一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，本方法利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的基站數(shù)據(jù)集，獲取以時(shí)間為序的用戶記錄，所述用戶記錄包括單個(gè)用戶在不同時(shí)間分別訪問(wèn)的基站，上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)和流量信息；進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)，按基站統(tǒng)計(jì)用戶記錄，統(tǒng)計(jì)單個(gè)用戶在每個(gè)基站下上網(wǎng)的總時(shí)長(zhǎng)和總流量；遍歷所有用戶，計(jì)算單個(gè)人描述的基站之間的合作緊密程度，構(gòu)建一張有權(quán)的空間合作網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表基站，邊代表基站之間的合作關(guān)系，邊的權(quán)重代表了合作關(guān)系的緊密程度；利用基于模塊度最優(yōu)化的方法，對(duì)有權(quán)的空間合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分；本發(fā)明利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的基站數(shù)據(jù)集，從空間合作的角度，提出一個(gè)新方法，確定用戶日?；顒?dòng)的區(qū)域。
【專利說(shuō)明】一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著信息技術(shù)的發(fā)展，帶有定位功能的移動(dòng)電子設(shè)備被廣泛的應(yīng)用到人們的日常 生活中來(lái)。從支撐用戶移動(dòng)通話、社交網(wǎng)絡(luò)等通信行為的智能手機(jī)、平板電腦，到公交車、出 租車等公共交通工具中的車載GPS，都能長(zhǎng)時(shí)間、高精度的跟蹤個(gè)體的空間移動(dòng)行為。進(jìn)入 到大數(shù)據(jù)時(shí)代，這些能夠高效的記錄人類移動(dòng)軌跡的設(shè)備所產(chǎn)生的包含豐富的關(guān)于人類日 常行為位置信息的數(shù)據(jù)被保存下來(lái)，使得基于大規(guī)模原始數(shù)據(jù)的人類移動(dòng)行為研究成為可 能。
[0003] 人類移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)被當(dāng)成一種重要的大數(shù)據(jù)資源吸引著各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)家、工程 師的目光。不同的研究中，人類移動(dòng)距離分布被不同的形式的函數(shù)擬合，例如冪律函數(shù)形 式、指數(shù)函數(shù)形式、指數(shù)截?cái)嗟膬缏尚问?。盡管這些函數(shù)從不同的方面表現(xiàn)了人類移動(dòng)行為 的動(dòng)力學(xué)原因，但是它們一致得出移動(dòng)距離的分布P(d)隨著d的增大而減小，表明人的活 動(dòng)范圍是有限的。并且人的主要活動(dòng)主要集中在少數(shù)的幾個(gè)地方，例如家庭和工作地，人的 主要日?；顒?dòng)是有一定區(qū)域特征的。
[0004] 在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中，基站作為基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施根據(jù)用戶密度在空間上分布，用戶的移 動(dòng)性使得他們會(huì)通過(guò)不同的基站下接入通信網(wǎng)絡(luò)獲得服務(wù)。在此背景下，空間合作網(wǎng)絡(luò)中 的節(jié)點(diǎn)代表了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中的基站，節(jié)點(diǎn)間的合作關(guān)系由移動(dòng)的用戶引起。
[0005] 根據(jù)用戶的移動(dòng)性特征，可以將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)中的用戶-基站構(gòu)成的二分網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化 成基站構(gòu)成的簡(jiǎn)單有權(quán)網(wǎng)絡(luò)。該有權(quán)網(wǎng)絡(luò)能有效的反應(yīng)空間分布的基礎(chǔ)設(shè)施間的合作關(guān) 系。
[0006] 當(dāng)前對(duì)于人類活動(dòng)區(qū)域性研究的方法主要是基于個(gè)體的活動(dòng)軌跡，用質(zhì)心和回轉(zhuǎn) 半徑描述個(gè)體活動(dòng)區(qū)域，于是用戶在空間中就以質(zhì)心-半徑的形式分布，當(dāng)記錄的位置較 少時(shí)，這種方法不能準(zhǔn)確反映人的真實(shí)活動(dòng)范圍。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，對(duì)有權(quán)的 空間合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，其特征在于，包括 如下步驟：
[0009] 步驟1.利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的基站數(shù)據(jù)集，獲取以時(shí)間為序的用戶記錄，所述用戶記 錄包括單個(gè)用戶在不同時(shí)間分別訪問(wèn)的基站，上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)和流量信息；
[0010] 步驟2.對(duì)步驟1中的用戶記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)，得到按基站統(tǒng)計(jì)的用戶記錄；
[0011] 步驟3.遍歷所有用戶，計(jì)算單個(gè)人描述的基站之間的合作緊密程度，構(gòu)建一張有 權(quán)的空間合作網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表基站，邊代表基站之間的合作關(guān)系，邊的權(quán)重代表了合作 關(guān)系的緊密程度；
[0012] 步驟4利用基于模塊度最優(yōu)化的方法，對(duì)有權(quán)的空間合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。
[0013] 所述的步驟2包括如下步驟：
[0014] 步驟2. 1.令a= 1，n=用戶總數(shù)；a為第a個(gè)用戶；
[0015] 步驟2. 2.查詢第a個(gè)用戶以時(shí)間為序的上網(wǎng)記錄表，并為該用戶初始化一個(gè)包括 基站號(hào)，總時(shí)長(zhǎng)和總流量的新表；
[0016] 步驟2. 3.令b= 1，w=第a個(gè)用戶的上網(wǎng)記錄表中記錄總條數(shù)；b為該用戶的第 b條記錄；
[0017] 步驟2. 4?查詢?cè)撚脩舻牡赽條記錄；
[0018] 步驟2. 5.判斷新表是否為空表，如果是，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 7,如果否，則執(zhí)行步 驟 2. 6 ;
[0019] 步驟2. 6.判斷新表中是否已有第b條記錄中的基站號(hào)，如果是，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟 2. 8,如果否，則執(zhí)行步驟2.7 ;
[0020] 步驟2. 7.在新表中新增一條基站號(hào)記錄，總時(shí)長(zhǎng)和總流量與該條記錄中的基站， 時(shí)長(zhǎng)，流量分別對(duì)應(yīng)相等，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 9 ;
[0021] 步驟2. 8.將該條記錄中的時(shí)長(zhǎng)和流量分別累加到新表中該基站號(hào)對(duì)應(yīng)的總時(shí)長(zhǎng) 和總流量中；
[0022] 步驟2.9.令b=b+l，判斷b是否大于w，如果是，則執(zhí)行步驟2. 10,如果否，則跳 轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 4 ;
[0023] 步驟2. 10.令a=a+1，判斷a是否大于n，如果是，則結(jié)束步驟2,如果否，則跳轉(zhuǎn) 執(zhí)行步驟2. 2
[0024] 所述的步驟3包括如下步驟：
[0025] 步驟3. 1.初始化任意兩個(gè)基站之間邊的權(quán)重&= 0 ;
[0026] 步驟3. 2.令u=l，m=基站總數(shù)，n=用戶總數(shù)；u為第u個(gè)用戶；
[0027] 步驟3. 3.令i= 1 ;i為第i個(gè)基站；
[0028] 步驟3. 4.令j=i+1 ;j為第j個(gè)基站；
[0029] 步驟3. 5.判斷第u個(gè)用戶是否同時(shí)訪問(wèn)過(guò)基站i和基站j，如果是，則執(zhí)行步驟 3. 6,如果否，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 8 ;
[0030] 步驟3. 6.計(jì)算該單個(gè)用戶描述的基站i和基站j之間的合作關(guān)系< :
[0031] 步驟3. 7.將該單個(gè)用戶的％累加到中，基站i和基站j之間邊的權(quán)重更新為

【權(quán)利要求】
1. 一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1.利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的基站數(shù)據(jù)集，獲取以時(shí)間為序的用戶記錄，所述用戶記錄包 括單個(gè)用戶在不同時(shí)間分別訪問(wèn)的基站，上網(wǎng)時(shí)長(zhǎng)和流量信息； 步驟2.對(duì)步驟1中的用戶記錄進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)，得到按基站統(tǒng)計(jì)的用戶記錄； 步驟3.遍歷所有用戶，計(jì)算單個(gè)人描述的基站之間的合作緊密程度，構(gòu)建一張有權(quán)的 空間合作網(wǎng)絡(luò)，其中節(jié)點(diǎn)代表基站，邊代表基站之間的合作關(guān)系，邊的權(quán)重代表了合作關(guān)系 的緊密程度； 步驟4利用基于模塊度最優(yōu)化的方法，對(duì)有權(quán)的空間合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行劃分。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，其特征在于，所述 的步驟2包括如下步驟： 步驟2. L令a = 1，η =用戶總數(shù)；a為第a個(gè)用戶； 步驟2. 2.查詢第a個(gè)用戶以時(shí)間為序的上網(wǎng)記錄表，并為該用戶初始化一個(gè)包括基站 號(hào)，總時(shí)長(zhǎng)和總流量的新表； 步驟2. 3.令b = 1，w =第a個(gè)用戶的上網(wǎng)記錄表中記錄總條數(shù)；b為該用戶的第b條 記錄； 步驟2. 4.查詢?cè)撚脩舻牡赽條記錄； 步驟2. 5.判斷新表是否為空表，如果是，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 7,如果否，則執(zhí)行步驟 2. 6 ； 步驟2. 6.判斷新表中是否已有第b條記錄中的基站號(hào)，如果是，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 8， 如果否，則執(zhí)行步驟2. 7; 步驟2. 7.在新表中新增一條基站號(hào)記錄，總時(shí)長(zhǎng)和總流量與該條記錄中的基站，時(shí) 長(zhǎng)，流量分別對(duì)應(yīng)相等，然后跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟2. 9 ; 步驟2. 8.將該條記錄中的時(shí)長(zhǎng)和流量分別累加到新表中該基站號(hào)對(duì)應(yīng)的總時(shí)長(zhǎng)和總 流量中； 步驟2.9.令b = b+l，判斷b是否大于w，如果是，則執(zhí)行步驟2. 10,如果否，則跳轉(zhuǎn)執(zhí) 行步驟2. 4 ; 步驟2. 10.令a = a+Ι，判斷a是否大于n，如果是，則結(jié)束步驟2,如果否，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行 步驟2. 2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，其特征在于，所述 的步驟3包括如下步驟： 步驟3. 1.初始化任意兩個(gè)基站之間邊的權(quán)重Wij= 0 ; 步驟3. 2.令u = 1，m =基站總數(shù)，η =用戶總數(shù)；u為第u個(gè)用戶； 步驟3. 3.令i = I ;i為第i個(gè)基站； 步驟3. 4.令j = i+1 ; j為第j個(gè)基站； 步驟3. 5.判斷第u個(gè)用戶是否同時(shí)訪問(wèn)過(guò)基站i和基站j，如果是，則執(zhí)行步驟3. 6， 如果否，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行步驟3. 8; 步驟3. 6.計(jì)算該單個(gè)用戶描述的基站i和基站j之間的合作關(guān)系< ; 步驟3. 7.將該單個(gè)用戶的 < 累加到&中，基站i和基站j之間邊的權(quán)重更新為 . ^ u ；υ ； ? 步驟3. 8.令j = j+l，判斷j是否大于m，如果是，則執(zhí)行步驟3. 9,如果否，則跳轉(zhuǎn)執(zhí) 行步驟3. 5 ; 步驟3.9.令i = i+Ι，判斷i是否大于m-1，如果是，則執(zhí)行步驟3. 10,如果否，則跳轉(zhuǎn) 執(zhí)行步驟3. 4 ; 步驟3. 10.令U = u+1，判斷u是否大于n，如果是，則結(jié)束步驟3,如果否，則跳轉(zhuǎn)執(zhí)行 步驟3. 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種基于用戶活動(dòng)特征的基站劃分方法，其特征在于，所 述的計(jì)算單個(gè)人描述的基站之間的合作緊密程度為：
其中，< 表示單個(gè)人描述基站之間的合作關(guān)系，·<代表基站i為用戶u提供的服務(wù)， Vu代表為用戶u提供服務(wù)的基站的集合；n U= |VU|為用戶u提供服務(wù)的基站的個(gè)數(shù)，因子 使得4的定義滿足1歸一化每個(gè)個(gè)體對(duì)空間合作網(wǎng)絡(luò)的描述。
【文檔編號(hào)】H04W16/18GK104519497SQ201510014621
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2015年1月12日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月12日
【發(fā)明者】吳禮華, 江昊, 李倩, 周晨, 羿舒文, 吳靜, 陳祖泉 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)