专利名称：用于无线网络用户行为的建模方法
技术领域：
本发明涉及用户行为建模在蜂窝式移动通信系统网络规划中的应用，尤其是 涉及用于无线网络用户行为的建模方法。
背景技术：
随着移动通信技术的发展，类型丰富、高速率和高服务质量的无线数据业务 将成为未来移动通信应用的主流。但是，同一无线环境下的不同业务具有不同的 覆盖范围和服务质量，这使得如何准确地描述某个地区现在和将来某段时间内网 络用户行为以及业务分布特征成为建设一个精品无线网络的前提和必要条件。描 述某地区的用户行为，最重要的是去准确的描述该地区用户分布以及不同用户使 用不同业务的情况，但由于年龄、职业、经济状况甚至地区间的差异，不同类型
的用户在位置分布和业务使用上存在较大的差异；此外，当用户使用无线终端接 入网络开展某一业务时，不同业务对无线网络资源(即承载)的占用情况也是不一 样的。因此，准确地描述某一地区的用户分布和业务使用状况是本领域技术人员 一直沿研究的课题。
发明内容
本发明目的在于提供一种定义准确的用于无线网络用户行为的建模方法。 为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案
本发明所述用于无线网络用户行为的建模方法，它包括下述步骤-
第一步、定义各种移动用户、无线业务、无线接入终端以及无线承载模型； 第二步、选定需要定义网络需求的一个具体区域和已知条件，从采取多边形
模式、业务密度图模式和矢量模式中选定一种模式来生成一个用户分布图层；
第三步、重复第二步操作，根据需要选用适当的模式建立任意多个用户分布
图层；
第四步、设定各个用户图层的操作顺序和操作方式，将这些图层信息保存为 一个独立的文件，即业务使用方案；
第五步、根据第四步生成的业务使用方案生成用户分布密度图；该用户密度 图描述了需求定义区域内数字地图精度决定的每个栅格内的用户类型和对应的用 户数；用户密度图以文件形式保存，用户密度图中的用户类型仅为一个唯一标识 的ID,该ID对应业务使用方案中唯一一个用户定义；
第六步、根据第四步生成的业务使用方案、第五步生成的用户密度图，生成 该区域内的无线网络用户，这些用户即称之为虚拟用户，他们是对实际网络中的 激活的需要接入网络开展业务的用户的模拟，他们持有某种类型的无线接入终端， 正在开展一种或几种无线业务，根据终端的类型接入支持该终端的无线网络。
所述第一步中，对定义的各种用户建模时，用户必须包括该用户类型在不同 地物下的分布权值、移动速度、以及该类型用户使用的终端和业务的权值信息；
无线业务模型要针对电路交换(CS)业务和分组交换(PS)业务分别建模。 CS业务模型必须包括上行激活因子、下行激活因子、以及该业务所要使用的上行 和下行无线承载。PS业务模型细分为会话类、流类、交互类、后台类和自定义类， 必须包括平均分组大小、每次会话的平均分组呼叫次数、呼叫间的平均阅读时间、 每次呼叫的平均分组个数、分组到达时间间隔、误块率、以及该业务所要使用的 上行和下行无线承载。
对无线接入终端的建模必须包括网络类型(CDMA2000/WCDMA ATD-SCDMA/GSM等)、最大发射功率、最小发射功率、天线增益、噪声系数等。
对无线接入承载建模必须包括网络类型(CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA /GSM等)、数据速率、开销因子、软切换增益、链路方向(上行或下行)等。
所述第二步中的多边形模式
用户选定需求定义区域内的任一多边形区域，在该多边形所包含的范围内设 置用户数量和用户类型及权值，采用该方式定义用户分布图层； 业务密度图模式
包括两种，即话务密度图和吞吐量密度图，分别适用于CS业务和PS业务， 可以通过从现有商用无线网络导入得到这两种密度图；业务密度图模式也可以通 过在数字地图上选定一多边形，有效范围为选定多边形和业务密度图合法范围的 交集；在该模式下，根据各用户类型中的CS或PS业务类型权值和各业务的业务 量来计算每个栅格内的用户数，即该模式下用户类型中的各用户在不同地物下的
分布权值是无效的；用户可以重新设定用户数，将设定的用户数根据业务密度图 中的分布按比例分配到合法区域中去； 矢量模式-
对于数字地图上的线状区域，包括道路、河流、铁路，可以使用该模式来设 定这些区域的用户分布；在数字地图上选出这些实体后并设定这些实体的宽度、 用户类型和用户数，将用户分配到对应线状实体的区域上去。
本发明优点主要表现为
1、 具有极大的灵活性，可以适用于各种已知条件和各种定义的需要；
2、 具有极高的准确性，可以根据需要对每一个特殊地区的选用具体的模式 来生成独立的分布图层，并可单独设定每一图层的操作顺序和操作方式；
3、 具有广泛的应用前景，利用本发明生成的虚拟用户，不仅可以用来考察 网络规划方案，还可应用于已有网络的优化和评测中；此外，本方法在于无线网 络的理论研究以及网络仿真方面也具有极高的应用价值和广泛的应用前景。
总之，本发明以丰富的功能和极大的灵活性实现了对无线网络用户分布和业 务需求的准确定义，是一种科学、高效、灵活的网络需求定义方法。
图1是本发明需要建模的对象和它们之间的相互关系结构示意图。
图2是本发明所述业务使用方案的结构图，它表示了三种模式和各个用户分 布图层以及用户之间的关系。
图3是根据业务使用方案生成用户分布密度图，该图是使用本发明生成的北 京地区用户分布密度图。
图4、 5、 6分别是多边形模式、业务密度图模式、矢量模式对应的算法流程图。
图7、 8分别是本发明规定的业务密度图文件格式属性列表及其结构图。 图9是用户密度图的生成算法流程图。 图10是虚拟用户的生成算法流程图。
具体实施例方式
本发明所述的用于无线网络用户行为的建模方法，现以北京地区WCDMA网络
用户和业务需求定义，生成北京市区的用户分布图，要求以5见有GSM网络生成的 话务密度图和吞吐量密度图为依据，并且要求特别设定国贸和北京邮电大学的用 户数，分别为1500和1800人；此外，还要求重新设定长安街和三环上的用户种 类及用户数。如图所示，具体操作步骤如下
第一步、定义各种无线业务包括话音、WAP，流媒体以及醒S等，定义WCDMA 承载并将适当的承载与各业务绑定；
第二步、定义高端用户、普通用户、低端用户、白领用户、学生用户以及驾 驶状态用户并分别设定这些用户使用的终端和业务以及对应的权值；
第三步、选用业务密度图模式，根据话务密度图和吞吐量密度图分别定义两 个图层分别为Traff icLayerl和ThrouputLayer2，采用默认的算法提供的对应密 度图的用户数，分别设定在这两个图层上各种类型用户的类型和权值；
第四步、选用多边形模式对国贸和北京邮电大学分别定义两个用户分布图层 GuoMao3和BeiYou4，并设定各图层的用户总数，用户类型以及权值；
第五步、选用矢量模式定义长安街和三环上的用户分布图层，分别为 ChangAnJie5和SanHuan6，并设定各图层的用户总数，用户类型以及权值；
第六步、调整各图层的操作顺序和方式如下TraffcLayerl(叠加)_ ThrouputLayer2(叠加)一GuoMao3(替换)一BeiYou4(替换)一ChangAnJie5(替换) —SanHuan6 (替换)5
第七步、综合以上步骤生成业务使用方案"北京市区业务方案"并得到对应 的文件；
第八步、根据图9所示算法生成用户密度第九步、根据图10算法即可生成该区域内的虚拟用户。
权利要求
1、一种用于无线网络用户行为的建模方法，其特征在于它包括下述步骤第一步、定义各种移动用户、无线业务、无线接入终端、以及无线承载模型；第二步、选定需要定义网络需求的一个具体区域和已知条件，从多边形模式、业务密度图模式和矢量模式中选定一种模式来生成一个用户分布图层；第三步、重复第二步操作，根据需要选用适当的模式建立任意多个用户分布图层；第四步、设定各个用户图层的操作顺序和操作方式，将这些图层信息保存为一个独立的文件，即业务使用方案；第五步、根据第四步生成的业务使用方案生成用户分布密度图；该用户密度图描述了需求定义区域内数字地图精度决定的每个栅格内的用户类型和对应的用户数；用户密度图以文件形式保存，用户密度图中的用户类型仅为一个唯一标识的ID，该ID对应业务使用方案中唯一一个用户定义；第六步、根据第四步生成的业务使用方案、第五步生成的用户密度图，生成该区域内的无线网络用户，这些用户即称之为虚拟用户，他们是对实际网络中的激活的需要接入网络开展业务的用户的模拟，他们持有某种类型的无线接入终端，正在开展一种或几种无线业务，根据终端的类型接入支持该终端的无线网络。
2、 根据权利要求1所述的用于无线网络用户行为的建模方法，其特征在于: 所述第一步中，对移动用户进行建模时，用户模型包含地理属性、终端属性和业 务属性。地理属性是指该类用户在不同地物类型下的地理分布权值和移动速度； 终端属性是指该类用户所使用的终端类型；业务属性是指该类用户所使用的业务 类型及各业务间的比例关系；对无线业务进行建模时，要针对电路交换CS业务和分组交换PS业务分别建 模。CS业务模型包含的关键参数有上行激活因子、下行激活因子、以及该业务 所要使用的上行和下行无线承载；PS业务模型细分为会话类、流类、交互类、后 台类和自定义类，其关键参数有平均分组大小、每次会话的平均分组呼叫次数、 呼叫间的平均阅读时间、每次呼叫的平均分组个数、分组到达时间间隔、误块率、 以及该业务所要使用的上行和下行无线承载； 对无线接入终端进行建模时，无线接入终端模型包含的关键参数有网络类型即CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA/GSM、最大发射功率、最小发射功率、 天线增益、噪声系数等；对无线接入承载建模时，无线接入承载模型包含的关键参数有网络类型即 CDMA2000/WCDMA/TD-SCDMA/GSM、数据速率、开销因子、软切换增益、链 路方向即上行或下行。
3、根据权利要求l所述的用于无线网络用户行为的建模方法，其特征在于第二步中所述的多边形模式用户选定需求定义区域内的任一多边形区域，在该多边形所包含的范围内设置用户数量和用户类型及所占比例权值，采用该方式定义用户分布图层； 业务密度图模式包括两种，即话务密度图和吞吐量密度图，分别适用于CS业务和PS业务， 可以通过从现有商用无线网络导入得到这两种密度图；业务密度图模式也可以通 过在数字地图上选定一多边形，有效范围为选定多边形和业务密度图合法范围的 交集；在该模式下，根据各用户类型中的CS或PS业务类型权值和各业务的业务 量来计算每个栅格内的用户数，即该模式下用户类型中的各用户在不同地物下的 分布权值是无效的；用户可以重新设定用户数，将设定的用户数根据业务密度图 中的分布按比例分配到合法区域中去；矢量模式对于数字地图上的线状区域，包括道路、河流、铁路，可以使用该模式来设 定这些区域的用户分布；在数字地图上选出这些实体后并设定这些实体的宽度、 用户类型和用户数，将用户分配到对应线状实体的区域上去。
全文摘要
本发明公开了一种用于无线网络用户行为的建模方法，包括下述步骤1.定义各种移动用户、无线业务、无线接入终端以及无线承载模型；2.选定需要定义网络需求的一个具体区域和已知条件，来生成一个用户分布图层；3.重复第二步操作，根据需要选用适当的模式建立任意多个用户分布图层；4.设定各个用户图层的操作顺序和操作方式；5.根据第四步生成的业务使用方案生成用户分布密度图；6.根据第四步生成的业务使用方案、第五步生成的用户密度图，生成该区域内的无线网络用户。本发明优点为以丰富的功能和极大的灵活性实现了对无线网络用户分布和业务需求的准确定义，是一种科学、高效、灵活的网络需求定义方法。
文档编号H04W16/22GK101115272SQ20071005497
公开日2008年1月30日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日
发明者唐才林, 张健明, 杨剑键, 杨大成, 陈国利, 韦再雪, 马红兵, 黄三荣 申请人:中讯邮电咨询设计院