本發(fā)明涉及通信技術領域，特別是涉及基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法和裝置。

背景技術：

隨著無人機技術的發(fā)展，在移動通信網絡中引入無人機機載基站逐漸成為研究熱點。

在現(xiàn)有文獻中，handovermanagementofnet-dronesforfutureinternetplatforms的kyung-nampark、jin-hyeokkang、byeong-mooncho、kyung-joonpark和hwangnamkim等人，描述了一種使用無人機機載基站進行切換的方法，通過判斷在重疊覆蓋區(qū)域內用戶移動速度及方向來實現(xiàn)切換。

本發(fā)明引入機器學習方法，采用基于軌跡預測的無人機機載基站切換方法，降低切換時延，保持通信連續(xù)性。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法和裝置，以實現(xiàn)快速判決是否需要對移動終端進行小區(qū)切換，保證用戶的通信質量。具體技術方案如下：

本發(fā)明提出了一種基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法，所述方法包括：

基于移動通信的切換判決標準，檢測移動終端是否已經進入當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域，其中，所述當前無人機機載基站下的當前服務小區(qū)和待選無人機機載基站下的待選服務小區(qū)為相鄰小區(qū)，所述移動終端當前歸屬于所述當前服務小區(qū)；

若為是，則將所述移動終端在到達所述當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點以及所述當前位置的軌跡點，確定為預先訓練的預測模型的輸入集合；

使用所述預測模型，計算所述移動終端在到達所述當前位置之后的預設第二數量的預期軌跡點，其中，所述預測模型基于機器學習中的回歸預測方法，用于根據移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的歷史軌跡點和當前位置的軌跡點，計算移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點；

判斷當所述移動終端位于任一所述預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期參考信號接收功率(referencesignalreceivedpower，rsrp)和預設第二預期rsrp是否滿足所述移動通信的切換判決標準，其中，所述第一預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的預期rsrp，所述第二預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過所示預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的預期rsrp；

若為是，則將所述移動終端從所述當前服務小區(qū)切換至所述待選服務小區(qū)。

優(yōu)選的，所述預測模型的訓練過程包括：

獲取預設第三數量的移動終端對應的軌跡點集合，其中，所述軌跡點集合包括各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的軌跡點，以及所述各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的軌跡點；

將所述軌跡點集合輸入初始預測模型，訓練得到所述預測模型。

優(yōu)選的，所述預設第二數量通過如下步驟確定：

使用如下公式計算所述預設第二數量；

在公式中，k為所述預設第二數量；ttt為預設的觸發(fā)時長；△t為所述預設第一數量的歷史軌跡點之間的時間間隔；ceil函數用于返回大于或者等于指定表達式的最小整數。

優(yōu)選的，在所述判斷當所述移動終端位于任一所述預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足所述移動通信的切換判決標準的步驟之前，所述方法還包括：

使用如下公式，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，以及待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離；

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，d1為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，(x1，y1)為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；當i＝2時，d2為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離，(x2，y2)為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；(xc，yc)為任一預設軌跡點坐標；

使用如下公式，根據所述第一距離和所述第二距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，以及所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離；

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，s1為所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，h1為所述當前無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；當i＝2時，s2為所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離，h2為所述待選無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；

使用如下公式，根據所述第一直線距離和所述第二直線距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗，以及所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；

fspli＝20loglog(si)+20loglog(fmhz)-27.55

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，fspl1為所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗；當i＝2時，fspl2為所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；fmhz為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射頻段；

使用如下公式，根據所述第一自由空間的路徑損耗和所述第二自由空間的路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，以及所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；

pli＝fspli+ηi

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，pl1為所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，η1為在由空中的所述當前無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第一額外路徑損耗值；當i＝2時，pl2為所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；η2為在由空中的所述待選無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第二額外路徑損耗值；

使用如下公式，根據所述第一平均路徑損耗和所述第二平均路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp，以及所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；

rsrpi＝p-pli

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，rsrp1為所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp；當i＝2時，rsrp2為所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；p為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射功率。

本發(fā)明還提出了一種基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換裝置，所述裝置包括：觸發(fā)條件判別單元、軌跡預測單元、切換判決單元和切換執(zhí)行單元；

所述觸發(fā)條件判別單元，用于基于移動通信的切換判決標準，檢測移動終端是否已經進入當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域，其中，所述當前無人機機載基站下的當前服務小區(qū)和待選無人機機載基站下的待選服務小區(qū)為相鄰小區(qū)，所述移動終端當前歸屬于所述當前服務小區(qū)；

所述軌跡預測單元，用于若所述用戶臨界位置檢測單元的檢測結果為所述第一rsrp與所述第二rsrp滿足移動通信的切換判決標準，則將所述移動終端在到達所述當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點以及所述當前位置的軌跡點，確定為預先訓練的預測模型的輸入集合；使用所述預測模型，計算所述移動終端在到達所述當前位置之后的預設第二數量的預期軌跡點，其中，所述預測模型基于機器學習中的回歸預測方法，用于根據移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的歷史軌跡點和當前位置的軌跡點，計算移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點；

所述切換判決單元，用于判斷當所述移動終端位于所述軌跡預測單元計算出的任一所述預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足所述移動通信的切換判決標準，其中，所述第一預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的預期rsrp，所述第二預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過所述預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的預期rsrp；

所述切換執(zhí)行單元，用于若所述第二判斷單元的判斷結果為所述第一預期rsrp和所述第二預期rsrp滿足所述移動通信的切換判決標準，則將所述移動終端從所述當前服務小區(qū)切換至所述待選服務小區(qū)。。

優(yōu)選的，所述預測模型通過執(zhí)行如下單元預設：

獲取單元，用于獲取預設第三數量的移動終端對應的軌跡點集合，其中，所述軌跡點集合包括各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的軌跡點，以及所述各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的軌跡點；

訓練單元，用于將所述軌跡點集合輸入初始預測模型，訓練得到所述預測模型。

優(yōu)選的，所述預設第二數量通過執(zhí)行如下單元確定：

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式計算所述預設第二數量；

在公式中，k為所述預設第二數量；ttt為預設的觸發(fā)時長；△t為所述預設第一數量的歷史軌跡點之間的時間間隔；ceil函數用于返回大于或者等于指定表達式的最小整數。

優(yōu)選的，所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，以及待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離；

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，d1為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，(x1，y1)為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；當i＝2時，d2為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離，(x2，y2)為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；(xc，yc)為任一預設軌跡點坐標；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一距離和所述第二距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，以及所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離；

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，s1為所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，h1為所述當前無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；當i＝2時，s2為所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離，h2為所述待選無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一直線距離和所述第二直線距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗，以及所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；

fspli＝20loglog(si)+20loglog(fmhz)-27.55

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，fspl1為所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗；當i＝2時，fspl2為所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；fmhz為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射頻段；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一自由空間的路徑損耗和所述第二自由空間的路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，以及所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；

pli＝fspli+ηi

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，pl1為所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，η1為在由空中的所述當前無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第一額外路徑損耗值；當i＝2時，pl2為所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；η2為在由空中的所述待選無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第二額外路徑損耗值；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一平均路徑損耗和所述第二平均路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp，以及所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；

rsrpi＝p-pli

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，rsrp1為所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp；當i＝2時，rsrp2為所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；p為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射功率。

本發(fā)明提供的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法和裝置，首先，基于移動通信的切換判決標準，檢測移動終端是否已經進入當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域，其中，當前無人機機載基站下的當前服務小區(qū)和待選無人機機載基站下的待選服務小區(qū)為相鄰小區(qū)，移動終端當前歸屬于所述當前服務小區(qū)；若為是，則根據移動終端在到達當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點，計算移動終端在當前位置之后的預設第二數量的預期軌跡點；接下來，判斷當移動終端位于任一預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足移動通信的切換判決標準，其中，第一預期rsrp是指當該移動終端位于預期軌跡點時，預測出的該移動終端上報的當前無人機機載基站的預期rsrp，第二預期rsrp是指當該移動終端位于預期軌跡點時，預測出的該移動終端上報的待選無人機機載基站的預期rsrp；若為是，則將移動終端從當前服務小區(qū)切換至待選服務小區(qū)。

這樣，在移動終端滿足移動通信的切換判決標準的情況下，通過判斷當移動終端位于計算出的預期軌跡點時是否符合移動通信的切換判決標準來實現(xiàn)快速判決是否需要對移動終端進行小區(qū)切換，保證用戶的通信質量。當然，實施本發(fā)明的任一產品或方法必不一定需要同時達到以上所述的所有優(yōu)點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明的應用場景示意圖；

圖3為本發(fā)明的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換裝置的示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發(fā)明中的附圖，對本發(fā)明中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

隨著通訊技術的快速發(fā)展，使用無人機機載基站解決熱點區(qū)域的覆蓋及接入受到越來越多的關注，目前，已經實現(xiàn)了利用無人機機載基站作為空中接入點進行通信。在實際應用中，相鄰兩個服務小區(qū)的覆蓋范圍存在重疊覆蓋區(qū)域。為了保證用戶的通信質量和使用體驗，當移動終端移動至兩個服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域時，需要判斷是否對移動終端進行小區(qū)切換。

具體的，已知技術中，長期演進技術(longtermevolution，移動通信)網絡中判斷是否對移動終端進行小區(qū)切換的具體流程為：

第一步：判斷移動終端對應當前基站的rsrp與該移動終端對應待選基站的rsrp是否滿足移動通信的切換判決標準，其中，移動通信的切換判決標準如公式(1)所示：

rsrp2≥rsrp1+hom(1)

在公式(1)中，rsrp2為該移動終端對應待選基站的rsrp；rsrp1為該移動終端對應當前基站的rsrp；hom為預設的切換滯后差值，具體可以根據實際情況設置。

第二步：若為是，則在觸發(fā)時長(timetriggeredtechnology，ttt)內，當前基站按照預測周期，多次接收該移動終端對應當前基站的rsrp和該移動終端對應待選基站的rsrp；判斷該移動終端對應當前基站的rsrp和該移動終端對應待選基站的rsrp是否持續(xù)滿足移動通信的切換判決標準。

第三步：若為是，則將該移動終端從當前基站下的當前服務小區(qū)切換至待選基站下的待選服務小區(qū)。

其中，上述當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)為歸屬于不同基站的相鄰小區(qū)，當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)存在重疊覆蓋的區(qū)域，當前移動終端歸屬于當前服務小區(qū)。

可見，在上述的小區(qū)切換流程中，當前基站需要在ttt內持續(xù)接收移動終端上報的rsrp并進行判決，這樣，延長了等待小區(qū)切換的時長，可能出現(xiàn)由于沒有及時切換小區(qū)而導致用戶掉話或者通信質量變差的問題。因此，本發(fā)明提出了基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法，能夠快速判決是否需要對移動終端進行小區(qū)切換，保證用戶的通信質量。

本發(fā)明公開了一種基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法。參見圖1，圖1為本發(fā)明的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法的流程圖，包括如下步驟：

步驟101，基于移動通信的切換判決標準，檢測移動終端是否已經進入當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域；如果是，執(zhí)行步驟102。

其中，所述當前無人機機載基站下的當前服務小區(qū)和待選無人機機載基站下的待選服務小區(qū)為相鄰小區(qū)，所述移動終端當前歸屬于所述當前服務小區(qū)。

在本步驟中，當移動終端移動至當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域時，檢測該移動終端上報的當前無人機機載基站的第一參考信號接收功率rsrp與該移動終端上報的待選無人機機載基站的第二rsrp是否滿足移動通信的切換判決標準，其中，移動通信的切換判決標準可以參考公式(1)。

需要說明的是，本步驟的詳細過程可以參考現(xiàn)有技術，在此不再贅述。

步驟102，將移動終端在到達當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點以及當前位置的軌跡點，確定為預先訓練的預測模型的輸入集合。

在本步驟中，當該移動終端上報的當前無人機機載基站的第一rsrp與該移動終端上報的待選無人機機載基站的第二rsrp滿足移動通信的切換判決標準時，將該移動終端在到達當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點以及當前位置的軌跡點，確定為預先訓練的預測模型的輸入集合。

在實際應用中，在移動終端到達當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點以及當前位置的軌跡點中，相鄰兩點之間的時間間隔均為△t；其中，預設第一數量可以根據實際情況來確定。

步驟103，使用預測模型，計算移動終端在到達所述當前位置之后的預設第二數量的預期軌跡點，其中，預測模型基于機器學習中的回歸預測方法，用于根據移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之前的歷史軌跡點和當前位置的軌跡點，計算移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點。

具體的，預設模型能夠根據移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之前的歷史軌跡點和當前位置的軌跡點，計算出移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點，也就是說，預設模型能夠通過使用機器學習中的回歸預測方法，計算移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點。

其中，預測模型可以是神經網絡，也可以是由高斯混合聚類方法與高斯過程回歸方法組成的混合模型，當然，也可以是其他能夠使用回歸預測方法的數學模型。具體可以根據實際情況來確定使用的預測模型，本發(fā)明對此不加以限制。

可以理解的，預設第二數量的預期軌跡點實際就是預測移動終端的移動軌跡，根據預測出的移動軌跡，可以快速判決是否需要將移動終端切換至待選服務小區(qū)。相比現(xiàn)有技術，無需等待ttt才能判決是否需要進行切換，縮短了等待切換的時長，提高了切換效率，保證用戶的通信質量。

步驟104，判斷當所述移動終端位于任一所述預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足所述移動通信的切換判決標準，如果是，執(zhí)行步驟105。

其中，所述第一預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的預期rsrp，所述第二預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的預期rsrp。

在本步驟中，在計算出移動終端在當前位置之后的預設第二數量的預期軌跡點之后，判斷當該移動終端位于任一預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的第一預期rsrp和第二預期rsrp是否滿足移動通信的切換判決標準，以便快速判決是否需要將移動終端切換至待選服務小區(qū)；其中，第一預期rsrp和所述第二預期rsrp可以根據移動終端的預期軌跡點計算得到。

步驟105，將所述移動終端從所述當前服務小區(qū)切換至所述待選服務小區(qū)。

在本步驟中，當移動終端位于任一預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp均滿足移動通信的切換判決標準時，將移動終端從當前服務小區(qū)切換至待選服務小區(qū)。這樣，不需要等待ttt，也無需向當前無人機機載基站持續(xù)上報第一rsrp和第二rsrp，就能夠快速確定是否需要對移動終端進行切換，提高了切換效率。

可見，本發(fā)明提供的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法，能夠當移動終端的當前位置位于當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域時，且移動終端滿足移動通信的切換判決標準的情況下，通過檢測當移動終端位于計算出的任一預期軌跡點時是否符合移動通信的切換判決標準，來實現(xiàn)快速判決是否需要對移動終端進行小區(qū)切換，保證用戶的通信質量。

在本發(fā)明的一種可選實施例中，對圖1所示的本發(fā)明的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法中的步驟102至步驟104進行詳細說明：

需要說明的是，預期軌跡點的預設第二數量可以根據△t和預設的ttt來確定，具體的，可以通過公式(2)計算得到：

在公式(2)中，k為預設第二數量；ttt為預設的觸發(fā)時長；△t為所述預設第一數量的歷史軌跡點之間的時間間隔；ceil函數用于返回大于或者等于指定表達式的最小整數。

假設當前時刻為t0，移動終端當前位置的軌跡點坐標為(xt0，yt0)，預期軌跡點的預設第二數量為k；計算預期軌跡點的具體步驟如下：

第一步，確定預測模型的第一個輸入集合t0，包括：移動終端在到達當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點坐標(xt1，yt1)、(xt2，yt2)、…，以及當前位置的軌跡點坐標(xt0，yt0)，如公式(3)所示；

t0＝{(xt1,yt1)，(xt2,yt2),…,(xt0,yt0)}(3)

第二步，將輸入集合t0輸入到預測模型中，計算下一時刻t1的預期軌跡點坐標(xt1，yt1)，其中，t1＝t0+△t。

第三步，判斷當移動終端位于預期軌跡點坐標(xt1，yt1)時，對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足移動通信的切換判決標準；若為是，則將預期軌跡點坐標(xt1，yt1)添加到輸入集合t0中，得到第二個輸入集合t1，包括：移動終端在到達當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點坐標(xt1，yt1)、(xt2，yt2)、…，當前位置的軌跡點坐標(xt0，yt0)以及時刻t1的預期軌跡點坐標(xt1，yt1)，如公式(4)所示：

t1＝{(xt1,yt1)，(xt2,yt2),…,(xt0,yt0),(xt1,yt1)}(4)

第四步，將輸入集合t1輸入到預測模型中，計算出下一時刻t2的預期軌跡點坐標(xt2，yt2)，其中，t2＝t0+△t+△t。

第五步，判斷當移動終端位于預期軌跡點坐標(xt2，yt2)時，對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足移動通信的切換判決標準；若為是，則將預期軌跡點坐標(xt2，yt2)添加到輸入集合t0中，得到第三個輸入集合t2，如此循環(huán)。

若其中一個預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp不滿足移動通信的切換判決標準，則停止切換流程，不對移動終端進行小區(qū)切換；若確定k個預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp均滿足移動通信的切換判決標準，則繼續(xù)執(zhí)行步驟205。

可以理解的，計算出的k個的預期軌跡點實際就是預測移動終端在ttt內的移動軌跡，根據預測出的移動軌跡，就快速判決是否需要將移動終端切換至待選服務小區(qū)；相比現(xiàn)有技術，無需等待ttt才能判決是否需要進行切換，縮短了等待切換的時長，提高了切換效率，保證用戶的通信質量。

在實際應用中，在執(zhí)行圖1所示的本發(fā)明的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法中的步驟102之前，需要訓練好預設模型。所述預測模型的訓練過程包括：

獲取預設第三數量的移動終端對應的軌跡點集合，其中，所述軌跡點集合包括各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的軌跡點，以及所述各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的軌跡點；

將所述軌跡點集合輸入初始預測模型，訓練得到所述預測模型。

具體的，用于訓練預測模型的軌跡點集合，可以包括預設第三數量的移動終端的軌跡點數據；比如，當預設第三數量為1000時，那么，軌跡點集合包括1000個移動終端中每個移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之前的20組軌跡點，以及重疊覆蓋區(qū)域之后的5組軌跡點。當然，預設第三數量，以及軌跡點的組數都可以根據實際情況來設置。

這樣，將移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之前的歷史軌跡點和當前位置的軌跡點輸入到訓練好的預測模型中，能夠輸出移動終端在進入重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點，以便根據預期軌跡點來快速判決是否需要將移動終端切換至待選服務小區(qū)。

在本發(fā)明的一種可選實施例中，對步驟103中預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp的計算方法進行了詳細說明。具體的，該過程可以包括如下步驟：

步驟一，使用公式(5)，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，以及待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離；

在公式(5)中，i＝1，2；當i＝1時，d1為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，(x1，y1)為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；當i＝2時，d2為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離，(x2，y2)為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；(xc，yc)為任一預設軌跡點坐標。

具體的，根據預設軌跡點坐標(xc，yc)，以及當前無人機和待選無人機在移動終端所在水平面的投影(x1，y1)和(x2，y2)，能夠計算出當前無人機在移動終端所在水平面的投影到移動終端的第一距離d1和待選無人機在移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離d2。

參考圖2，圖2為本發(fā)明的應用場景示意圖。如圖2所示，圖2中的點b所在的由斜杠組成的陰影部分即為當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域，可以認為點b為移動終端的當前位置。點a為移動終端在到達當前位置點b之前的歷史軌跡點，移動終端的預期軌跡點為點c。

如圖2所示，圖2中以預期軌跡點為點c為例進行說明，點c坐標為(xc，yc)，點c至當前無人機在點c所在水平面的投影點位置坐標(x1，y1)的第一距離為d1，點c至待選無人機在點c所在水平面的投影位置坐標(x2，y2)的第二距離為d2。

步驟二，使用公式(6)，根據所述第一距離和所述第二距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，以及所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離；

在公式(6)中，i＝1，2；當i＝1時，s1為所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，h1為所述當前無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；當i＝2時，s2為所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離，h2為所述待選無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離。

具體的，根據當前無人機在移動終端所在水平面的投影到移動終端的第一距離d1和待選無人機在移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離d2，以及當前無人機到移動終端所在水平面的垂直距離h1和待選無人機到移動終端所在水平面的垂直距離h2，能夠計算出當前無人機到移動終端的第一直線距離s1和待選無人機到移動終端的第二直線距離s2。

如圖2所示，當前無人機至點c的第一直線距離為s1，待選無人機至點c的第二直線距離為s2，h1為當前無人機到點c所在水平面的垂直距離，h2為待選無人機到點c所在水平面的垂直距離。

步驟三，使用公式(7)，根據所述第一直線距離和所述第二直線距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗，以及所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；

fspli＝20loglog(si)+20loglog(fmhz)-27.55(7)

在公式(7)中，i＝1，2；當i＝1時，fspl1為所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗；當i＝2時，fspl2為所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；fmhz為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射頻段。

具體的，根據計算出的第一直線距離s1和第二直線距離s2，以及已知的發(fā)射頻段fmhz，能夠計算出當前無人機的第一自由空間的路徑損耗fspl1和待選無人機的第二自由空間的路徑損耗fspl2。

步驟四，使用公式(8)，根據所述第一自由空間的路徑損耗和所述第二自由空間的路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，以及所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；

pli＝fspli+ηi(8)

在公式(8)中，i＝1，2；當i＝1時，pl1為所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，η1為在由空中的所述當前無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第一額外路徑損耗值；當i＝2時，pl2為所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；η2為在由空中的所述待選無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第二額外路徑損耗值。

需要說明的是，當無人機處于不同飛行高度時，無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的額外路徑損耗值是不同的。在實際應用中，可以在無人機處于不同飛行高度的情況下，測量多組無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的額外路徑損耗值，并對多組測量值進行統(tǒng)計處理后得到無人機處于不同飛行高度時對應的額外路徑損耗值。可以理解的，預設第一額外路徑損耗值η1是根據當前無人機的飛行高度確定的，預設第二額外路徑損耗值η2是根據待選無人機的飛行高度確定的；當當前無人機和待選無人機的飛行高度相同時，預設第一額外路徑損耗值η1和預設第二額外路徑損耗值η2相同。

具體的，根據計算出的當前無人機的第一自由空間的路徑損耗fspl1和待選無人機的第二自由空間的路徑損耗fspl2以及已知的額外損耗η，能夠計算出當前無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗pl1和待選無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗pl2。

步驟五，使用公式(9)，根據所述第一平均路徑損耗和所述第二平均路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp，以及所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；

rsrpi＝p-pli(9)

在公式(9)中，i＝1，2；當i＝1時，rsrp1為所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp；當i＝2時，rsrp2為所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；p為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射功率。

具體的，根據計算出的當前無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗pl1和待選無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗pl2，以及已知的無人機機載基站的發(fā)射功率，能夠計算出移動終端位于預期軌跡點時，上報的當前無人機機載基站的第一預期rsrp和待選無人機機載基站的第二預期rsrp。

由公式(5)至公式(9)可知，因為無人機機載基站的發(fā)射功率p相同，使用的發(fā)射頻段fmhz也相同，且無人機到移動終端所在水平面的垂直距離不變，所以，信號在傳輸過程中所受到的自由空間路徑損耗fspl僅與無人機與移動終端的直線距離s有關，同時，由于周圍環(huán)境所致的額外損耗η為常量，可知無人機向移動終端發(fā)送信號時受到的平均路徑損耗pl也僅和該直線距離s有關。

綜上所述，當移動終端位于任一預期軌跡點時，預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp僅與當前無人機與移動終端的第一直線距離s1有關，預設第二預期rsrp僅與待選無人機與移動終端的第二直線距離s2有關。

可見，本發(fā)明提供的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換方法，能夠在移動終端滿足移動通信的切換判決標準的情況下，通過判斷計算出的第一預期rsrp和第二預期rsrp是否符合移動通信的切換判決標準，來實現(xiàn)快速判決是否需要對移動終端進行小區(qū)切換；需要說明的是，由于第一預期rsrp僅與當前無人機與移動終端的第一直線距離s1有關，預設第二預期rsrp僅與待選無人機與移動終端的第二直線距離s2有關，因此，可以根據當前無人機與移動終端的第一直線距離s1和待選無人機與移動終端的第二直線距離s2，準確計算出第一預期rsrp和第二預期rsrp，以使得能夠精確判決出是否需要對移動終端進行小區(qū)切換，保證用戶的通信質量。

本發(fā)明還公開了一種基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換裝置。參見圖3，圖3為本發(fā)明的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換裝置的示意圖，所述裝置包括：觸發(fā)條件判別單元301、軌跡預測單元302、切換判決單元303和切換執(zhí)行單元304；

所述觸發(fā)條件判別單元301，用于基于移動通信的切換判決標準，檢測移動終端是否已經進入當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域，其中，所述當前無人機機載基站下的當前服務小區(qū)和待選無人機機載基站下的待選服務小區(qū)為相鄰小區(qū)，所述移動終端當前歸屬于所述當前服務小區(qū)；

所述軌跡預測單元302，用于將所述移動終端在到達所述當前位置之前的預設第一數量的歷史軌跡點以及所述當前位置的軌跡點，確定為預先訓練的預測模型的輸入集合；使用所述預測模型，計算所述移動終端在到達所述當前位置之后的預設第二數量的預期軌跡點，其中，所述預測模型基于機器學習中的回歸預測方法，用于根據移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的歷史軌跡點和當前位置的軌跡點，計算移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的預期軌跡點；

所述切換判決單元303，用于判斷當所述移動終端位于所述軌跡預測單元計算出的任一所述預期軌跡點時，該預期軌跡點對應的預設第一預期rsrp和預設第二預期rsrp是否滿足所述移動通信的切換判決標準，其中，所述第一預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的預期rsrp，所述第二預期rsrp是指當所述移動終端位于該預期軌跡點時，通過所述預設的推導公式計算出的所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的預期rsrp；

所述切換執(zhí)行單元304，用于若所述第二判斷單元的判斷結果為所述第一預期rsrp和所述第二預期rsrp滿足所述移動通信的切換判決標準，則將所述移動終端從所述當前服務小區(qū)切換至所述待選服務小區(qū)。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，所述預測模型通過執(zhí)行如下單元預設：

獲取單元，用于獲取預設第三數量的移動終端對應的軌跡點集合，其中，所述軌跡點集合包括各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之前的軌跡點，以及所述各移動終端在進入所述重疊覆蓋區(qū)域之后的軌跡點；

訓練單元，用于將所述軌跡點集合輸入初始預測模型，訓練得到所述預測模型。

在本發(fā)明的又一種優(yōu)選實施例中，所述預設第二數量通過執(zhí)行如下單元確定：

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式計算所述預設第二數量；

在公式中，k為所述預設第二數量；ttt為預設的觸發(fā)時長；△t為所述預設第一數量的歷史軌跡點之間的時間間隔；ceil函數用于返回大于或者等于指定表達式的最小整數。

在本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施例中，

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，以及待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離；

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，d1為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第一距離，(x1，y1)為所述當前無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；當i＝2時，d2為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影到所述移動終端的第二距離，(x2，y2)為所述待選無人機在所述移動終端所在水平面的投影位置坐標；(xc，yc)為任一預設軌跡點坐標；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一距離和所述第二距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，以及所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離；

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，s1為所述當前無人機到所述移動終端的第一直線距離，h1為所述當前無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；當i＝2時，s2為所述待選無人機到所述移動終端的第二直線距離，h2為所述待選無人機到所述移動終端所在水平面的垂直距離；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一直線距離和所述第二直線距離，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗，以及所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；

fspli＝20loglog(si)+20loglog(fmhz)-27.55

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，fspl1為所述當前無人機的第一自由空間的路徑損耗；當i＝2時，fspl2為所述待選無人機的第二自由空間的路徑損耗；fmhz為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射頻段；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一自由空間的路徑損耗和所述第二自由空間的路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，以及所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；

pli＝fspli+ηi

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，pl1為所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第一平均路徑損耗，η1為在由空中的所述當前無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述當前無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第一額外路徑損耗值；當i＝2時，pl2為所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的第二平均路徑損耗；η2為在由空中的所述待選無人機與地面的所述移動終端形成的空地場景中，所述待選無人機向所述移動終端發(fā)送信號時受到的預設第二額外路徑損耗值；

所述軌跡預測單元，還用于使用如下公式，根據所述第一平均路徑損耗和所述第二平均路徑損耗，分別計算當所述移動終端位于各所述預期軌跡點時，所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp，以及所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；

rsrpi＝p-pli

在公式中，i＝1，2；當i＝1時，rsrp1為所述移動終端上報的所述當前無人機機載基站的第一預期rsrp；當i＝2時，rsrp2為所述移動終端上報的所述待選無人機機載基站的第二預期rsrp；p為所述當前無人機機載基站和所述待選無人機機載基站的發(fā)射功率。

可見，本發(fā)明提供的基于用戶軌跡預測的無人機機載基站的切換裝置，能夠當移動終端的當前位置位于當前服務小區(qū)和待選服務小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域時，且移動終端滿足移動通信的切換判決標準的情況下，計算出移動終端的預期移動軌跡，進而判斷當移動終端位于預期移動軌跡時是否符合移動通信的切換判決標準，來實現(xiàn)快速判決是否需要對移動終端進行小區(qū)切換，保證用戶的通信質量。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個實施例均采用相關的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于裝置實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發(fā)明的保護范圍內。