基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法和装置，应用本发明专利技术，当移动终端进入当前无人机机载基站及待选无人机机载基站的重叠覆盖区域，则将移动终端的历史轨迹点以及当前位置的轨迹点，确定为预测模型的输入集合；使用预测模型，基于机器学习中的回归预测方法，计算预期轨迹点；使用预设的计算公式，判断预期轨迹点的第一预期参考信号接收功率RSRP和第二预期RSRP是否满足移动通信切换判决标准；若为是，则将移动终端从当前服务小区切换至待选服务小区。应用本发明专利技术能够实现快速判决是否需要对移动终端进行小区切换，保证用户的通信质量。

Method and device for switching base station of unmanned air vehicle based on user trajectory prediction

The present invention provides a method and device for switching UAV base station user trajectory prediction based on the application of the invention, when the mobile terminal enters the UAV base station and overlapping coverage area for UAV base station, the mobile terminal and the history track of current position, identified as prediction model the input set; using the prediction model, regression prediction method in machine learning based on the calculation of the expected trajectory; using the formula of default, the first judge expected the expected trajectory point of reference signal received power of RSRP and second RSRP expected whether meet the mobile communication switching judgment standard; if yes, the mobile terminal service area from the current to switch to the service area. The invention can realize quick judgment whether mobile switching is needed to ensure the communication quality of the user.

【技术实现步骤摘要】
基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法和装置
本专利技术涉及通信
，特别是涉及基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法和装置。
技术介绍
随着无人机技术的发展，在移动通信网络中引入无人机机载基站逐渐成为研究热点。在现有文献中，HandoverManagementofNet-DronesforFutureInternetPlatforms的Kyung-NamPark、Jin-HyeokKang、Byeong-MoonCho、Kyung-JoonPark和HwangnamKim等人，描述了一种使用无人机机载基站进行切换的方法，通过判断在重叠覆盖区域内用户移动速度及方向来实现切换。本专利技术引入机器学习方法，采用基于轨迹预测的无人机机载基站切换方法，降低切换时延，保持通信连续性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法和装置，以实现快速判决是否需要对移动终端进行小区切换，保证用户的通信质量。具体技术方案如下：本专利技术提出了一种基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法，所述方法包括：基于移动通信的切换判决标准，检测移动终端是否已经进入当前本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法，其特征在于，所述方法包括：基于移动通信的切换判决标准，检测移动终端是否已经进入当前服务小区和待选服务小区的重叠覆盖区域，其中，所述当前无人机机载基站下的当前服务小区和待选无人机机载基站下的待选服务小区为相邻小区，所述移动终端当前归属于所述当前服务小区；若为是，则将所述移动终端在到达所述当前位置之前的预设第一数量的历史轨迹点以及所述当前位置的轨迹点，确定为预先训练的预测模型的输入集合；使用所述预测模型，计算所述移动终端在到达所述当前位置之后的预设第二数量的预期轨迹点，其中，所述预测模型基于机器学习中的回归预测方法，用于根据移动终端在进入所述重叠覆盖...

【技术特征摘要】
1.一种基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换方法，其特征在于，所述方法包括：基于移动通信的切换判决标准，检测移动终端是否已经进入当前服务小区和待选服务小区的重叠覆盖区域，其中，所述当前无人机机载基站下的当前服务小区和待选无人机机载基站下的待选服务小区为相邻小区，所述移动终端当前归属于所述当前服务小区；若为是，则将所述移动终端在到达所述当前位置之前的预设第一数量的历史轨迹点以及所述当前位置的轨迹点，确定为预先训练的预测模型的输入集合；使用所述预测模型，计算所述移动终端在到达所述当前位置之后的预设第二数量的预期轨迹点，其中，所述预测模型基于机器学习中的回归预测方法，用于根据移动终端在进入所述重叠覆盖区域之前的历史轨迹点和当前位置的轨迹点，计算移动终端在进入所述重叠覆盖区域之后的预期轨迹点；判断当所述移动终端位于任一所述预期轨迹点时，该预期轨迹点对应的预设第一预期参考信号接收功率RSRP和预设第二预期RSRP是否满足所述移动通信的切换判决标准，其中，所述第一预期RSRP是指当所述移动终端位于该预期轨迹点时，通过预设的推导公式计算出的所述移动终端上报的所述当前无人机机载基站的预期RSRP，所述第二预期RSRP是指当所述移动终端位于该预期轨迹点时，通过所述预设的推导公式计算出的所述移动终端上报的所述待选无人机机载基站的预期RSRP；若为是，则将所述移动终端从所述当前服务小区切换至所述待选服务小区。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预测模型的训练过程包括：获取预设第三数量的移动终端对应的轨迹点集合，其中，所述轨迹点集合包括各移动终端在进入所述重叠覆盖区域之前的轨迹点，以及所述各移动终端在进入所述重叠覆盖区域之后的轨迹点；将所述轨迹点集合输入初始预测模型，训练得到所述预测模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设第二数量通过如下步骤确定：使用如下公式计算所述预设第二数量；在公式中，k为所述预设第二数量；TTT为预设的触发时长；△T为所述预设第一数量的历史轨迹点之间的时间间隔；ceil函数用于返回大于或者等于指定表达式的最小整数。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述判断当所述移动终端位于任一所述预期轨迹点时，该预期轨迹点对应的预设第一预期RSRP和预设第二预期RSRP是否满足所述移动通信的切换判决标准的步骤之前，所述方法还包括：使用如下公式，分别计算当所述移动终端位于各所述预期轨迹点时，当前无人机在所述移动终端所在水平面的投影到所述移动终端的第一距离，以及待选无人机在所述移动终端所在水平面的投影到所述移动终端的第二距离；在公式中，i＝1，2；当i＝1时，d1为所述当前无人机在所述移动终端所在水平面的投影到所述移动终端的第一距离，(x1，y1)为所述当前无人机在所述移动终端所在水平面的投影位置坐标；当i＝2时，d2为所述待选无人机在所述移动终端所在水平面的投影到所述移动终端的第二距离，(x2，y2)为所述待选无人机在所述移动终端所在水平面的投影位置坐标；(xc，yc)为任一预设轨迹点坐标；使用如下公式，根据所述第一距离和所述第二距离，分别计算当所述移动终端位于各所述预期轨迹点时，所述当前无人机到所述移动终端的第一直线距离，以及所述待选无人机到所述移动终端的第二直线距离；在公式中，i＝1，2；当i＝1时，s1为所述当前无人机到所述移动终端的第一直线距离，h1为所述当前无人机到所述移动终端所在水平面的垂直距离；当i＝2时，s2为所述待选无人机到所述移动终端的第二直线距离，h2为所述待选无人机到所述移动终端所在水平面的垂直距离；使用如下公式，根据所述第一直线距离和所述第二直线距离，分别计算当所述移动终端位于各所述预期轨迹点时，所述当前无人机的第一自由空间的路径损耗，以及所述待选无人机的第二自由空间的路径损耗；FSPLi＝20loglog(si)+20loglog(fMHZ)-27.55在公式中，i＝1，2；当i＝1时，FSPL1为所述当前无人机的第一自由空间的路径损耗；当i＝2时，FSPL2为所述待选无人机的第二自由空间的路径损耗；fMHZ为所述当前无人机机载基站和所述待选无人机机载基站的发射频段；使用如下公式，根据所述第一自由空间的路径损耗和所述第二自由空间的路径损耗，分别计算当所述移动终端位于各所述预期轨迹点时，所述当前无人机向所述移动终端发送信号时受到的第一平均路径损耗，以及所述待选无人机向所述移动终端发送信号时受到的第二平均路径损耗；PLi＝FSPLi+ηi在公式中，i＝1，2；当i＝1时，PL1为所述当前无人机向所述移动终端发送信号时受到的第一平均路径损耗，η1为在由空中的所述当前无人机与地面的所述移动终端形成的空地场景中，所述当前无人机向所述移动终端发送信号时受到的预设第一额外路径损耗值；当i＝2时，PL2为所述待选无人机向所述移动终端发送信号时受到的第二平均路径损耗；η2为在由空中的所述待选无人机与地面的所述移动终端形成的空地场景中，所述待选无人机向所述移动终端发送信号时受到的预设第二额外路径损耗值；使用如下公式，根据所述第一平均路径损耗和所述第二平均路径损耗，分别计算当所述移动终端位于各所述预期轨迹点时，所述移动终端上报的所述当前无人机机载基站的第一预期RSRP，以及所述移动终端上报的所述待选无人机机载基站的第二预期RSRP；RSRPi＝P-PLi在公式中，i＝1，2；当i＝1时，RSRP1为所述移动终端上报的所述当前无人机机载基站的第一预期RSRP；当i＝2时，RSRP2为所述移动终端上报的所述待选无人机机载基站的第二预期RSRP；P为所述当前无人机机载基站和所述待选无人机机载基站的发射功率。5.一种基于用户轨迹预测的无人机机载基站的切换装置，其特征在于，所述装置包括：触发条件判别单元、轨迹预测单元、切换判决单元和切换...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡博，陈山枝，杨翰章，王雷，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11