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1、小型微型计算机系统J o u r n a lo fC h i n e s eC o m p u t e rS y s t e m s2 0 1 5 年1 1 月第1 1 期V 0 1 3 6N o 1 12 0 1 5基于N S 3 的L T E 网络圆形边界下移动模型的仿真王珊珊，季海波，司鹏，朱锐意，杨坚( 中国科学技术大学自动化系，合肥2 3 0 0 2 7 )E - m a i l ：w a n g s h s h m a i l u s t c e d u c a摘要：L T E 网络环境下，基站的覆盖范围一般都是圆形的为了更加准确地再现实际场景，本文利用N S 3 平台上以矩形为边
2、界的随机漫步模型为基础，改进并仿真出了一种以圆形为边界的随机漫步模型首先通过N S 3 平台上的矩形模型，创建一个以矩形中心为圆心，以矩形边长为直径的圆形模型当用户运动到圆形边界时，让用户始终与圆半径保持一定角度进行反弹，从而实现用户始终保持在圆形区域内运动最后，本文在N S 3 平台上利用该移动模型对L T E 网络的切换性能进行了仿真仿真结果的正确性表明了该模型的实用性关键词：L T E 网络；移动模型；圆形边界；N S 3 ；切换性能中图分类号：T P 3 9 1文献标识码：A文章编号：1 0 0 0 1 2 2 0 ( 2 0 1 5 ) 1 1 2 5 3 1 - 0 5S i m
3、u l a t i o no fAM o b i l i t yM o d e lw i t hC i r c u l a rB o u n d a r yi nL T EN e t w o r ko nN S 3W A N GS h a h s h a h ，J IH a i b o ，S IP e n g ，Z H UR u i y i 。Y A N GJ i a n( D e p a r t m e n to fA u t o m a t i o n U n i v e r s i t yo fS c i e n c ea n dT e c h n o l o g yo f C h i
4、n a ，H e f e i2 3 0 0 2 7 ，C h i n a )A b s t r a c t ：C o v e r a g eo fb a s es t a t i o n si sg e n e r a l l yc i r c u l a ri nL T En e t w o r ke n v i r o n m e n t T or e p r o d u c et h ea c t u a ls c e n a r i om o r ea c c u r a t e l y ，i ti m p r o v e da n ds i m u l a t e dan e wr
5、a n d o mw a l km o d e lw i t hc i r c u l a rb o u n d a r yb a s e do nt h ec u r r e n tr a n d o mw a l km o d e lw i t hr e c t a n g u l a rb o u n d a r yo np l a t f o r mo fN S 3 F i r s t l yi tc r e a t e dac i r c u l a rm o d e lw i t hac e n t e ro ft h er e c t a n g l ea n dad i a m
6、 e t e ro ft h er e c t a n g l es i d el e n g t hb a s e do nt h er e c t a n g l em o d e lo ft h eN S 3p l a t f o r m U s e r sr e m a i nm o v i n gi nt h ec i r c l ea r e ab yr e b o u n d i n gi nac e r t a i na n g l ew i t ht h er a d i u sw h e nt h eu s e r sm o v et oac i r c u l a rb
7、o u n d a r y A tl a s ti tp e r f o r m e da ne x p e r i m e n tt oe v a l u a t et h eh a n d o v e rp e r f o r m a n c eo fL T En e t w o r ko nN S 3p l a t f o r mb yu s i n gt h en e wm o b i l i t ym o d e l T h ec o r r e c ts i m u l a t i o nr e s u l t si n d i c a t et h a tt h em o d e
8、 li sp r a c t i c a l K e yw o r d s ：L T En e t w o r k ；m o b i l i t ym o d e l ；c i r c u l a rb o u n d a r y ；N S 3 ；h a n d o v e rp e r f o r m a n c e1 引言作为3 G P P 组织当前正在大力发展的通信技术，L T E( L o n gT e r mE v o l u t i o n ) 增强并改进了3 G 的空中接入技术，采用M I M O ( 多人多出) 及O F D M ( 正交频分复用) ，在2 0 0 M h z系
9、统带宽下，下行峰值速率能够达到1 0 0 M b i t s ，上行峰值速率能够达到5 0 M b i t s ，提供V o I P 及I M S 等高速率数据传输在严格的延迟要求下提供多媒体接入服务和无缝语音是L T E 的主要目标实现这个目标需要源小区到目标小区的切换支持，而L T E 的切换性能紧密依赖于采用移动模型中节点的移动行为移动模型是对节点运动方式的抽象，主要描述了节点如何移动，包括节点速度，位置，以及加速度的变化等由于各种网络提供的服务不同，基站的布局也就随之不同L T E A d v a n c e d 网络中有宏蜂窝和小蜂窝，小蜂窝是在宏蜂窝的覆盖范围内为了增加系统吞吐量，
10、提高小区网络覆盖，3 G P P 组织在L T E - A d v a n c e d 中提出了小蜂窝( 如p i c o c e l l ，f e m t o c e l l ) 的概念区别于传统的2 G 、3 G 网络，这种宏蜂窝、小蜂窝分层共存的架构，使得仿真场景更为复杂多变比如，在上述分层的结构下，小蜂窝的覆盖范围趋近于圆形，而非传统的正六边形所以对基站的布局要重新考虑，从而研究L T E - A d v a n c e d 网络的基站仿真很有必要L T E 网络广泛应用于各种场景中，节点在不同的应用场景中具有不同的移动形式针对各种移动场景，目前国内外学者提出了不同的移动模型按照建立模
11、型所采用方法的不同，将移动模型分为两大类1 1 ：一类是合成移动模型，另一类是轨迹移动模型合成移动模型可进一步划分为群组移动模型和实体随机移动模型各节点之间的运动在实体随机移动模型中是相互独立的本文主要研究的是实体随机移动模型目前实体随机移动模型主要有R W - lJ ，R W P ，R D ，S R _ 2 j ，S M R 和G M 1 1 等L T E 网络中，基站的覆盖范围是圆形的，但是在实际中一般都是用更大面积的矩形来覆盖住圆形基站的覆盖范围，但是在L T E A d v a n c e d 网络中，为了更加精确地仿真小蜂窝的圆形覆盖范围，文章提出了以圆形为边界的随机漫步模型在以矩形
12、为边界的模型中，当节点运动到矩形边界时，节点按照近似于镜面反射一样的运动规律反弹节点在一个步长内，一旦接近某个矩形边界，根据节点的运动轨迹，很容易计算出反弹后的运动轨迹但是在圆形边界内，就没有像矩形四个边一收稿日期：2 0 1 4 - 0 9 - 0 1 收修改稿日期：2 0 1 5 - 0 2 - 0 2 基金项目：国家“八六三”高技术研究发展计划项目( 2 0 1 2 A A 0 5 0 8 0 2 ) 资助作者简介：王珊珊。女，1 9 9 0 年生，硕士研究生，研究方向为无线网络通信；季海波，男，1 9 6 4 年生，教授，博士生导师，研究方向为非线性系统的数值计算方法、非线性控制及应用
13、、导航与制导、随机与混合系统等方面；司鹏，男，1 9 8 9 年生，博士研究生，研究方向为异构网络、多媒体通信；朱锐意。女，1 9 8 8 年生，博士研究生，研究方向为无线通信环境下的资源优化；杨坚。男，1 9 7 7 年生，博士后，副教授，博士生导师，研究方向为网络系统建模与优化、多媒体通信、随机优化理论和信号处理万方数据2 5 3 2小型微型计算机系统2 0 1 5 正样的参照物，圆形边界上的每个点都有可能是节点与边界的交点，此时计算节点反弹后的运动轨迹就成了关键为了实现圆形小区网络的仿真，本文利用N S 3 平台上的以矩形为边界的随机漫步模型为基础，改进并仿真出了一种符合L T E 网络
14、环境的以圆形为边界的随机漫步模型并对L T E 网络的切换性能影响进行了仿真，最后得到如下结论：以圆形为边界的随机漫步模型能够准确地描述L T E 网络实际应用场景，适合于L T E 网络的切换性能评估2 移动模型综述移动模型是用来描述移动节点运动轨迹的，节点的速度，位置和加速度都随时间的变化而变化由于节点的运动轨迹对网络协议的性能有着显著影响，所以需要合理地用移动模型估计实际环境中节点的运动轨迹，否则仿真得到的结果不能精确反应实际情况根据不同的移动特性，分成不同的移动模型常见的移动模型有随机漫步模型，随机方向模型，高斯一马尔可夫模型和随机路径点模型等2 1 随机漫步模型E i n s t e
15、 i n - 4o 最早提出随机漫步模型( R a n d o mW a l kM o b i l i t yM o d e l ) ，最开始是用来模拟物理微粒的布朗运动即快速不规则的随机运动节点选择一个距离或者时间段来计算S t e p 这里以时间段表示S t e p 为例，在每段时间t 内，节点独立地随机选择移动方向和速度节点选择的速度v ( t ) 满足 v 。，v 一 上的高斯分布或均匀分布，方向0 ( t ) 服从( 0 ，2 丌 上的均匀分布当节点运动到区域边界时，节点以一个引入的角度( 类似于遵守光的反射定律或者按照其他方法确定) 反弹回去继续在场景中运动节点在一个S t e p
16、 结束后，随机选择新的速度和方向移动( 另一个S t e p ) ，重复前面过程直至仿真结束1 0 0图1随机漫步模型的节点移动轨迹( 以时间为s t e p )F i g 1N o d em o v e m e n tt r a j e c t o r yo ft h er a n d o mw a l km o d e l ( T i m e s t e p )G e r l a 和B a s a g n i 1 修正了随机漫步模型，提出了等速度随机方向模型( C o n s t a n tV e l o c i t yR a n d o mD i r e c t i o nM o b i
17、 l i t yM o d e l ) 此模型速度大小固定且只在边界处才改变方向图1表示了等速度随机漫步模型下的一个节点移动轨迹2 2 随机方向模型定义随机方向模型( R a n d o mD i r e c t i o nM o d e l ) 1 为：随机在运动区域内找一个起始点S ，方向y 从( 0 ，丌) 随机均匀选择，按预定义的速度一直移动到运动区域的边界点D ，然后保持f 。静止时间，再以D 点作为新的起始点s ，重选一个方向7 一直移动到运动区域新的边界点D ，并保持。静止时间，如此反复其中y 满足如下的概率分布：r1八7 ) ：J 两卢 7 知( 1 )【0 ，其他其中，0 3
18、 y O 仃，卢与O 分别代表节点在当前的所在边界点朝着仿真区域内部的移动角度的上下限R o y e r 等提出的随机方向模型修改版( M o d i f i e dR a n d o mD i r e c t i o nM o d e l ) 9 1 ，节点不再要求一定要运动到仿真区域边界，能在运动区域内暂停并改变运动方向2 3 随机路径点模型定义随机路径点模型( R a n d o mW a y p o i n tM o d e l ) 。o 为：随机在移动区域内选取起始点s 和目的地点D 随机选取速度v ( v 晌，v 。) ，以速度V 从s 点沿直线移动到D 点，其中V m i n 是
19、节点的最小移动速度；v 。是节点的最大移动速度随机在D 处选择一个时间f 。( t 删。，t 。) ，其中r 晌是节点的最小暂停时间；f 一是节点的最大暂停时间完成这样一个S t e p过程，如此反复直至结束边界随机路径点模型( R a n d o mB o r d e r p o i n tM - o d e l ) o 类似于随机路径点模型，但是路径点P 均位于仿真区域的边界上当。取0 时，随机路径点模型即退化为随机漫步模型2 4 高斯- 马尔可夫模型高斯马尔可夫模型( G a u s s M a r k o vM o d e l ) H 。中的第n次运动是参照第n 一1 次运动的方向值、
20、速度值和一个随机变量来计算的，其计算公式如下：以= 训。一l + ( 1 一d ) d + l 一理2 d x 。一I( 2 )v 。= O 1 1 。一l + ( 1 一O ) i + 1 一a 2V ，。一l( 3 )其中，矗，v 。表示节点在第n 个间隔的方向和速度；o t 用来调节随机性，其中0 a 1 ；a ，i 表示当，2 一* 时的方向和速度的平均值；d x 一。，v 。一，是符合高斯分布的随机变量第n 个间隔时，可以利用下述公式得到节点的位置：工。= x 。一1 + v 。一lc o sd 。一l( 4 )Y 。= Y + v s i nd H( 5 )其中，( X 。，Y 。
21、) ，( 矗，Y 。) 分别是节点在第n 一1 次和第n 次间隔时的坐标；d n 一，v 川分别是节点在第n 一1 次间隔时的方向和速度值3 以圆形为边界的随机漫步模型3 1 仿真环境介绍本文采N S 3 平台进行仿真，所使用的是N S 3 1 9 版本N S 3 是一种面向对象的网络模拟器，所有的模拟都由离散事件驱动N S 3 不是N S 2 的扩展，是一个全新的模拟器，不支持N S 2 的A P I s N S 3 较N S 2 灵活，简单易学而且代码也是开源的，因此N S 3 常用来搭建各种网络平台对于用户，N S 3 与N S 2 最大的区别在于不再使用T C L 脚本而全部使用C +
22、 + 语言编写，而是在N S 3 中增加了许多新的网络模块，使我们更加方便地仿真各种网络本文仿真所要使用的主要有m o b i l i t y 和L T E 模块M o b i l i t y 模块主要用来构建以圆形为边界的随机漫步模型，而L T E 模块主要用来研究网络的切换性能还有一些辅助模块，如N e t a n i m 模块，主万方数据1 1 期王珊珊等：基于N S 3 的L T E 网络圆形边界下移动模型的仿真2 5 3 3要用来动态显示用户的运动轨迹3 2 模型构建本文构建的以圆形为边界的随机漫步模型是在以矩形为边界的随机漫步模型基础上实现的，具体的运动规则如2 1节所示注意此时的
23、边界不再是矩形，而是圆形以圆形为边界的随机漫步模型也是采用了修正的随机漫步模型该模型有着固定的速度大小且只有在圆形边界处才改变方向3 2 1以矩形为边界的随机漫步模型N S 3 1 9 的m o b i l i t y 模块中只有以矩形为边界的随机漫步模型，但是本文研究是以圆形为边界的随机漫步模型，于是利用现有的随机漫步模型来进行改进因为在N S 3 平台上将用户和基站都设为节点，所以下文统一用节点来替代移动用户以矩形为边界的随机漫步模型利用N S 3 的m o b i l i t y 模块中的r e c t a n g l e 模型来构造相应的矩形，利用R a n d o m -W a l
24、k 2 d M o b i l i t y M o d e l 模型来实现随机漫步模型的过程具体的算法流程如图2 所示模型参数化设置设置s p e e d 为3 0 m s ，方向 为0 5 2 4 ，步长t 为2 sl初始化第一次根据模型参数化的值来初始化各个变量；以后每次根据系统更新来获取当前的速度，方向来进行初始化l获得当前的节点位置坐标。第一次设置I为矩形边界上的任意位置，以后每次根I据系统更新来获取当前的节点位置坐标JI是节点根据当前的位置以及I获取的速度和方向，获得I下一时刻的位置坐标Il 否根据C a l c u l a t e r l n s i d e 函数计算出新的节点位置
25、，这个位置在矩形边界上，并计算出到达这个新位置所用的时f n q d e l a yI在( 2 - d e l a y ) 时执行R e b o u n d 函数。如果此时位置矩形的左右两边时，v x v x ：如果位于矩形的上下边界，卿J v y = 一v y 。图2 算法流程图F i g 2Af l o wc h a r to fa l g o r i t h m具体算法如下所示：算法1 以矩形为边界的随机漫步模型功能：构造矩形边界下的随机漫步模型1 模型的参数化设置；( 设定矩形边界值，步长t ，速度v 。，方向口)2 系统更新，然后获得节点当前的速度和方向初始时，节点当前速度和方向即为
26、参数化设置的值；3 获得当前的节点位置坐标初始时根据设置为矩形边界上的任意位置，设为( ，Y o ) ；4 节点根据获取的速度和方向开始运动，t 时刻结束，节点到达新的位置( 工。，Y 。) ，其中t = 工H + v 。 t ，其中v ，= v o c o s 0 ，Y f = Y f - l + V 。水t ，其中V 。= V o 木s i n 0 ；5 利用I s l n s i d e 函数判断新的节点位置( ，Y 。) 是否在矩形内；6 如果0 工。2 0 0 ，0 Y 。2 0 0 同时成立，说明新的节点位置在圆内，返回步骤2 ；7 如果新的节点位置不在圆内，则根据C a l c
27、u l a t e r I n t e r s e c t i o n函数计算出新的节点位置( 置+ ，Y 。) ；8 计算出延迟时间d e l a y = ( X 一t 1 ) v ，；9 在( 2 - d e l a y ) S 时刻执行R e B o u n d 函数；先根据当前节点位置利用G e t C l o s e t d S i d e 函数计算出距离矩形边界最近的边如果最近的边是R e c t a n g l e ：R I G H T 或者是R e c t a n g l e ：L E f l r ，则k = 一心；如果最近的边是R e c t a n g l e ：T O P
28、 或者是R e c t a n g l e ：B O T I O M ，则v 。= 一v ，1 0 ，返回步骤2 3 2 2 改进的以圆形为边界的随机漫步模型改进上述以矩形为边界的随机漫步模型，得到以圆形为边界的随机漫步模型具体算法如下所示：算法2 以圆形为边界的随机漫步模型1 模型参数化设置；具体的参数同算法1 ，因为N S 3 1 9 的m o b i l i t y 模块中没有圆形模型，于是本文在r e c t a n g l e 模型基础上来实现圆形模型所需要的功能首先设定一个特殊的矩形正方形于是本文以该正方形的中心为圆心，以该正方形边长为直径构成一个圆形2 同算法1 ；3 同算法1
29、；4 同算法1 ；5 利用N e w l s l n s i d e 函数判断节点是否在圆内；6 如果J ；+ Y ； r 2 则判断在圆内，返回步骤2 ；7 如果新的节点位置不在圆内，则根据N e w C a l c u l a t e r I n t e r s e c t i o n 函数计算出节点与圆形边界的交点( X 。，Y 。) 计算与矩形边界交点时，先判断出节点距离矩形最近的边界这个边界的横纵坐标有一个值是已知的然后根据节点运动的直线方程，就可以计算出节点与矩形边界的交点但是在圆内，由于没有固定的边界坐标值，计算节点与圆边界的情况就比较复杂详细说明如下：( i ) 根据节点的直线
30、运动轨迹，得到节点的直线运动的方程：y = k x + b ( i i ) 圆的方程为( J 一) 2 + ( Y Y o ) 2 = R 2 联立两个方程，求解方程组的解得到直线与圆的交点坐标但是因为直线与方程组有两个交点，所以要对交点坐标进行判断这里是根据直线的斜率正负及当前位置点来判断交点坐标8 同算法1 ；9 在( 2 - d e l a y ) S 时刻执行N e w R e b o u n d 函数回弹后的速度方向，根据圆形的几何知识得到但是回弹后的速度跟矩形内不同，会出现垂直方向，此时斜率不存在这个时候在计算下一次的直线与圆的交点的时候就要注意，不再是联立方程组求解1 0 返回步
31、骤2 设定圆心为( 1 0 0 ，1 0 0 ) ，半径为1 0 0 ，开始时用位置函数万方数据2 5 3 4小型微型计算机系统2 0 1 5 正S e t P o s i t i o n A l l o c a t o r ( ) 在圆边界上任意设置一个点设定移动模型的速度为3 0 k m h ，步长为2 s ，始终与圆半径夹角保持3 0度方向运动仿真结果如图3 所示，它表示了一个节点在以圆形为边界的随机漫步模型下的移动轨迹图3圆形为边界下随机漫步模型的节点移动轨迹F i g 3N o d em o v e m e n tt r a j e c t o r yo fG a u s s M a
32、 r k o vm o d e lw i t I l i nc i r c u l a rb o u n d a r y随机漫步，随机路径点以及随机方向等模型可通过设置模型的可控参数从而实现各种常见模型之间的互通所以本文仅仅以随机漫步模型为例，主要研究以圆形为边界的随机漫步模型下的L T E 网络的切换性能4L T E 网络切换性能仿真平台的设计4 1 仿真平台的设计和实现方法在L T E 通信系统中，切换能够保证移动用户在移动状态下，实现不问断地通信，对网络整体性能有着至关重要的影响本文主要研究以圆形为边界的随机漫步模型下的L T E 网络的移动切换性能切换是指当一个移动台与网络处于连接状态
33、时，移动台从一个小区的覆盖区域移动到另一个小区的覆盖区域时，原来的服务小区不能再为用户提供服务这时为了保证移动台与网络的连接，移动台需要连接到合适的小区，移动台与邻近小区建立连接，断开与原来服务小区的过程就是切换降低切换失败率，减少不必要的切换，降低切换时延等是切换设计的最主要目标因此应当选择合适的切换评价方法，如切换失败率，乒乓效应，语音时延，整个切换的时延等，本文主要选择以下方法来评价切换算法性能：在本文中，如下式( 6 ) 定义了切换失败率：切换失败率= 切换失败次数切换触发总次数( 6 )具体的平台设计和实现算法如下所示：算法3 仿真平台的设计和实现方法1 搭建网络拓扑；主要配置基站e
34、 N B 的相对位置以及用户U E 的速度2 设置L T E 参数；如上下行带宽，天线模型，R R C 等3 设置L T E 切换算法和相关参数；这里的切换算法为A 3 R s r p H a n d o v e r A l g o r i t h m ，通过配置不同的基站功率，根据用户和基站距离之间的路径损耗模型，再通过转换计算，得到用户的接受功率，用户对哪个基站的接受功率大，那么用户就切换到哪个基站下其他的参数还有r 几值，H y s t e r e s i s 值，路径损耗模型等4 创建一个R e m o t e H o s t ；5 创建I n t e m e t ，配置相关参数；6
35、创建用户和基站e N B 的移动模型；这里的基站模型为固定位置模型，而用户的模型为第3节中设计以圆形为边界的随机漫步模型7 给e N B 和U E 安装L T E 设备；如给基站配置L t e E n b P h y ：T x P o w e r ，在异构网络中，大小基站配置不同的发射功率，而在同构网络中配置相同的发射功率8 给用户配置I P 协议；9 将所有的U E 和e N B 连接起来；1 0 U E 和r e m o t eh o s t 配置上A p p l i c a t i o n s ；1 1 配置X 2 接口；1 2 开始仿真，并添加了动画模块；1 3 仿真结束，输出结果并进
36、行分析计算按上述方法设计好仿真平台后，按照表1 所示参数配置，在不同U E 速度，r r T ，A 3 偏差下测量用户的切换失败率，从而验证该移动模型的正确性4 2 仿真场景为了验证移动模型的正确性在L T E 的同构网络和异构网络两种情况下进行仿真，验证在以圆形为边界的随机漫步模型下切换性能的正确性图4 异构网络热点仿真的网络拓扑F i g 4N e t w o r kt o p o l o g yo fh o t s p o ts i m u l a t i o n1 ) 异构网络中的热点仿真( H o t s p o ts i m u l a t i o n )移动模型：用户随机放置在p
37、 i c o c e l l 的边缘，朝向p i c o c e l l运动角度随机( 与半径夹角+ 一4 5 度以内) 到达边缘后随机角度弹回P i c o c e l l 直径为2 0 0 m ，m a c r o c e l l 的直径为1 0 0 0 m 而p i c o c e l l 与m a c r o c e l l 的距离为0 3 I S D 其网络拓扑如图4 所示，其中p i c o c e l l 的移动模型就是本文构建的以圆形表1异构网络仿真中的参数配置集T a b l e1P a r a m e t e rc o n f i g u r a t i o ns e to
38、 fh e t e r o g e n e o u sn e t w o r k为边界的随机漫步模型P i c o c e l l 与m a c r o c e l l 两个基站的发射功率分别为3 0 d B 和4 6 d B 仿真中的参数配置如表1 所示2 ) 同构网络的切换性能仿真如下页图5 所示的同构网络的拓扑结构图：圆内均匀分万方数据1 1 期王珊珊等：基于N S 3 的L T E 网络圆形边界下移动模型的仿真2 5 3 5布着七个基站，圆与这七个基站相切，每个基站中心之间的距离是1 0 0 0 m ，用户在圆内按照本文构建以圆形为边界的随机漫步模型运动各个基站的参数配置是完全相同的，
39、如表1 所示所有基站的发射功率都是一样的，均为4 6 d B 图5 同构网络的拓扑F i g 5T o p o l o g yo fi s o m o r p h i cn e t w o r k童。0_ I L 0錾尽04 3 仿真结果及分析图6 ，图7 分别给出了在以圆形为边界的随机漫步模型下，L T E 异构和同构网络中的切换性能随速度变化的情况从图中可以看出，U E 的速度对切换性能有着显著影响高平均总切换失败率图6 异构网络的平均切换失败率曲线F i g 6C u r v eo fa v e r a g eh a n d o v e rf a i l u r er a t ei nh
40、 e t e r o g e n e o u sn e t w o r k速U E 比低速U E 有着更高的切换失败率同时，使用相对较长的”盯可使R L F 发生次数非常低利用该移动模型仿真得到的L T E 切换性能符合实际和理论上的要求，所以该移动模型是实用的5 结论合理选择移动模型对正确评估L T E 网络网络协议性能有着重要影响，所以必须选择能真实反映节点运动形态的移动模型因为实际应用场景限制，L T E 网络通常是正六边形的蜂窝状，而且p i c o c e l l 的覆盖范围一般都是为圆形，所以以圆形为边界的移动模型比以矩形为边界的移动模型更符合实际的应用场景本文根据L T E 网络
41、中节点的运动特点和L T E 网络的应用环境，利用N S 3 平台上以矩形为边界的随机漫步模型为基础，改进并仿真出了一种新的以圆形为边界的随机漫步模型，并在该模型下研究L T E 网络的切换性能仿真结果表明，在L T E 网络中，以圆形为边界的随机漫步模型对网络的切换性能影响符合实际理论要求，而且能够准确地再现实际应用场景，对进一步研究L T E 网络协议性能有着重要意义本文只是对L T E 网络切换性能进行了仿真，对其他网络协议在以圆形为边界的随机漫步模型下的性能评估是下一步的工作重点同时，研究其他常见移动模型在以圆形为边界下的仿真也是下步的主要工作R e f e r e n c e s ：
42、 1 C a m pT ，B o l e n gJ ，D a v i e sV As u r v e yo fm o b i l i t ym o d e lf o rA dH o cn e t w o r k sr e s e a r c h J W i r e l e s sC o m m u n i c a t i o na n dM o b i l eC o m p u t i n g ，2 0 0 2 ，2 ( 5 ) ：4 8 3 - 5 0 2 2 A l iY a h i y aT L T Ef e m t o e e l li n t e g r a t i o nw i t
43、 hw i r e l e s ss e n s o r a c t u a -t o rn e t w o r k sa n dR H Dt e c h n o l o g i e s M S p r i n g e rN e wY o r k ，2 0 1 1 3 Z h a oM i n g ，W a n gW e n - y e An o v e ls c m i M a r k o vs m o o t hm o b i l i t ym o d e lf o rm o b i l eA dH o en e t w o r k s C P r o c e e d i n g so f
44、 2 0 0 6G l o b 一平均总切换失败率配置设置图7 同构网络的平均切换失败率F i g 7C u r v eo fa v e r a g eh a n d o v e rf a i l u r er a t ei nI s o m o r p h i cn e t w o r ka lT e l e c o m m u c a t i o n sC o n f e r e n c e P i s c a t a w a y ：I E E E ，2 0 0 6 ：I - 5 4 T o n gC h a o ，N i uJ i a n w e i ，L o n gX i a n g
45、，e ta 1 S u r v e yo nm o b i l i t ym o d e l J C o m p u t e rS c i e n c e ，2 0 0 9 ，3 6 ( 1 0 ) ：5 1 0 5 B e t t s t e t t e rC ，H a r t e n s t e i nH S t o c h a s t i cp r o p e r t i e so ft h er a n d o mw a y p o i n tm o b i l i t ym o d e l J A C M K l u w e rW i r e l e s sN e t w o r k
46、 s ：S p e c i a lI s s u eo nM o d e l i n ga n dA n a l y s i so fM o b i l eN e t w o r k s ，2 0 0 4 ，1 0 ( 5 ) ：5 5 5 - 5 6 7 6 Y o o nJ ，L i uM ，N o b l eB R a n d o mw a y p o i n tc o n s i d e r e dh a r m f u l C P r o c e e d i n g so fI E E EI N F T ) C = o M ，S a nF r a n c i s c o ，2 0 0
47、 3 ：1 3 1 2 1 3 2 1 7 B e t t s t e t t e rC ，R e s t aG ，S a n t iP T h en o d ed i s t r i b u t i o no ft h er a n d o mw a y p o i n tm o b i l i t ym o d e lf o rw i r e l e s sA dh o en e t w o r k s J I E E ET r a n s a c t i o no nM o b i l eC o m p u t i n g ，2 0 0 3 ，3 ( 2 ) ：2 5 7 - 2 6 9
48、 8 H y y t i aE S p a t i a ln o d ed i s t r i b u t i o ni nt h er a n d o mw a y p o i n tm o b i l i t ym o d e l J I E E E T r a n s a c t i o no nM o b i l eC o m p u t i n g ，2 0 0 4 ，( 1 ) ：1 2 3 9 H a n a s h iAM ，A w a nI ，W o o d w a r dM P e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nw i t hd i
49、 f f e r e n tm o b i l i t ym o d e l sf o rd y n a m i cp r o b a b i f i s t i cf l o o d i n gi nM A N E T s J M o b i l eI n f o r m a t i o nS y s t e m s ，2 0 0 9 ，5 ( 1 ) ：6 5 - 8 0 1 0 Z h a n gH e n g y a n g ，Z h e n gB o ，C h e r tX i a o p i n g M o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no
50、fm u l t i - s t a t e sr a n d o mm o b i l i t ym o d e l J J o u r n a lo fC o m -p u t e rA p p l i c a t i o n s ，2 0 1 2 。3 2 ( 1 ) ：1 1 9 - 1 2 2 11 Y u a nY a n b i n As t u d yo fh a n d o v e ra l g o r i t h m sw i t h i nL T Es y s t e mu n d e rh i g h s p e e d r a i l w a ye n v i r o