基于OTT的MR定位方法

63经验与交流电信工程技术与标准化2016年10月第10期（第29卷总第229期）月刊2016年第10期基于OTT的MR定位方法王粟（中国移动通信集团公司，北京100033）摘　要　测量报告（MR)是一种终端上报的测量信息，能够最真实地反映用户在无线网络中的体验,对网络规划和优化都具有重要意义。但目前MR中不包含用户位置相关信息，导致运营商无法确定上报MR中用户感知差的准确位置。本文提出一种基于互联网提供的应用服务（OTT）方式的MR定位方法，能够准确定位MR的地理位置，帮助运营商快速地评估网络覆盖水平等质量信息，进而有目的地进行网络规划和优化。关键词　MR；定位方法；OTT；GPS；数据清洗中图分类号TN929.5文献标识码A文章编号1008-5599（2016）10-0063-04收稿日期：2016-08-16随着LTE网络的快速发展，网络覆盖尤其是深度覆盖的重要度日益凸显。传统的无线网络测试优化方法不仅费时费力，而且评估范围有限，不能反映全网的真实指标。如何快速准确地定位用户位置，评估现网用户的真实感知是目前的难点。本文重点介绍利用OTT中互联网应用提供的各种定位服务APP中，提取用户的实际位置信息，并通过关联用户MR数据，获取用户实际位置的参考信号功率（RSRP）等网络覆盖指标，从而快速有效的评估网络的真实状况。1定位方法目前很多APP都会使用GPS、基站、Wi-Fi等方式自动定位当前位置，如团购网站、招聘网站、外卖网站，天气APP等。GPS定位：基于GPS的定位方式是利用终端上的GPS定位模块将自己的位置发送给定位后台来实现终端定位。Wi-Fi定位：每个无线AP拥有全球唯一的物理地址（MAC），手机开启Wi-Fi,即可扫描并采集周围的AP信号上传服务端，建立了“位置-信号强度”数据库。当客户端进入该区域，手机上传服务器实时采集到的AP物理地址及信号强度，通过和“位置-信号强度”数据库比对后对用户进行定位，并将定位结果返回给客户端。基站定位：移动终端测量不同基站的下行导频信号，得到不同基站下行导频的参考信号强度（RSRP）、到达时刻（TOA）。根据该测量结果并结合基站的坐标，就能计算出移动终端的位置。2OTT定位算法OTT定位指依托互联网应用向海量用户提供的服务，基于APP软件获取用户的位置信息。通过LTEDOI:10.13992/j.cnki.tetas.2016.10.014642016年10月第10期（第29卷总第229期）月刊2016年第10期电信工程技术与标准化经验与交流网络S1-U接口中的数据解析提取出位置服务用户的经纬度信息，利用用户标识和此时刻的MR数据进行关联，并利用特定算法实现MR数据精确的室内外区分和定位。实验证明，基于OTT算法定位的经纬度，室内精度可达到50m左右，而室外精度可达到10m左右甚至更低，可为后续的规划优化工作提供更加准确的定位信息。2.1通过S1-U口获取经纬度通过采集用户S1-U接口中的http原始码流来获取其中的位置信息。通常http的请求通过两种常用的方式，即get或post上报。其中get方式一般会以明文的形式在URI中显示经纬度；post方式一般会以加密方式上报定位信息，经服务器返回的分组解压后在下行有效载荷（payload）里可获得经纬度信息。2.1.1应用类APP通过get请求的方式获取经纬度利用LBS应用需要上报GPS位置进而从位置服务器中获取更多地图信息这一特性，对于采用get请求获取经纬度的应用类APP，可以从S1-U的http接口中通过指定的host筛选或搜索URI字段中包含纬度（latitude）和经度（longitude）的关键字段，作为用户的备选位置信息。典型的S1-Uhttp协议中获取LBS访问互联网统一资源标识符（URI）如图1所示。考虑到个别情况，即该位置信息也可能是用户申请其它位置的地图信息，所以也需要考虑通过数据关联和经纬度校准确定位置信息的准确性。2.1.2地图类APP通过post请求获取经纬度post请求相比于get请求的方式，具备一定的保密性，但是相对于get请求的位置获取，增加了一些复杂度。如百度地图APP，只需要抓取发给loc.map.baidu.com的post请求及其200OK回分组，通过gzip解压缩之后就可以看到实际的位置信息。如图2所示。通过S1-U口获取的经纬度信息，有可能使用了不同的坐标系甚至不含坐标系，所以无法直接使用解读的信息，需要进行测试及坐标系转换纠偏等工作。目前主流坐标系有WSG84,火星坐标及百度坐标等，具体纠偏算法本文不做介绍。2.2数据清洗通过以上方式获取的经纬度，为确保定位的准确性还需采用数据清洗算法，剔除干扰数据的影响，确保分析结果准确。数据清洗主要采用以下方法。（1）通过主服务小区的覆盖区域。进行经纬度准确性的匹配核验。偏离小区覆盖区域的点需要清洗剔除。（2）通过主服务小区到达时间差（TADV）来进行核验。由于地理环境对传播路径的影响，UE接收到的基站小区信号通常意义下并不是直线传播（尤其密集市区），而TADV则表示真实曲线路径而产生的时间差。而UE经纬度与基站经纬度之间的距离差S_a与在到达时间差时间内无线信号传播距离S_tadv相比，应为S_a≤S_tadv。（3）契合度分析验证。将http获取的经纬度信息与路测数据获取实际经纬度进行对比，通过契合度分析，梳理规则，将与用户位置不吻合的host剔除。图1S1-UhttpURI截图图2百度地图S1-UhttpPayload截图65经验与交流电信工程技术与标准化2016年10月第10期（第29卷总第229期）月刊2016年第10期3定位数据和MR融合将S1-U口获取的经纬度通过S1-MME和MR关联，就能得到每个地理位置的实际用户感知。MRO和信令关联主要是利用时间和MMEUES1APID信息，一个正常的用户呼叫过程中，其MMEUES1APID是保持不变的，且MR数据和信令数据(S1-U/S1-MME)都包含了这个值。这样，通过这个数据列在指定的时间段上就可以实现MR和信令的关联。同时和信令数据里用户信息关联后，就能知道MR数据的用户归属，这样，信令里的用户通过匹配就能知道信令发生时的地理位置信息和场强等统计信息。定位方法如图3所示。图3MR与信令关联算法图4临界区域MR的室内外区分由于GPS精度受限，尤其在室内收不到GPS信号时是通过Wi-Fi及基站定位的，所以会造成部分室内外临界区域定位不准的问题，需对临界区域进行纠偏。用户进行初步的定位之后，还需要对室内外临界区域进一步区分用户的属性，即识别出属于室内用户还是室外用户。在判定室内及室外用户属性以后，就可评估LTE网络覆盖状况，有针对性地实施网络优化建设工作。目前，对于用户室内外属性识别的方法基于初步定位后的临界区域MR数据，通过用户的小区驻留情况、位置变化、移动速率、主服务小区变化率、RSRP水平变化情况、业务属性等多个维度进行综合判决实现室内外用户区分。对上报的MRO以MMEUES1APID为单位进行统计,对同一MMEUES1APID的MR数据具体算法如下。（1）根据主服务小区切换特征（依据该用户前后若干时刻所在小区变化情况），区分室内外用户。（2）根据总小区数量特征（依据室内外接收到的邻区数量的差别），区分室内外用户。（3）根据室内外电平强度特征（依据室内外接收到的服务小区及邻区的电平强度的差别），区分室内外用户。室内外MR区分算法具体如图4所示。某城市通过OTT定位方法获取全网用户的位置信息，并关联用户MR数据，就可将RSRP等信息通过地图直观呈现出来，从而评估现网覆盖质量等情况。5结束语采用OTT定位方法，能够较准确的将MR数据定位到用户所处的实际位置，可以全面反映用户的真实感图4室内外用户区分图662016年10月第10期（第29卷总第229期）月刊2016年第10期电信工程技术与标准化经验与交流ResearchontheMRlocatingbasedontheOTTmethodWANGSu(ChinaMobileGroupCo.,Ltd.,Beijing100033,China)AbstractThemeasurementreport,reportedbytheuserequipment,canbethetrulyreflectionoftheuserexperienceinwirelessnetworks.However,thelocationinformationoftheUEisnotincludedintheMRsofar.Asaresult,theoperatorscannotobtaintheaccuratepositionsoftheusers,eventheMRindicatesthattheusers’perceptionmaybeterrible.Inthispaper,weproposeaMRlocatingmethodbasedontheOTTdatamatching.TheevaluatingtestsindicatesthatthemethodiseffectivefornotonlylocatetheMRbutalsothenetworkplanningandoptimization.KeywordsMR;locationmethod;OTT;GPS;datacleaning参考文献[1]3GPPTS25.305,Universalmobiletelecommunicationssystem(UMTS);Userequipment（UE）positioninginuniversalterrestrialradioaccessnetwork(UTRAN)[S].2014.[2]王映民，孙韶辉．TD—LTE技术原理与系统设计[M]．北京：人民邮电出版社，2011．[3]姜杰，魏民.LTE网络下定位实现方案研究[J].互联网天地,2015(10).知，从而能全方位了解网络的现状，快速定位现网问题区域。基于多数据源匹配高效输出优化方案，可以先于客户发现网络问题，减少投诉，不仅减少了大量人力物力财力，同时为后期网络规划提供科学有力的支撑手段，减少人工规划中各种主观因素的影响，实现对网络的精准规划及优化。FraunhoferIIS为VR和移动设备带来增强语音体验全球领先的音频和多媒体技术研究机构FraunhoferIIS在2016年中国国际信息通信展览会上展示了能够带来全高清语音通话质量的下一代3GPPVoLTE编解码器EVS，以及为VR设备带来最佳沉浸式声音体验的音频制作工具、FraunhoferCingo和MPEG-H技术。在展会期间FraunhoferIIS展示的各项创新音频处理技术，不仅能够为运营商带来更具差异化的产品及服务还能够显著提升用户的通话体验，并将沉浸式音频体验延展至VR设备中。增强型语音服务(EVS)是全新3GPPVoLTE编解码器，由FraunhoferIIS联合开发。此外，EVS还是GSMAVoLTE标准中超宽带服务的指定编解码器。EVS能够带来全高清语音的通话质量，从而让语音通话水平与当今数字媒体服务相媲美。整合了前沿的语音和音频编码技术，EVS所带来语音和背景音质量显著优于AMR-WB，并在不良网络条件下具有超强的抗干扰能力。EVS能够通过无与伦比的低比特率提供优化的网略容量。与此同时，EVS技术已经开始在全球运营商中开展推广。美国运营商T-Mobile，日本运营商NTTDoCoMo以及德国Vodafone先后在VoLTE网络中应用EVS技术并支持多款智能手机及芯片组。FraunhoferIIS中国地区业务代表ToniFiedler先生表示:“近年来，OTT语音服务的蓬勃发展不断冲击着传统运营商，创新的根本是为用户带来更好的服务和更具竞争优势的产品。作为音频编解码领域的权威机构，我们十分看好VoLTE和移动互联在中国市场的发展前景。我们也非常期待能够将世界顶尖的音频技术引入中国。”(赵青)NewsDOI:10.13992