基于发送切换邀请的准周期越区切换触发机制的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及智能交通与无线移动通信技术领域，尤其设及公交车辆行驶中车载网 络与道路旁边无线网络接入点的信息交换技术，即一种基于发送切换邀请的准周期越区切 换触发机制。
【背景技术】
[0002] 随着移动通信和无线网络技术的飞速发展，智能公交系统IPTSQntelligent 化blicTransportSystem)的发展越来越迅速，尤其是近来快速公交炬RT)系统的投入应 用。众所周知，公共交通车辆是广大市民出行的主要交通工具，因此公交车联网是现代化城 市建设中不可缺少的一项重要内容。在智慧型城市建设中，公交车联网除辅助安全驾驶、提 高交通效率之外，还需要提供车载信息服务，如Internet接入服务或车载娱乐等。企业和 政府有关部口可利用车联网上公共信息平台发布影视、广告、宣传片、管理条例、紧急预警、 各种通知等；广大市民上、下班途中可W使用手机、Pad等上网浏览新闻、刷微博、听音乐、 看视频等，而高效可靠的信息传输系统是车联网各项功能得W实现的重要保证。
[0003] 目前公交车联网的基本信息传输模式是V2R(车辆到路边），即公交车辆是通过车 载单元（0BU)与公交线路上若干个路边单元巧SU)进行无线信息交换。车辆在行驶中必然 会使0脚与RSU的无线通信信号从一个RSU跨越到另一个RSU的信号覆盖范围，相应地要 求V2R连接从上一个RSU转换到下一个RSU，由此产生RSU切换问题，即0BU越区产生RSU 切换。
[0004] 车载单元（0BU) -般是通过WI-FI技术地EE802. 11)使广大乘客能够W较低代 价享受Internet服务。现有的WI-FI技术对公交车载单元（0BU)越区切换工作支持较差， 通常会产生较大延迟（几十毫秒~几秒）。特别地，对于诸如VoIP等延迟敏感性业务的支 持更差。另外，公交车上常拥有多个乘客，该些乘客作为一组用户，整体移动，且每个乘客会 有不同类型的信息服务请求，在跨越各个RSU时，必然会同时产生大量的切换请求，从而对 切换的快速性提出了更高的要求。
[0005] 近来，随着快速公交炬RT)系统的建设和投入运行，公交车行驶速度有了很大的 提高。车速加快使得公交车通过两个相邻的路边单元化SU)的信号重叠覆盖区的时间较 短，导致车载单元（0BU)通常的越区切换过程不能按时完成，极大影响了用户的服务质量， 因此迫切需要提高现有越区切换的速度。
[0006] 另外，随着我国城市建设水准的不断提高，城区高大建筑物越来越多，造成无线电 波的传播环境变得越来越恶劣，W至于车载信息单元（0BU)在越区切换过程中极易产生信 号中断，极大地损害了在线用户的服务质量与车辆运行的安全性。
[0007] 越区切换的触发机制决定公交车载单元（0BU)何时进行切换W及W何种性能 度量指标进行切换判决。现有的越区切换机制，主要根据RSSI(接收信号的强度）值或 SNR(信噪比）是否低于预设的口限来触发切换，受高速移动环境的影响，切换的成功率较 低。另外有研究结果表明当公交车载单元（0BU)移动到路边单元巧SU)覆盖范围的边界区 域时，其RSSI值的变化较小，所W不足W作为触发的条件，该也是引起传统切换触发时性 能较低的原因之一。
[000引 目前移动通信中越区切换方式主要有S种，即网络控制、网络发起用户设备扣E) 辅助、肥独立控制。后一种切换方式，虽然具有切换速度快的特点，但不便于统一管理，遇 到多个用户同时切换时，失败概率较高。前两种切换方式在蜂窝移动网络中应用较广，两者 都是由原基站（相当于RSU)向UE发出启动切换命令，再由UE尝试与新基站建立链接。该 种切换方式被称为后向越区切换。车辆高速行驶中，信号的不稳定易造成切换联络信令的 丢失等。虽然近来很多学者提出了很多改进措施，但仍然难满足高速移动环境越区切换的 要求。归根到底，传统的基于RSSI判决机制属于被动切换方式，面对车辆高速行驶环境，改 进空间越来越小。为此必须对现有的越区切换机制进行革新，变被动为主动。
[0009] 如果改变切换过程的信令联络方式，采用由新小区基站主动向有切换意向的肥 预先发出邀请，肥一旦接到了邀请，并做出响应，UE就与新小区建立链接。一方面能避免后 向越区切换的信号测量和判决过程，克服基于RSSI切换判决机制的不可靠性。另一方面也 简化了切换的联络过程，可降低切换时延和信令联络中断的概率。有别于传统的切换方式， 称该种切换方式为前向越区切换。
[0010] 要实现基于切换邀请的前向切换，关键要解决如何向UE发送切换邀请的问题。首 先要选择合适的发送时机，其次是要确定切换邀请发送的合理范围。倘若能估计出UE通过 相邻小区重叠域的切换位置，那么就可计算UE从当前位置到达切换位置的时间，宜将该一 时刻作为启动发送切换邀请的时机。对于某些已知的规则移动线路，如公交线路，则能预测 出车辆到达公交沿线各小区重叠域的大致时间，那么可针对较规则的高速移动环境提出一 种准周期越区触发机制，如果车辆行驶速度发生变化或者遇到线路拐弯，可对准周期做适 当调整。
[0011] 要使每一个有切换需求的高速移动UE都能按时接收到邀请，应扩大切换邀请的 发送范围，但范围太大会占用过多的通信资源。本发明依据移动UE的移动方向、各基站的 位置及其相邻关系信息，选择当前服务小区及其周边的第一层小区聚合成小区簇，由小区 簇内各基站向移动UE发送切换邀请，从而提高切换邀请发送和接收的成功率。
[0012] 与普通移动肥相比，公交车辆的车载单元（OBU)的移动线路及其方向等信息具有 一定的规律性，该些信息可取自于公交线路数据库。其次，对于公交车行驶固定的线路，也 可获知其运行线路周边蜂窝移动通信基站的位置及其对应信道号等信息，该些信息可取自 于移动网络数据库。利用公交车辆行驶环境的特殊性，可W大大加快公交车载单元（OBU) 的越区切换的速度。
[0013] 为此本发明依据移动UE的移动线路图、移动速度与服务小区基站及其相邻小区 基站的位置信息，提出准周期性地向移动UE发送切换邀请的越区切换机制。
【发明内容】
[0014] 本发明目的是为了克服传统上基于接收信号强度的越区切换触发机制的不足，提 供一种基于发送切换邀请的准周期越区切换触发机制，该机制能使移动线路相对固定、移 动速度较高的无线通信环境（如高速铁路、高速公路和城市BRT等）中的越区切换的触发 更及时、准确和可靠，同时也能使整个越区切换的实现步骤得到简化，缩短了切换的执行时 间，提高了越区切换的速度和效率，同时还能防止"兵鸟"切换的发生。
[0015] 本发明实现上述目的的技术方案是：
[0016] 一种基于发送切换邀请的准周期越区切换触发机制，其特征是；该机制依据移动 终端的移动线路图、移动速度与服务小区基站及其相邻小区基站的位置信息，准周期性地 向移动台发送切换邀请从而触发越区切换，包括W下步骤：
[0017] 1)根据移动终端