CN106572495A - 基于信令和mr数据的网络质量监测方法和覆盖评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于信令和MR数据的网络质量监测方法，包括如下步骤：步骤(1)：通过S1‑U接口采集解析GGSNDATATEID与SGSNDATATEID、BeginTime以及URI信息，根据经纬度格式提取出经纬度信息；步骤(2)：通过S1‑MME接口采集XDR信息，通过ERAB_ULTEID、ERAB_ULTEID、BeginTime关联信息关联到小区信息；步骤(3)：通过小区信息和开始时间与MRO数据关联得到该MR采集点的RSRP数据。本发明不需要进行大量的现场摸底测试，节省资源，且稳定性强，具有长期稳定跟踪分析的延展性，能关联分析输出无线网络弱覆盖问题区域，并能通过覆盖的精确定位网络规划优化问题。

Description

基于信令和MR数据的网络质量监测方法和覆盖评估方法
技术领域
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种基于信令和MR数据的网络质量监测方法和网络覆盖评估方法，基于信令和MR数据作为网络分析优化的基础数据，能有效反映现网覆盖情况和用户感知，精确定位问题所在区域，进一步分析优化方案，提高网络性能和用户感知。
背景技术
随着LTE网络建设逐步扩大规模，网络结构日益复杂，网络覆盖干扰等方面的问题越来越突出，如何全面准确实时定位分析网络存在的问题、进一步优化并快速提升网络用户感知是LTE网规网优工作的重要课题。后台信令与MR数据是LTE网络用户的实时上报数据，涵盖了全网室内外用户实际感知体验，客观反映了网络性能情况。
现有覆盖精确定位主要有以下3种方法：
方法1-现场测试：通过DT(路测)、CQT(呼叫质量拨打测试)测试的方法采集覆盖数据，需要测试人员携带测试仪表进行现网纵深测试，测试过程中通过GPS对收集到的覆盖数据进行覆盖精确定位。其缺陷在于，(1)进行定位需要大量的测试人员与设备，占用资源太多。(2)测试周期较长，不能满足当前网络快速建设需要。(3)测试只能选取部分点位与道路进行测试，测试结果不能完全体现网络实际情况
方法2-测量报告分析：通过现网采集到的MR数据进行分析，手机MR数据里包含了根据MR数据中采样点的TA(与所在小区的距离)、IOA(与所在小区的方位)进行覆盖精确定位。申请号为201510767565.7的中国专利申请公开了一种基于MRO测量报告对LTE终端位置进行准确定位的方法，利用LTE***标准测量报告中的AOA(eNB接收信号到达角)和TA(UE时间提前量)数据，实现对UE终端具***置的精确定位，解决了以往的定位算法只能准确定位到小区级别，而在小区内部完全依靠传播模型进行估算的问题，可以将UE终端定位精度提高到40米左右，进一步地，通过运动的UE终端在时间序列上的位置变化，通过数学计算的方法对每个测量报告时刻终端的位置进行运动修正，可以进一步提高定位精度到20米左右。其缺点是，通过MR数据进行定位分析当前主要受制于现网无线环境比较复杂，信号基本无法直线传播，
方法3-信号仿真预测：主要通过仿真软件根据高精度地图结合现网参数进行无线环境的信号模拟预测进行覆盖精确定位。主要缺陷是无线环境复杂，软件模拟很难与实际一致，而且现网工参精确度不高的问题也制约了模拟仿真的精度。
发明内容
针对现有技术存在的上述缺陷，本发明要解决的技术问题是，一种基于信令和MR数据的网络质量监测方法，能有效反映现网覆盖情况和用户感知，精确定位问题所在区域，进一步分析优化方案，提高网络性能和用户感知。
为解决上述技术问题，本发明采取如下方案：
基于信令和MR数据的网络质量监测方法，包括如下步骤：
步骤(1)：通过S1-U接口采集解析GGSNDATATEID与SGSNDATATEID、BeginTime以及URI信息，根据经纬度格式提取出经纬度信息；步骤(2)：通过S1-MME接口采集XDR信息，通过ERAB_ULTEID、ERAB_ULTEID、BeginTime关联信息关联到小区信息；步骤(3)：通过小区信息和开始时间与MRO数据关联得到该MR采集点的RSRP数据。
基于信令和MR数据的网络覆盖评估方法，根据上文所述的基于信令和MR数据的网络质量监测方法得到对应的定位信息和RSRP数据,然后根据定位信息将RSRP数据在高精度地图上显示,绘制出小区的覆盖图，从而进行网络覆盖的评估。
本发明具有如下几个方面的有益效果，
(1)本发明不需要进行大量的现场摸底测试，大量节省相关资源，且稳定性强，具有长期稳定跟踪分析的延展性。
(2)本发明能关联分析输出无线网络弱覆盖问题区域，定位精度能达到10米以内；电子地图有楼宇名称的，可直接定位到楼宇，主要原理是部分UE在连接态做业务时会上报经纬度信息，此经纬度信息是通过手机GPS定位产生，经度能保证10米以内，在S1-U口收集信令能分析得到这个数据
(3)本发明能通过覆盖的精确定位网络规划优化问题，通过信令的回溯，快速定位问题，为网络建设及用户发展提供策略分析。
附图说明
图1为本发明的基于信令和MR数据的网络质量监测方法的一个实施例的流程图。
图2为本发明的基于信令和MR数据的网络质量监测方法的另一个实施例的流程图。
图3为基站到终端的信号传输路径示意图。
图4为筛选有效采样数据的流程图。
图5为栅格化的小区覆盖图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。
首先，列出本申请的说明书和权利要求书中的术语(缩略语)的含义。
MR：MeasurementReport测量报告
MRO：MeasurementReport Original测量报告样本数据
LTE：Long Term Evolution长期演进
MME：Mobility Management Entity移动性管理实体
SGSN：Serving GPRS Support Node服务GPRS支持节点
GGSN：Gateway GPRS Support Node网关GPRS支持节点
S1-U：S1用户面接口
S1-MME:S1控制平面接口
NAS：Network Attached Storage网络附属存储
EPC：Evolved Packet Core 4G核心网
IMSI：International Mobile Subscriber Identification Number国际移动用户识别码
TMSI：Temporary Mobile Subscriber Identity临时移动用户标识
GUTI:Globally Unique Temporary UE Identity全球唯一临时UE标识
URI:Uniform Resource Identifier通用资源标识符
XDR:External Data Representation外部数据表示
RSRP:Reference Signal Receiving Power参考信号接收功率
Mmes1apUEId：MME侧S1链路UE标识
RAB:Radio Access Bearer无线接入承载
数据接口介绍
S1接口是LTE eNodeB(基站)与EPC(分组核心网)之间的通讯接口，根据承载和控制分离的思想，又分成两个接口，一个用于控制平面(S1-MME)，一个用于用户平面(S1-U)。
S1-MME用于传送会话管理(SM)和移动性管理(MM)信息，即信令面或控制面信息，S1-U在GW与eNodeB设备间建立隧道，传送用户数据业务，即用户面数据，MRO数据是按通信商的TD-LTE_OMC-R测量报告技术要求规范输出的MR数据。
S1-MME接口采集信息包含上下文信息(IP地址、UE能力等)、用户身份信息(IMSI或TMSI、GUTI等)、切换信息、位置信息(小区、TAC等)、E-RAB承载管理信息、NAS信息(用户附着、鉴权、寻呼、TA更新等)、S1接口管理信息(MME标识、负载均衡等)；S1-U接口采集信息包含用户业务对应的无线侧信息，用户业务数据类型如HTTP、IM、Video等；采集的MRO数据包含了电平、邻区等UE测量信息。
整体的算法流程
通过对采集的S1-U，S1-MME以及MRO数据进行分析，这三部分数据可以通过关键字段关联得出用户位置信息以及对应的测量信息，具体工作流程如图1所示：
(1)通过S1-U接口采集解析GGSNDATATEID与SGSNDATATEID、BeginTime以及URI信息，根据现有经纬度格式提取出经纬度信息；
(2)通过S1-MME接口采集XDR信息，通过ERAB_ULTEID、ERAB_ULTEID、BeginTime关联信息关联到小区信息；
(3)通过小区信息和开始时间与MRO数据关联得到该点位的RSRP数据。
作为优选，本实施例还增加如下的校准步骤：通过校准算法整理得到有效的覆盖精确定位点，目的是为了排除地理环境对传播路径的影响。
下文结合图1详细说明数据关联算法的详细过程。
根据采集的S1-U、S1-MME接口的信令信息以及同时间段的MR数据，首先对数据进行解析，输出关键信息。
第一步、S1-U数据解析，解析用户位置信息
采集S1-U的XDR数据(External Data Representation，外部数据表示)，其中仅需要包含用户经纬度、GGSNDATATEID与SGSNDATATEID等字段。根据移动的接口规范，S1-U的XDR数据当前格式见下表1
表1：S1-U的XDR数据格式
解析S1-U信令的每行URL字符串，解析出关联信息与经纬度信息即可，关联信息直接匹配GGSNDATATEID与SGSNDATATEID字段，经纬度则基于如下11种经纬度字符串匹配规则进行匹配查找，如果匹配成功则按照如下对应的格式解析经纬度并输出；具体11种经纬度格式见表2。
表2-经纬度格式表
序号 经纬度关键字
1 lng＝&lat＝&
2 lng％3d％lat％3d％
3 lat％22％3a％22％lng％22％3a％22％
4 -lat--lng.json
5 lat＝&lon＝&
6 latitude％22％3a％22％longitude％22％3a％22％
7 longitude＝&latitude＝&
8 slat＝&slon＝
9 geoinfo＝&％2c
10 location＝&％2c
11 ？q＝xx,yy
表3-解析的URI数据
第二步：S1-MME数据解析，通过时间戳，用户ID关联S1-U与S1-MME数据
同第一步类似，需要采集解析S1-MME的XDR信息，仅需要针对关联用到的ERAB_DLTEID、RAB_DLTEID、BeginTime、Mmes1apUEId、Eci字段进行解析和分析，其中ERAB_ULTEID对应上一步的GGSNDATATEID，RAB_DLTEID对应上一步的SGSNDATATEID。
例：一条S1-MME数据如表4：(与前述S1-U对应的数据)
表4-S1-MME数据
关联方法如下：
1.利用S1-U中的GGSNDATATEID、SGSNDATATEID分别与S1-MME中ERAB_ULTEID、ERAB_ULTEID相对应；
2.S-MME为控制面接口，S1-U位用户面接口，根据呼叫业务流程，S1-U中begintime应该晚于S1-MME中begintime，所以对满足条件1的数据还应该满足S1-U中begintime晚于S1-MME中begintime；
满足以上条件，则认为S1-U与S1-MME的信息能够匹配，输出S1-U和S1-MME匹配结果，如表5所示。
表5-S1-U与S1-MME信息匹配表
cellid begintime Mmes1apUEId Latitude Longitude
137584897 2015-7-1516:16 50539622 31.46682739 104.7471008
第三步：与MRO数据关联，通过时间戳，MME UE SAP1ID关联用户位置与RSRP
利用前述得到的Mmes1apUEId、begintime、Eci信息，与MRO(测量报告样本数据文件)数据中的Mmes1apUEId、begintime、cellid关联，关联方法为cellid、MME UE S1AP ID对应的且上述表中begintime与MRO中采样点上报时间在前后3秒内的数据字段。备注：(由于当前小区MR上报设置的用户更新时间是5120ms,所以将关联时间设置在前后三秒)，作为示范，一条关联结果如表6所示。
表6-与MRO数据关联的数据
最终输出结果为某个经纬度下对应的电平，如表7所示。
表7-定位结果与RSRP的对应结果
如图2所示的本发明的另一个实施例，与图1所示的实施例相比，增加了校准输出的步骤，采用TA距离进行校正，获取用户精确经纬度与RSRP，其目的是为了挑选有效采样点，具体的校对原理和流程如图3和图4所示。
校准输出--挑选有效采样点，采用TA距离进行校正，获取用户精确经纬度与RSRP
因部分经纬度信息的来源为基站定位，其精度取决于参与计算的基站密度以及到达主小区距离，需对精度差的数据部分进行剔除。具体原理及流程图如图2和3所示。
剔除的方法为通过主服小区TA来进行核验，如图3所示，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(图3中的虚线，尤其密集市区)，而TA(MR上报的UE到基站距离，图3中的实线)则表示真实曲线路径。而UE经纬度与基站经纬度之间的距离差S_a(图3的虚直线)与S_ta(图3的曲线)距离相比，应为S_a<＝S_ta，满足这一条件的点才是有效采样点。其算法流程如图4所示，校准算法的过程就是从关联得到的高精度数据中，取得并比较S_a和S_ta，进而筛选出有效采样点。
无线网络覆盖评估的过程
如图5所示，通过上述的基于信令和MR数据的网络质量监测方法，得到定位信息和评估网络质量的RSRP数据，然后根据定位信息将RSRP数据在高精度地图上显示，绘制出栅格化的小区覆盖图，从而进行直观的网络覆盖评估。通过上述定位算法采集的有效采样点结合高精度地图可以精确定位到楼宇级，以此进行室内外用户区分病对信号质量进行评估。采样点结合高精度地图进行栅格化分析，如果定位点在商业楼宇、小区、厂矿等建筑上则确定为室内用户，对定位出的室内覆盖点进行分析，可以进行全网覆盖深度的评估；如果定位点位在建筑以外，则为室外用户，同理可以进行室外广度覆盖的评估。
在上述无线网络覆盖评估的基础上，进一步进行网络规划及验证，上述信号评估的结果可以延伸进行站点规划指导、规划建设效果验证等工作，取得较好的效果。
当然，以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.基于信令和MR数据的网络质量监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)：通过S1-U接口采集解析GGSNDATATEID与SGSNDATATEID、BeginTime以及URI信息，根据经纬度格式提取出经纬度信息；
步骤(2)：通过S1-MME接口采集XDR信息，通过ERAB_ULTEID、ERAB_ULTEID、BeginTime关联信息关联到小区信息；
步骤(3)：通过小区信息和开始时间与MRO数据关联得到该MR采集点的RSRP数据。
2.根据权利要求1所述的基于信令和MR数据的网络质量监测方法，其特征在于，还增加如下的步骤：比较UE经纬度与基站经纬度之间的距离差S_a以及MR上报的UE到基站距离S_ta筛选出有效的数据，满足S_a<＝S_ta为有效数据。
3.根据权利要求1或2所述的基于信令和MR数据的网络质量监测方法，其特征在于，增加如下步骤：结合高精度地图进行栅格化分析，根据定位信息将RSRP数据在高精度地图上显示。
4.基于信令和MR数据的网络覆盖评估方法，其特征在于：根据如权利要求3所述的基于信令和MR数据的网络质量监测方法得到对应的定位信息和RSRP数据,然后根据定位信息将RSRP数据在高精度地图上显示,绘制出小区的覆盖图，从而进行网络覆盖的评估。
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