專利名稱：一種用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的 方法。
背景技術(shù)：
為了完整分析和仿真一個(gè)新的移動(dòng)通信系統(tǒng)及相應(yīng)的協(xié)議信令系統(tǒng)，建立移動(dòng)臺(tái) 運(yùn)動(dòng)模型來精確的描述系統(tǒng)真實(shí)運(yùn)行環(huán)境下移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特征是必不可少的。 一個(gè)有 價(jià)值的新的系統(tǒng)、方案或設(shè)計(jì)，即使有一個(gè)微小的改進(jìn)，也都必須經(jīng)過理論分析和接 近真實(shí)的仿真雙重驗(yàn)證，只有在這種前提下，才可以確認(rèn)全新設(shè)計(jì)的移動(dòng)通信系統(tǒng)及 協(xié)議信令系統(tǒng)的可行性和可信性，因此運(yùn)動(dòng)模型的建立顯得極其重要。目前移動(dòng)通信系統(tǒng)中研究移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)的方法主要包括兩類真實(shí)軌跡重現(xiàn)和抽象 運(yùn)動(dòng)模型定義。所謂真實(shí)軌跡重現(xiàn)方法，即通過一定的途徑，觀測獲取真實(shí)環(huán)境中移 動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)其進(jìn)行時(shí)間信息、位置信息和速度信息等運(yùn)動(dòng)特征復(fù)原再現(xiàn)，從 而對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行分析，此種方法的優(yōu)勢在于它可以最真實(shí)的反映移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng) 特征。所謂抽象運(yùn)動(dòng)模型定義方法同樣是對(duì)移動(dòng)臺(tái)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行觀測，它可以 實(shí)現(xiàn)許多真實(shí)軌跡重現(xiàn)方法所不能實(shí)現(xiàn)的功能，與真實(shí)軌跡重現(xiàn)方法不同的是，抽象 運(yùn)動(dòng)模型定義方法并非是對(duì)觀測到的數(shù)據(jù)進(jìn)行原封不動(dòng)的重現(xiàn)，而是通過提取出的時(shí) 間信息、位置信息和速度信息等運(yùn)動(dòng)特征信息，使用數(shù)學(xué)表達(dá)式描述移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過 程，人工定義移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)進(jìn)行分析和仿真。目前，在對(duì)移動(dòng) 通信系統(tǒng)分析中經(jīng)常使用的抽象運(yùn)動(dòng)模型主要包括兩類個(gè)體運(yùn)動(dòng)模型和群體運(yùn)動(dòng)模 型。個(gè)體運(yùn)動(dòng)模型主要用于對(duì)個(gè)體移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)特征的描述，它主要包括隨機(jī)路點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 模型、隨機(jī)游走運(yùn)動(dòng)模型、高斯一馬爾可夫運(yùn)動(dòng)模型和城市街區(qū)運(yùn)動(dòng)模型等等。群體 運(yùn)動(dòng)模型主要用于對(duì)一群或大量移動(dòng)臺(tái)共同的運(yùn)動(dòng)特征的描述，它主要包括指數(shù)相關(guān) 運(yùn)動(dòng)模型、參考點(diǎn)組運(yùn)動(dòng)模型、縱隊(duì)模型和追逐模型等等。抽象運(yùn)動(dòng)模型定義方法為 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的研究做出了相當(dāng)大的貢獻(xiàn)，大量有關(guān)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的新方案和新算法 都是基于運(yùn)動(dòng)模型來進(jìn)行仿真驗(yàn)證或理論分析的，另外由于運(yùn)動(dòng)模型大都是根據(jù)實(shí)際 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡歸納而得出的，因此運(yùn)動(dòng)模型能夠很好地描述出個(gè)體運(yùn)動(dòng)的特征和群體運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在特征。但是，真實(shí)軌跡重現(xiàn)方法和抽象運(yùn)動(dòng)模型定義方法都存在不足之處首先真實(shí)軌 跡重現(xiàn)方法在具體實(shí)施上比較困難，真實(shí)軌跡重現(xiàn)方法需要大量的時(shí)間進(jìn)行觀測采樣， 還需要對(duì)采樣得到的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即使獲得了某些移動(dòng)臺(tái)的真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡，也 很難保證這些采樣得到的數(shù)據(jù)具備一般性，畢竟不可能重現(xiàn)所有移動(dòng)臺(tái)在任何時(shí)間的 真實(shí)運(yùn)動(dòng)軌跡；其次，雖然抽象運(yùn)動(dòng)模型定義方法可以描述出移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)特征，且 描述出的運(yùn)動(dòng)特征具有一般性，適用范圍廣泛，運(yùn)用靈活，但是由于抽象運(yùn)動(dòng)模型定 義方法都是孤立的討論個(gè)體運(yùn)動(dòng)和群體運(yùn)動(dòng)，而更真實(shí)的運(yùn)動(dòng)模型需要研究個(gè)體運(yùn)動(dòng) 在什么情況下會(huì)表現(xiàn)出合群特性，即個(gè)體運(yùn)動(dòng)和群體運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系，這就要求運(yùn)動(dòng)模型 能夠表現(xiàn)出足夠的普遍意義和統(tǒng)計(jì)特性，而不是簡單的個(gè)案模型，前述抽象運(yùn)動(dòng)模型 對(duì)于這些方面的研究則表現(xiàn)的有所不足。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有移動(dòng)終端運(yùn)動(dòng)仿真模型對(duì)移動(dòng)用戶的合群特性描述不夠真實(shí)及過于 機(jī)械的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，所述方法包 括步驟A:初始化仿真區(qū)域，設(shè)置特征粒子和一般粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，并開始仿真過程；歩驟B:所述特征粒子根據(jù)自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，計(jì)算出一個(gè)仿真時(shí)間歩長周期后的 新位置；步驟C:所述一般粒子根據(jù)自己當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，計(jì)算出一 個(gè)仿真時(shí)間步長周期后的新位置；歩驟D:所述特征粒子和一般粒子分別移動(dòng)到新位置后，所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并更新仿真時(shí)間。所述歩驟A中初始化仿真區(qū)域的內(nèi)容具體包括:設(shè)置特征粒子和一般粒子的個(gè)數(shù)、 設(shè)置特征粒子運(yùn)動(dòng)路徑的子集合、設(shè)置電荷向量維數(shù)、設(shè)置特征粒子和一般粒子所帶 的電荷向量、設(shè)置特征粒子和一般粒子的速度分布范圍及停滯時(shí)間分布范圍、設(shè)置仿 真時(shí)間歩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(gè)分量為+1且其它分量都為0的有限維 數(shù)向量；所述一般粒子所帶的電荷向量具體為有至少一個(gè)分量為負(fù)數(shù)且其它分量都為 0的有限維數(shù)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(qū)域?yàn)槎S平面上的一個(gè)全連通區(qū)域。所述特征粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則具體為所述仿真區(qū)域中的隨機(jī)旅程模型；所述一般粒子 的運(yùn)動(dòng)規(guī)則具體為所述仿真區(qū)域中的隨機(jī)路點(diǎn)模型、追逐運(yùn)動(dòng)和隨行運(yùn)動(dòng)。所述隨機(jī)旅程模型的內(nèi)容具體為所述特征粒子在其自身的運(yùn)動(dòng)路徑集合中選取 一條運(yùn)動(dòng)路徑，勻速行完所述運(yùn)動(dòng)路徑后停滯，并在停滯時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)置的停滯時(shí) 間后，重新在其自身的運(yùn)動(dòng)路徑集合中選取一條新的運(yùn)動(dòng)路徑運(yùn)動(dòng)，直到行完其自身 的運(yùn)動(dòng)路徑集合中的所有運(yùn)動(dòng)路徑。所述隨機(jī)路點(diǎn)模型的內(nèi)容具體為所述一般粒子選取一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，勻速運(yùn)動(dòng)到 所述運(yùn)動(dòng)目標(biāo)后停滯，并在停滯時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)置的停滯時(shí)間后，重新選擇新的運(yùn)動(dòng) 目標(biāo)并向其運(yùn)動(dòng)。所述隨行運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容具體為所述一般粒子新位置的位移等于其隨行的特征粒子 最近一次更新位置的位移加上一個(gè)隨機(jī)擾動(dòng)向量。所述步驟D中所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟具體為所述一般粒子判斷自己轉(zhuǎn)入游離狀態(tài)時(shí)間是否 超過預(yù)先設(shè)置的閾值，如果是，則所述一般粒子計(jì)算自己和所有特征粒子的吸引力， 如果存在一個(gè)特征粒子的吸引力大于預(yù)先設(shè)置的閾值，且滿足v^2&sin"，則所述 一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由游離狀態(tài)轉(zhuǎn)換為追逐狀態(tài)，且以速率^- tan々沿與其吸引力 最大的追逐目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)的垂直方向，向追逐目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)，其中V0為所述 一般粒子追逐目標(biāo)特征粒子的速率，/ 為所述一般粒子和追逐目標(biāo)特征粒子連線與追 逐目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)方向的夾角；否則，所述一般粒子仍然保持游離狀態(tài)。所述歩驟D中所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟具體為所述一般粒子判斷自己和追逐目標(biāo)特征粒子間 的距離是否小于等于預(yù)先設(shè)置的閾值，如果是，則所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由追逐狀 態(tài)轉(zhuǎn)換為隨行狀態(tài)；否則所述一般粒子判斷自己進(jìn)入追逐狀態(tài)的時(shí)間是否大于預(yù)先設(shè) 置的追逐超時(shí)時(shí)間，如果是，則所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由追逐狀態(tài)轉(zhuǎn)換為游離狀態(tài)， 否則所述一般粒子仍然保持追逐狀態(tài)。所述步驟D中所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟具體為所述一般粒子生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果所述隨機(jī) 數(shù)小于等于/w，其中i為所述一般粒子當(dāng)前隨行特征粒子行完的路徑數(shù)，iV為其隨行 的特征粒子的路徑集合中的路徑個(gè)數(shù)，則所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由隨行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為游離狀態(tài)；否則，所述一般粒子仍然保持隨行狀態(tài)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是本發(fā)明通過用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng) 過程，具有實(shí)現(xiàn)簡單、配置靈活、真實(shí)性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，而且還可以表現(xiàn)出移動(dòng)個(gè) 體運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)特性、個(gè)性化活動(dòng)區(qū)域特性和移動(dòng)的合群傾向特性。


圖l是本發(fā)明實(shí)施例提供的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一般粒子隨行特征粒子運(yùn)動(dòng)的示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一般粒子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一般粒子追逐粒子的示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的6x6仿真場景示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施例采用粒子的運(yùn)動(dòng)過程來仿真移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過程，其所采用的粒子是 帶有電荷向量的特征粒子和一般粒子，所謂電荷向量是由多種電荷構(gòu)成的向量。特征粒子所帶有的電荷向量是有一個(gè)分量為+1且其它分量都為0的有限維數(shù)向量，用于描 述一種用戶群體共同的習(xí)慣運(yùn)動(dòng)軌跡，即代表一種合群特性； 一般粒子對(duì)應(yīng)于仿真中 的一個(gè)移動(dòng)臺(tái)(移動(dòng)節(jié)點(diǎn))，其所帶有的電荷向量是有至少一個(gè)分量為負(fù)數(shù)且其它分量 都為0的有限維數(shù)向量，用于描述一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。特征粒子所帶的電荷向 量與一般粒子所帶的電荷向量之間具有吸引力。特征粒子按照隨機(jī)旅程模型運(yùn)動(dòng)，與 特征粒子具有相同電荷向量的一般粒子將被吸引，從而隨特征粒子一起運(yùn)動(dòng)。參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，具 體包括以下步驟歩驟101:選擇二維平面上的一個(gè)全連通區(qū)域作為仿真區(qū)域，并對(duì)該仿真區(qū)域進(jìn) 行初始化；對(duì)仿真區(qū)域進(jìn)行初始化的內(nèi)容具體包括在仿真區(qū)域內(nèi)設(shè)置特征粒子和一般粒子 的個(gè)數(shù)、設(shè)置特征粒子運(yùn)動(dòng)路徑的子集合《、設(shè)置電荷向量維數(shù)w、設(shè)置特征粒子和 一般粒子所帶的電荷向量、設(shè)置特征粒子的速度分布范圍[F目,J^J及停滯時(shí)間分布范圍[7;咖,7;咖]、設(shè)置一般粒子的速度分布范圍K^,、J及停滯時(shí)間分布范圍1/pmm,^nax]、設(shè)置仿真時(shí)間步長周期為r秒和常量及閾值變量；其中，電荷向量維數(shù)" 等于仿真場景中特征群類別的個(gè)數(shù)，且特征粒子和一般粒子所帶有的電荷向量的維數(shù) 相等，第^個(gè)特征粒子所帶有的電荷向量可以表示為^:(U 1 U)、常量及閾值變量具體包括A a dc/77 71 F 步驟102:設(shè)置特征粒子的初始位置及運(yùn)動(dòng)規(guī)則，設(shè)置-般粒子的初始位置、運(yùn) 動(dòng)規(guī)則和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)； ■特征粒子的初始位置隨機(jī)分布于其各自運(yùn)動(dòng)路徑子集合《中一條路徑的起點(diǎn)，一 般粒子的初始位置均勻的分布于仿真區(qū)域中；特征粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則服從仿真區(qū)域中的隨機(jī)旅程模型(Random Trip Model, RTM)，特征粒子每次在其運(yùn)動(dòng)路徑子集合S中選取一條運(yùn)動(dòng)路徑，以速率r勻速行 完全程，并停滯7;。^秒后，重新從其運(yùn)動(dòng)路徑集合7i中選取一條新的運(yùn)動(dòng)路徑運(yùn)動(dòng)， 直到行完運(yùn)動(dòng)路徑集合^中的所有運(yùn)動(dòng)路徑;特征粒子的運(yùn)動(dòng)速率r服從[^,n,^J內(nèi)的均勻分布，其中^ >0;特征粒子的停滯時(shí)間7;。股服從[7;^,7;,;]內(nèi)的均勻分布， 其中；隨》o;一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)具體包括a) 游離狀態(tài)此狀態(tài)下一般粒子各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)規(guī)則服從仿真區(qū)域中的隨機(jī) 路點(diǎn)模型(Random Waypoint， RWP)，游離狀態(tài)的一般粒子每次選取一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)， 以速率v勻速運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)后，停滯、。自秒，再重新選擇一個(gè)新的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)；游離狀態(tài) 的一般粒子的速率v服從[v皿,、」內(nèi)的均勻分布，其中v^〉0;游離狀態(tài)的一般粒子 的停滯時(shí)間^J艮從[f—,~_]內(nèi)的均勻分布，其中^ ";b) 追逐狀態(tài)此狀態(tài)下一般粒子被某個(gè)特征粒子吸引，并向該特征粒子運(yùn)動(dòng)，運(yùn) 動(dòng)規(guī)則服從追蹤運(yùn)動(dòng)規(guī)則；C)隨行狀態(tài)此狀態(tài)下一般粒子附著于特征粒子，隨特征粒子一起運(yùn)動(dòng)；隨行狀 態(tài)的一般粒子每次更新位置的位移等于其所隨行的特征粒子最近一次更新位置的位移加上一個(gè)隨機(jī)擾動(dòng)向量^;，(的大小服從
內(nèi)的均勻分布，(的方向服從
內(nèi)的均勻分布，如果r滿足^/p其中/為一般粒子當(dāng)前隨行特 征粒子行完的路徑數(shù)，N為所吸引的特征粒子的路徑集合中的路徑個(gè)數(shù)，那么一般粒 子脫離隨行的特征粒子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由隨行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為游離狀態(tài)；否則， 一般粒子繼 續(xù)保持隨行狀態(tài)；一般粒子移動(dòng)到新位置后，仿真時(shí)間由,更新為r+r， g^ — ^+r;仿真時(shí)間可以 通過公式/二^+"r，其中r。為仿真開始時(shí)刻的初始值，"為自然數(shù)，本實(shí)施例中f。為 o，艮卩/二"r;步驟107:重復(fù)執(zhí)行步驟104至步驟106，直到仿真過程結(jié)束。為了更加清楚地描述本實(shí)施例提供的技術(shù)方案，下面通過一個(gè)具體的例子來加以說明如圖5所示，假設(shè)選擇二維平面上的一個(gè)6x6的全連通區(qū)域作為仿真區(qū)域，該 區(qū)域內(nèi)包括橫縱各7條運(yùn)動(dòng)路徑，共有6個(gè)特征粒子和IOO個(gè)一般粒子，特征粒子和 一般粒子所帶電荷向量的維數(shù)都為3，特征粒子運(yùn)動(dòng)路徑的子集合為各自活動(dòng)目標(biāo)之 間的最短路徑集合；6個(gè)特征粒子所帶的電荷向量分別為(1，0,0)， (1,0,0)， (0,1,0)，(o,i,o)， (o,o,i)， (o,o,i); ioo個(gè)一般粒子所帶的電荷向量為(仏,A,仏;)，其中《，^,93均在[-l,O]間隨機(jī)選取；6個(gè)特征粒子的初始位置為活動(dòng)目標(biāo)中的一個(gè)；IOO個(gè)一般粒 子的初始位置隨機(jī)置于6x6的仿真區(qū)域中；設(shè)置特征粒子和一般粒子運(yùn)動(dòng)速率范圍；設(shè)置常量、仿真開始時(shí)刻^ = 0、仿真步長周期r和仿真結(jié)束條件(結(jié)束時(shí)間r一.、，)，開始仿真過程i.所有一般粒子判斷自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，計(jì)算r秒后自己的速率和位移若為游離狀態(tài)，則按隨機(jī)路點(diǎn)模型計(jì)算；若為追逐狀態(tài)，追逐速率^二v。tan"，方向?yàn)檠刈分?目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)的垂直方向，其中^為追逐目標(biāo)特征粒子的速率，/ 為一般粒子和追逐目標(biāo)特征粒子連線與追逐目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)方向的夾角，位移等于^r;若為隨行狀態(tài)， 一般粒子的位移等于g+^;，其中5為其所隨行的特征粒子前一周期的位移，^;為隨機(jī)擾動(dòng)向量，^;的大小服從
間的均勻分布；2. 所有特征粒子在其運(yùn)動(dòng)路徑上運(yùn)動(dòng)，每到達(dá)一個(gè)活動(dòng)目標(biāo)后，停滯一段時(shí)間， 然后選擇一個(gè)新的活動(dòng)目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)速度，沿最短路徑，向目標(biāo)運(yùn)動(dòng)；3. 所有一般粒子每次完成位置更新后，判斷自己是否更新運(yùn)動(dòng)狀態(tài)游離狀態(tài)的 一般粒子，如果轉(zhuǎn)入游離狀態(tài)的時(shí)間超過7^^，則計(jì)算自己和所有特征粒子的吸引力，如果存在一個(gè)特征粒子的吸引力大于設(shè)定閾值F》，且滿足v,2&sin/ ，則該一般 粒子轉(zhuǎn)換為追逐狀態(tài)，且追逐目標(biāo)為滿足條件的與其吸引力最大的特征粒子；追逐狀態(tài)的一般粒子，判斷自己和追逐目標(biāo)特征粒子間的距離，如果距離小于設(shè)定閾值《&，則該一般粒子轉(zhuǎn)換為隨行狀態(tài)，如果超過r^仍未進(jìn)入隨行狀態(tài)，則該一般粒子轉(zhuǎn)換為游離狀態(tài)；隨行狀態(tài)的一般粒子，隨特征粒子到達(dá)活動(dòng)目標(biāo)后，隨機(jī)生成一個(gè)
的 隨機(jī)數(shù)r，如果r滿足r^/w，其中，/為一般粒子當(dāng)前隨特征粒子行完的路徑數(shù)，7V為 所吸引的特征粒子的路徑集合中的路徑個(gè)數(shù)，則一般粒子轉(zhuǎn)為游離狀態(tài)；4. 所有粒子完成速率、位置和狀態(tài)更新后，更新仿真時(shí)間為^ + r，重復(fù)執(zhí)行上述過程，直到仿真過程結(jié)束。本發(fā)明實(shí)施例可以利用軟件實(shí)現(xiàn)，例如利用C語言、匯編語言實(shí)現(xiàn)，相應(yīng)的軟件 可以存儲(chǔ)在可讀取的存儲(chǔ)介質(zhì)中，例如計(jì)算機(jī)的硬盤、內(nèi)存中。本發(fā)明實(shí)施例通過用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過程，具有實(shí)現(xiàn)簡單、配置靈活、 真實(shí)性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，而且還可以表現(xiàn)出移動(dòng)個(gè)體運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)特性、個(gè)性化活動(dòng)區(qū) 域特性和移動(dòng)的合群傾向特性。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所述方法包括步驟A初始化仿真區(qū)域，設(shè)置特征粒子和一般粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，并開始仿真過程；步驟B所述特征粒子根據(jù)自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，計(jì)算出一個(gè)仿真時(shí)間步長周期后的新位置；步驟C所述一般粒子根據(jù)自己當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，計(jì)算出一個(gè)仿真時(shí)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(dòng)到新位置后，所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并更新仿真時(shí)間。
2. 如權(quán)利要求1所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述步驟A中初始化仿真區(qū)域的內(nèi)容具體包括設(shè)置特征粒子和一般粒子的個(gè)數(shù)、設(shè)置 特征粒子運(yùn)動(dòng)路徑的子集合、設(shè)置電荷向量維數(shù)、設(shè)置特征粒子和一般粒子所帶的電 荷向量、設(shè)置特征粒子和一般粒子的速度分布范圍及停滯時(shí)間分布范圍、設(shè)置仿真時(shí) 間步長周期和常量及閾值變量。
3. 如權(quán)利要求2所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述特征粒子所帶的電荷向量具體為有一個(gè)分量為+1且其它分量都為0的有限維數(shù)向 量；所述一般粒子所帶的電荷向量具體為有至少一個(gè)分量為負(fù)數(shù)且其它分量都為0的 有限維數(shù)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。
4. 如權(quán)利要求1所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述仿真區(qū)域?yàn)槎S平面上的一個(gè)全連通區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求1所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述特征粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則具體為所述仿真區(qū)域中的隨機(jī)旅程模型；所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則具體為所述仿真區(qū)域中的隨機(jī)路點(diǎn)模型、追逐運(yùn)動(dòng)和隨行運(yùn)動(dòng)。
6. 如權(quán)利要求5所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述隨機(jī)旅程模型的內(nèi)容具體為所述特征粒子在其自身的運(yùn)動(dòng)路徑集合中選取一條運(yùn)動(dòng)路徑，勻速行完所述運(yùn)動(dòng)路徑后停滯，并在停滯時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)置的停滯時(shí)間后， 重新在其自身的運(yùn)動(dòng)路徑集合中選取一條新的運(yùn)動(dòng)路徑運(yùn)動(dòng)，直到行完其自身的運(yùn)動(dòng) 路徑集合中的所有運(yùn)動(dòng)路徑。
7. 如權(quán)利要求5所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述隨機(jī)路點(diǎn)模型的內(nèi)容具體為所述一般粒子選取一個(gè)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，勻速運(yùn)動(dòng)到所述運(yùn) 動(dòng)目標(biāo)后停滯，并在停滯時(shí)間達(dá)到預(yù)先設(shè)置的停滯時(shí)間后，重新選擇新的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)并 向其運(yùn)動(dòng)。
8. 如權(quán)利要求5所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所述隨行運(yùn)動(dòng)的內(nèi)容具體為所述一般粒子新位置的位移等于其隨行的特征粒子最近一 次更新位置的位移加上一個(gè)隨機(jī)擾動(dòng)向量。
9. 如權(quán)利要求1所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于，所 述步驟D中所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟具體為所述一般粒子判斷自己轉(zhuǎn)入游離狀態(tài)時(shí)間是否超過預(yù) 先設(shè)置的閾值，如果是，則所述一般粒子計(jì)算自己和所有特征粒子的吸引力，如果存 在一個(gè)特征粒子的吸引力大于預(yù)先設(shè)置的閾值，且滿足、^2v。sin/ ，則所述一般粒 子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由游離狀態(tài)轉(zhuǎn)換為追逐狀態(tài)，且以速率Vp :vgtan"沿與其吸引力最大的 追逐目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)的垂直方向，向追逐目標(biāo)特征粒子運(yùn)動(dòng)，其中^為所述一般粒 子追逐目標(biāo)特征粒子的速率，々為所述一般粒子和追逐目標(biāo)特征粒子連線與追逐目標(biāo) 特征粒子運(yùn)動(dòng)方向的夾角；否則，所述一般粒子仍然保持游離狀態(tài)。
10. 如權(quán)利要求1所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于， 所述步驟D中所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟具體為所述一般粒子判斷自己和追逐目標(biāo)特征粒子間的距離是否小于等于預(yù)先設(shè)置的閾值，如果是，則所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由追逐狀態(tài)轉(zhuǎn)換為隨行狀態(tài)；否則所述一般粒子判斷自己進(jìn)入追逐狀態(tài)的時(shí)間是否大于預(yù)先設(shè)置的 追逐超時(shí)時(shí)間，如果是，則所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由追逐狀態(tài)轉(zhuǎn)換為游離狀態(tài)，否 則所述一般粒子仍然保持追逐狀態(tài)。
11. 如權(quán)利要求1所述的用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，其特征在于， 所述步驟D中所述一般粒子根據(jù)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)的步驟具體為所述一般粒子生成一個(gè)隨機(jī)數(shù)，如果所述隨機(jī)數(shù)小 于等于《，其中/為所述一般粒子當(dāng)前隨行特征粒子行完的路徑數(shù)，7V為其隨行的特 征粒子的路徑集合中的路徑個(gè)數(shù)，則所述一般粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由隨行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為游離 狀態(tài)；否則，所述一般粒子仍然保持隨行狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)過程的方法，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括初始化仿真區(qū)域，設(shè)置特征粒子和一般粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，并開始仿真過程；特征粒子根據(jù)自己的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，計(jì)算出一個(gè)仿真時(shí)間步長周期后的新位置；一般粒子根據(jù)自己當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)則，計(jì)算出一個(gè)仿真時(shí)間步長周期后的新位置；特征粒子和一般粒子分別移動(dòng)到新位置后，一般粒子根據(jù)自己的新位置和特征粒子的新位置判斷出是否更新自己的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并更新仿真時(shí)間。本發(fā)明通過用粒子運(yùn)動(dòng)仿真移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過程，具有實(shí)現(xiàn)簡單、配置靈活和真實(shí)性等特點(diǎn)，而且還可以表現(xiàn)出移動(dòng)個(gè)體運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)特性、個(gè)性化活動(dòng)區(qū)域特性和移動(dòng)的合群傾向特性。
文檔編號(hào)H04B17/00GK101242619SQ200810046978
公開日2008年8月13日 申請(qǐng)日期2008年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月3日
發(fā)明者來 涂, 浩 王, 王芙蓉 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)