基于分簇多播的集群系统切换方法与流程

技术特征：

1.基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、当距离源基站最远的集群用户满足D2D切换准则时，向源基站发起分簇多播请求；

S2、源基站根据小区内的用户位置、移动方向和速度信息进行簇头选择和分簇；

S3、源基站下发分簇信息给小区内的终端，所有终端接收到分簇信息后，簇头使用D2D多播为其簇内用户转发源基站下发的业务数据；

S4、簇内终端满足小区切换准则时，发送小区测量上报，使目标小区提前预留多播资源；

S5、簇内终端进入目标小区后，进行RRC连接重配置，与目标基站建立连接，使用预留的多播资源接收下行数据；

S6、与目标基站建立连接的终端参与簇头竞选，目标基站使用切换后分簇算法完成分簇和成簇阶段，成为簇头的终端通过D2D多播为还处于源基站和目标小区间未覆盖区域中的用户转发业务数据。

2.根据权利要求1所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S1中的D2D切换准则为：满足条件RSRP_T＞RSRP_S+HOM_D2D且持续TTT_D2D时间，则触发分簇多播请求；其中RSRP_T为目标小区参考信号接收功率，RSRP_S为当前服务小区的参考信号接收功率，HOM_D2D为D2D切换的测量门限，TTT_D2D为D2D测量持续时间。

3.根据权利要求1所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S2中进行簇头选择和分簇的具体过程为：将网络中的区域分为基站多播直传区、D2D中继区和源小区外区域，对D2D中继区内的用户进行簇头选择和分簇。

4.根据权利要求3所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下分步骤：

S21、计算每个终端在自己D2D通信范围内的终端个数、相对速率总值和剩余电量；

S22、由层次分析法，得到综合评价指标最大的终端；

S23、将综合评价指标最大的终端作为簇头，与其广播范围内的所有终端建立成为一个簇，已经成为簇头或簇内终端的终端将不再参与接下来的分簇过程；

S24、判断分簇是否完成，若是则分簇阶段结束，进入步骤S3；否则返回步骤S21进行新一轮簇头选择和成簇过程，每次均选取区域中综合评价指标最大的终端作为簇头终端。

5.根据权利要求4所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S21中相对速率总值的计算方法为：设第i个终端的速率为V_i，其D2D覆盖区域内的终端构成一个集合φ，第j个终端的速率为V_j，其与第i个终端的移动方向的夹角为α_j，那么第i个终端的相对速率总值为：

6.根据权利要求4所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S22中的层次分析法具体为：将准则层的三个因素，即D2D通信范围内的终端个数、相对速率总值和剩余电量按照1-9标度法两两进行相对重要度比较和取值，取值结果记为a_ij，从而构成了一个比较矩阵A＝(a_ij)_3×3；根据特征根法计算出比较矩阵A的特征向量和最大特征根，即Aw＝λ_maxw，其中λ_max为A的最大特征根，w是相对应的特征向量，w归一化后作为权重向量；将候选簇头准则层的三个因素两两相比，乘以权重向量再求和，得到各自的综合评价指标。

7.根据权利要求4所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S24中判断分簇是否完成的判断准则为：当D2D中继区内终端均为簇头或簇内终端时，认为分簇完成。

8.根据权利要求1所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S3中的业务数据采用的是带外中继，不复用小区频谱。

9.根据权利要求2所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S4中小区切换准则为：满足条件RSRP_T＞RSRP_S+HOM_cell且持续TTT_cell时间，则触发小区测量报告，源基站、目标基站以及MME进行信令交互后，目标基站提前为集群用户准备好多播资源，待其进入目标小区时无需等待而是直接获得信道资源；其中RSRP_T为目标小区参考信号接收功率，RSRP_S为当前服务小区的参考信号接收功率，HOM_cell为小区切换的测量门限，TTT_cell为小区测量持续时间，且HOM_cell＞HOM_D2D，TTT_cell＞TTT_D2D。

10.根据权利要求1所述的基于分簇多播的集群系统切换方法，其特征在于，所述步骤S6中的分簇算法具体为：每一轮分簇，选取目标小区内连接度最高，即D2D通信范围覆盖终端最多的终端推举为簇头，其D2D覆盖范围内的终端成为其簇内终端，接受簇头为其中继转发业务数据；已经成为簇头或者簇内终端的终端将不再参与接下来的分簇过程；循环执行簇头选择和成簇过程，直至D2D中继区和目标小区外的所有终端都成为簇头或者簇内终端后，分簇阶段结束。