10Km，每像素面积为50m×50m，这里的像素即为设定的单位区域，像素的面积大小根据具体情况而设定。设定区域内商业区有10000个像素，设定区域内商业区有10000个像素，其他区域有20000个像素，总的像素数量为40000个，即(10Km×10Km)/(50m×50m)。

步骤102：根据用户的数量及分布权重计算像素内每类用户的平均话务量。

对于A类型用户，根据A类型用户总数及其在不同地物的分布权重计算该类型用户商业区的密度，具体计算公式为：

根据上述计算公式可分别计算出A类型用户在住宅区和其他区域的用户密度。同样，可以计算对于B、C类型的用户在不同地物中的用户平均密度。

根据索计算的用户平均密度计算话务量，由表一可知，A类型用户的平均话务量为：0.01Erlang/用户，则商业区内每像素的平均话务量为0.01Erlang/用户×3.4个/像素＝0.034 Erlang/像素。

根据前述公式可计算出所有类型用户在不同地物中的像素平均话务量。

步骤103：利用步骤102中所计算的平均话务量，根据泊松分布算法确定每个像素的每类用户数。

本步骤为本发明的核心步骤，以下详细介绍之。

将步骤102中所计算的平均话务量与泊松分布算法控制门限进行比较，若平均话务量小于泊松分布算法控制门限，则按简化的泊松分布算法估算每个像素中的用户数，具体如下：

P(K＝0)≈1-E或P(K＝1)≈E，其中，K为用户数，P(K＝0)的式子表示K＝0的概率约为1-E，P(K＝1)的式子表示K＝1的概率约为E，E为像素内每类用户的平均话务量。

在区间[0，1]取随机数T，若T>E，则K＝0，否则K＝1。

若平均话务量大于等于泊松分布算法控制门限，则泊松分布算法估算每个像素中的用户数，即：

$P(K=n)=e^{-\mathrm{\λ}}\frac{{\mathrm{\λ}}^n}{n!},(n=\mathrm{0,1,2},...),$ 其中，K为用户数，该式计算结果表示K＝n的概率，该算式中，λ＝E，即像素内每类用户的平均话务量。本领域技术人员应当理解，根据泊松分布算法估算K值是公知技术，这里不再赘述。

按上述算法，可在设定区域中确定各用户类型在每一像素内的用户数。

需要说明的是，泊松分布算法控制门限是根据经验所设定的，泊松分布算法控制门限的设定不会影响到本发明计算方法的科学性。

步骤104：在每个像素内为所确定用户选择随机分布点，输出设定区域的用户分布信息。或者，输出设定区域的用户排序队列。

本步骤中，主要是根据用户的不同需求而输出不同的结果。对于每个像素中所确定的用户，随机分配一个位置点即确定了该用户的位置，将确定的所有用户分布情况输出，如在电子地图上输出，或输出不同编号的用户信息，该信息中携带有分布位置信息。输出用户随机排序队列，即对所确定的用户的进行排序，排序规则为：对于服务优先等级不同的终端，按照服务优先等级进行排序；对于具有相同服务优先等级的终端，随机排序。

本发明可确保用户话务分布快照中的随机终端在数量上满足泊松分布、在空间分布上满足随机性和无偏性，可方便、准确对实际网络的用户分布进行建模，且计算复杂度较低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，对用户进行分类，设定每类用户的平均话务量及在设定区域不同地物的分布权重，该方法包括：

A、根据每类用户数量及分布权重计算单位区域内每类用户的平均话务量；

B、利用步骤A所计算的平均话务量，根据泊松分布算法确定每个单位区域的每类用户数。

2.根据权利要求1所述的移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，步骤B之后还包括：

在每个单位区域内为所确定用户选择随机分布点，输出设定区域的用户分布信息。

3.根据权利要求1所述的移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，步骤B之后还包括：

输出设定区域的用户排序队列。

4.根据权利要求3所述的移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，用户排序队列规则包括：

对于服务优先等级不同的终端，按照服务优先等级进行排序；对于具有相同服务优先等级的终端，随机排序。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，步骤B根据泊松分布算法确定每个单位区域的每类用户数，包括：

B1、判断单位区域内用户平均话务量是否小于泊松分布算法控制门限，若小于则按简化泊松分布算法确定单位区域内用户数，否则按泊松分布算法确定单位区域内用户数；

B2、按用户类型确定设定区域中每一单位区域内用户数。

6.根据权利要求5所述的移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，步骤B1中的简化泊松分布算法具体为：

P(K＝0)≈1-E或P(K＝1)≈E，其中，E为单位区域内每类用户的平均话务量；在区间[0，1]取随机数T，若T＞E，则K＝0，否则K＝1。

7.根据权利要求5所述的移动通信仿真系统中确定用户分布的方法，其特征在于，对用户进行分类，包括：

按用户的业务类型或消费特性对用户进行分类。

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