近日,中国移动研究院低空智能切换领域相关论文《AI-Driven Dual-Mode Handover Optimization for 3D Mobile UAVs: Adaptive Threshold Control Meets CNN-Transformer Prediction》被国际SCI期刊《IEEE Transactions on Consumer Electronics》录用(影响因子10.9)。
低空网络“随心飞”已成为代表性的市场需求,但当前现网均面向地面用户规划部署,导致无人机在现网运行中面临水平旁瓣覆盖不足、信号波动频繁的实际问题,而传统A3切换机制在现网应用中易引发无人机通信频繁切换、乒乓效应及无效切换过多等隐患,难以适配3D高机动无人机通信场景。
应对上述挑战,该研究提出AI驱动双模式切换优化框架,深度融合设备级自适应阈值控制(UAHO)与CNN-Transformer时序预测(TPHD),构建面向3D移动无人机的双维度协同切换控制方案,破解低空无人机通信切换的稳定性与效率难题。该框架通过两项核心创新实现突破:其一,设计设备级自适应切换优化机制,构建级联动态小区个体偏移(CIO)调整模型,结合单向切换抑制、服务链路保持与自适应阈值调优策略,精细化控制切换条件,大幅减少无效切换;其二,提出CNN-Transformer混合RSRP预测模型,采用多尺度1D卷积核组提取局部时序特征,依托自注意力建模长时依赖,精准预测信号趋势,为切换决策提供前瞻先验信息。
切换方法的总体对比
不同策略下服务基站ID随时间的变化,(a) A3机制,(b) 纯UAHO机制,(c) 纯TPHD机制,(d) 所提优化方案
该研究在密集城区蜂窝网无人机飞行场景开展系统仿真验证。结果表明,所提方法相较传统A3切换机制,总平均切换次数从25.2降至8.2,降幅达67.46%,乒乓切换次数从16.1降至4,降幅75.16%;同时RSRP劣化点率仅0.193%,信号覆盖质量稳定。该研究为蜂窝网承载低空无人机可靠通信提供了鲁棒、高效的协同切换解决方案。
IEEE Transactions on Consumer Electronics(TCE)是IEEE旗下专注于消费电子技术的权威期刊,2026年影响因子为10.9(新锐期刊1区 Top/JCR Q1),涵盖智能设备、物联网、能源管理等领域。