-GW完成。BRT (快速公交）正沿 直線行駛，最高速度為72km/h，車載信息單元OBU為IEEE 802. Ilb網(wǎng)關(guān)，車載天線的高度Iini =3m，車上用戶由IEEE 802. Ilb無線局域網(wǎng)提供信息服務(wù)。車輛行駛過程中，為使車載用 戶的網(wǎng)絡(luò)在線信息不中斷，OBU需要不斷地進(jìn)行路邊LTE基站eNB的切換。
[0051] 基于切換邀請(qǐng)的多小區(qū)協(xié)作快速越區(qū)切換的信令控制流程如圖2所示，越區(qū)切換 前，基站eNB 0為用戶UE提供正常的通信服務(wù)，由eNB 0、eNB 1、…、eNB N組成切換協(xié)作 小區(qū)簇，越區(qū)切換后，eNB 1成為了 UE的新服務(wù)基站。整個(gè)越區(qū)切換過程可分為切換準(zhǔn)備 和切換執(zhí)行兩階段。在切換準(zhǔn)備階段，主要完成組建協(xié)作小區(qū)簇、估算發(fā)送切換邀請(qǐng)的準(zhǔn)周 期以及構(gòu)建發(fā)送切換邀請(qǐng)的滑動(dòng)窗口等控制任務(wù)，此階段的有關(guān)信息是通過移動(dòng)終端與原 服務(wù)基站之間的信道進(jìn)行共享。在切換命令執(zhí)行階段，主要完成切換邀請(qǐng)的發(fā)送和接收、切 換邀請(qǐng)響應(yīng)的發(fā)送和接收、新鏈路建立等任務(wù)的控制。在切換命令執(zhí)行前，此階段的有關(guān)信 息是通過UE與原服務(wù)基站eNB 0之間的信道進(jìn)行傳遞，在切換命令執(zhí)行后，越區(qū)切換的有 關(guān)信息則通過UE與新服務(wù)基站eNB 1之間的信道進(jìn)行傳送。
[0052] 基于切換邀請(qǐng)的多小區(qū)協(xié)作快速越區(qū)切換的實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。
[0053] 步驟301，根據(jù)UE的移動(dòng)線路圖、當(dāng)前服務(wù)基站及其相鄰基站的位置信息，構(gòu)建協(xié) 作小區(qū)簇；
[0054] 步驟302,參考專利"基于發(fā)送切換邀請(qǐng)的準(zhǔn)周期越區(qū)切換觸發(fā)機(jī)制（專利號(hào)： 201510128155. 8) "，估算發(fā)送切換邀請(qǐng)的基本周期或準(zhǔn)周期；
[0055] 步驟303-305,依據(jù)小區(qū)簇內(nèi)各基站到達(dá)UE的信號(hào)強(qiáng)度大小，建立發(fā)送切換邀請(qǐng) 的滑動(dòng)窗口，并設(shè)置發(fā)送切換邀請(qǐng)定時(shí)器，由協(xié)作小區(qū)簇內(nèi)各基站準(zhǔn)周期性地向UE發(fā)送切 換邀請(qǐng)；
[0056] 步驟306-308,如果UE未接收到切換邀請(qǐng)，查看切換邀請(qǐng)發(fā)送定時(shí)器的定時(shí)是否 已到，如果未到，則小區(qū)簇內(nèi)各基站繼續(xù)向UE發(fā)送切換邀請(qǐng)；如果定時(shí)已到，則修改發(fā)送切 換邀請(qǐng)的滑動(dòng)窗口，重啟定時(shí)器，繼續(xù)向UE發(fā)送切換邀請(qǐng)；
[0057] 步驟309-310,如果UE接收到切換邀請(qǐng)，則立即在當(dāng)前駐留小區(qū)對(duì)發(fā)送切換邀請(qǐng) 的小區(qū)發(fā)出響應(yīng)，同時(shí)設(shè)置發(fā)送響應(yīng)定時(shí)器；
[0058] 步驟311-312,如果小區(qū)簇內(nèi)各基站都未接收到UE的響應(yīng)，則查看發(fā)送響應(yīng)定 時(shí)器的定時(shí)是否已到，如果未到，則UE繼續(xù)向小區(qū)簇發(fā)送響應(yīng)；如果定時(shí)已到，則轉(zhuǎn)步驟 303 ；
[0059] 步驟313-315,如果小區(qū)簇接收到UE的響應(yīng)，則接收到UE響應(yīng)的基站將響應(yīng)中的 基站ID與自身的ID比較，如果兩者相同，則不進(jìn)行切換，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中有關(guān)UE與小區(qū)基站 的位置關(guān)系保持不變，協(xié)作小區(qū)簇繼續(xù)向UE發(fā)送切換邀請(qǐng)；如果兩者不同，則執(zhí)行越區(qū)切 換，并告知小區(qū)簇內(nèi)其它各基站；
[0060] 步驟316-317,小區(qū)簇內(nèi)的其它基站收到越區(qū)切換已執(zhí)行命令后，停止向UE發(fā)送 切換邀請(qǐng)，UE的原服務(wù)基站向新的服務(wù)基站轉(zhuǎn)發(fā)暫存的UE數(shù)據(jù)；
[0061] 步驟318,網(wǎng)絡(luò)控制中心更新數(shù)據(jù)庫中該UE的上一個(gè)服務(wù)基站、現(xiàn)服務(wù)基站、現(xiàn)相 鄰基站及其對(duì)應(yīng)的位置信息，為UE建立新的通信鏈路；
[0062] 步驟319-320,如果UE未到達(dá)最終目的地，則協(xié)作小區(qū)簇根據(jù)UE的現(xiàn)服務(wù)基站及 其相鄰基站的關(guān)系進(jìn)行小區(qū)簇成員更新；更新后再轉(zhuǎn)步驟302。
[0063] 小區(qū)簇發(fā)送切換邀請(qǐng)的滑動(dòng)窗口構(gòu)建方法：
[0064] 如圖4a、圖4b和圖4c所示，為了實(shí)現(xiàn)無縫切換和自動(dòng)適應(yīng)UE的移動(dòng)范圍，發(fā)送切 換邀請(qǐng)的窗口寬度設(shè)計(jì)成可變的，如果窗口的寬度W = 2 (最小值），則發(fā)送窗口內(nèi)只包括2 個(gè)小區(qū)，如圖4a所示，這時(shí)發(fā)送切換邀請(qǐng)的時(shí)間順序?yàn)椋簍 = h時(shí)刻，主小區(qū)發(fā)送（窗口上 沿），t = t2時(shí)刻，信號(hào)強(qiáng)度最大的次小區(qū)發(fā)送（窗口下沿）；如果窗口的寬度W = 3,則發(fā) 送窗口內(nèi)只包括3個(gè)小區(qū)，如圖4b所示，此時(shí)發(fā)送切換邀請(qǐng)的先后次序?yàn)椋簍 = h時(shí)刻，主 小區(qū)發(fā)送（窗口上沿）、t = t2時(shí)刻，信號(hào)強(qiáng)度最大的次小區(qū)發(fā)送，t = t3時(shí)刻，信號(hào)強(qiáng)度次 大的次小區(qū)發(fā)送（窗口下沿）；如果窗口的寬度W = 4,則發(fā)送窗口內(nèi)只包括4個(gè)小區(qū)，如圖 4c所示，…，依此類推。
[0065] 每次發(fā)送切換邀請(qǐng)時(shí)，要求主小區(qū)一直保持在發(fā)送窗口內(nèi)，并處在窗口上沿的位 置，安排首先發(fā)送，目的是為了讓主小區(qū)的信號(hào)首先到達(dá)UE端，防止"乒乓切換"的現(xiàn)象發(fā) 生。窗口的滑動(dòng)機(jī)制要求次小區(qū)發(fā)送切換邀請(qǐng)次序按照次小區(qū)到達(dá)移動(dòng)終端信號(hào)強(qiáng)度由大 到小的次序進(jìn)行滑動(dòng)。即當(dāng)發(fā)送窗口的寬度為2時(shí)，如圖4a所示，第一次發(fā)送時(shí)，小區(qū)的發(fā) 送次序依次是主小區(qū)、信號(hào)強(qiáng)度最大的次小區(qū)，通過信道反饋，如果協(xié)作小區(qū)簇獲知移動(dòng)終 端接收到切換邀請(qǐng)，則停止發(fā)送邀請(qǐng)，如圖3所示。否則，進(jìn)行第二次發(fā)送；第二次發(fā)送時(shí)， 窗口上沿的主小區(qū)保持不變，窗口的下沿取信號(hào)強(qiáng)度次大的次小區(qū)（次小區(qū)2)，即次小區(qū) 向前滑動(dòng)一位，排在最前面的次小區(qū)（次小區(qū)1)則移到小區(qū)簇的末端；根據(jù)移動(dòng)終端接收 切換邀請(qǐng)的正確與否，決定是否需要進(jìn)行第三或四次發(fā)送，每次發(fā)送時(shí)依據(jù)同樣的滑動(dòng)規(guī) 則來安排次小區(qū)的發(fā)送次序，直至遍歷小區(qū)簇內(nèi)每一個(gè)小區(qū)；當(dāng)發(fā)送窗口的寬度為3時(shí)，發(fā) 送窗口的次序如圖4b所示，如果第一次發(fā)送，移動(dòng)終端未接收到切換邀請(qǐng)，則第2次的發(fā)送 次序修改為：窗口內(nèi)的主小區(qū)仍然保持不變，次小區(qū)向前滑動(dòng)一位，那么窗口的下沿取信號(hào) 強(qiáng)度第3大的次小區(qū)（次小區(qū)3)，次小區(qū)2取代次小區(qū)1的位置，次小區(qū)1則移到小區(qū)簇的 末端；當(dāng)發(fā)送窗口的寬度為4時(shí)，發(fā)送窗口的次序如圖4c所示，發(fā)送窗口不宜太大，否則影 響系統(tǒng)的時(shí)間利用率，根據(jù)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)的部署，發(fā)送窗口的寬度W = 3為宜。
[0066] 多小區(qū)協(xié)作向移動(dòng)終端發(fā)送切換邀請(qǐng)方法：
[0067] 考慮一個(gè)由N個(gè)小區(qū)組成的協(xié)作小區(qū)簇，發(fā)送切換邀請(qǐng)時(shí)每個(gè)小區(qū)基站的頻率都 相同，小區(qū)簇內(nèi)均勻分布著K個(gè)車載移動(dòng)終端，如圖1所示，為敘述方便起見，圖1中假定N =3, K = 2。將覆蓋并服務(wù)于某移動(dòng)終端的基站定義為該移動(dòng)終端的"服務(wù)基站"，此時(shí)， 各個(gè)小區(qū)中的移動(dòng)終端除了能接收到服務(wù)基站發(fā)送的信號(hào)外，還能接收到來小區(qū)簇內(nèi)其它 小區(qū)基站發(fā)送的信號(hào)。假定小區(qū)簇內(nèi)的小區(qū)基站η向移動(dòng)終端k發(fā)送的信號(hào)表示為， n e {1，2, ···，《』e {1，2, ···，!(}，則小區(qū)簇內(nèi)各基站按圖4a、4b、4c所示的滑動(dòng)窗口向移 動(dòng)終端k發(fā)送的信號(hào)可分別表示為
由于基站η需要同時(shí)向 K個(gè)不同的移動(dòng)終端發(fā)送切換邀請(qǐng)，因此基站η在某時(shí)刻t向所有的移動(dòng)終端發(fā)送的信號(hào)可 分別表不為：
[0068] 移動(dòng)終端接收和處理切換邀請(qǐng)方法：
[0069] 移動(dòng)終端k的接收信號(hào)可表示為
[0071] 其中，表示第k個(gè)接收端均值為〇,方差為。2的高斯噪聲， hn，k代表基 站η到用戶k的信道系數(shù)，可表示為
[0072] hn，k=gn，kc n，k (2)
[0073] 其中，cn,k表示窄帶瑞利衰落信道下隨機(jī)復(fù)信道增益，且c n,k~CN(0, I)，gn,k表示 路徑增益，該增益可表示為
[0075] 其中，α表示單位距離內(nèi)接收到的信號(hào)功率，β為路徑損耗因子。
[0076] 根據(jù)信息論的觀點(diǎn)，最大速率無差錯(cuò)通信可通過有用信號(hào)的功率與干擾信號(hào)和噪 聲信號(hào)功率的比值，即SINR來表征。假定基站η至用戶k的信號(hào)傳輸功率為，則移動(dòng)終 端k接收到基站η信號(hào)的信干噪比SINR:可表示為
[0078] 移動(dòng)終端k將從N個(gè)基站接收的信號(hào)經(jīng)過同步和合并，總的信干噪比SINR=為：
[0080] 由香農(nóng)公式，下行鏈路中第k個(gè)UE的數(shù)據(jù)速率< 可表示為：
[0082] 下行鏈路的總數(shù)據(jù)速率為：
[0084] 假定下行鏈路中斷的信干噪比門限為SINR：；,那么UE接收切換邀請(qǐng)的中斷概率 近似為：
[0086] 式⑶中Cr、crSiNR分別表不下行鏈路中第k個(gè)UE接收信號(hào)的SINR分布的均 值與方差。
[0087] 移動(dòng)終端向協(xié)作小區(qū)發(fā)送響應(yīng)信號(hào)的方法
[0088] 假定車載移動(dòng)終端k向基站η發(fā)送的響應(yīng)信號(hào)為表示為k e {1，2, "·，Κ}， ne {1，2,…，Ν}，則移動(dòng)終端k向小區(qū)簇內(nèi)各基站發(fā)送的信號(hào)可分別表示為·〇 <2, ·...， C，其中的內(nèi)容包括第k個(gè)移動(dòng)終端的識(shí)別碼和當(dāng)前服務(wù)小區(qū)基站的識(shí)別碼，有
為敘述方便起見，圖1中仍假定N = 3, K = 2。
[0089] 多小區(qū)接收移動(dòng)終端的響應(yīng)信號(hào)及其協(xié)作處理方法
[0090] 小區(qū)基站η在某個(gè)時(shí)刻接收到移動(dòng)終端k的信號(hào)為：
[0092] 其中，Sk n~（〇, ? 2)表示接收端均值為〇,方差為? 2的高斯噪聲，hk,n代表