王粟

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司，北京 100033）

基于OTT的MR定位方法

王粟

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)公司，北京 100033）

測(cè)量報(bào)告（MR）是一種終端上報(bào)的測(cè)量信息，能夠最真實(shí)地反映用戶在無線網(wǎng)絡(luò)中的體驗(yàn)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化都具有重要意義。但目前MR中不包含用戶位置相關(guān)信息，導(dǎo)致運(yùn)營(yíng)商無法確定上報(bào)MR中用戶感知差的準(zhǔn)確位置。本文提出一種基于互聯(lián)網(wǎng)提供的應(yīng)用服務(wù)（OTT）方式的MR定位方法，能夠準(zhǔn)確定位MR的地理位置，幫助運(yùn)營(yíng)商快速地評(píng)估網(wǎng)絡(luò)覆蓋水平等質(zhì)量信息，進(jìn)而有目的地進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化。

MR；定位方法；OTT；GPS；數(shù)據(jù)清洗

隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)覆蓋尤其是深度覆蓋的重要度日益凸顯。傳統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)測(cè)試優(yōu)化方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且評(píng)估范圍有限，不能反映全網(wǎng)的真實(shí)指標(biāo)。如何快速準(zhǔn)確地定位用戶位置，評(píng)估現(xiàn)網(wǎng)用戶的真實(shí)感知是目前的難點(diǎn)。本文重點(diǎn)介紹利用OTT中互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用提供的各種定位服務(wù)APP中，提取用戶的實(shí)際位置信息，并通過關(guān)聯(lián)用戶MR數(shù)據(jù)，獲取用戶實(shí)際位置的參考信號(hào)功率（RSRP）等網(wǎng)絡(luò)覆蓋指標(biāo)，從而快速有效的評(píng)估網(wǎng)絡(luò)的真實(shí)狀況。

1　定位方法

目前很多APP都會(huì)使用GPS、基站、Wi-Fi等方式自動(dòng)定位當(dāng)前位置，如團(tuán)購網(wǎng)站、招聘網(wǎng)站、外賣網(wǎng)站，天氣APP等。

GPS定位：基于GPS的定位方式是利用終端上的GPS定位模塊將自己的位置發(fā)送給定位后臺(tái)來實(shí)現(xiàn)終端定位。

Wi-Fi定位：每個(gè)無線AP擁有全球唯一的物理地址（MAC），手機(jī)開啟Wi-Fi，即可掃描并采集周圍的AP信號(hào)上傳服務(wù)端，建立了“位置-信號(hào)強(qiáng)度”數(shù)據(jù)庫。當(dāng)客戶端進(jìn)入該區(qū)域，手機(jī)上傳服務(wù)器實(shí)時(shí)采集到的AP物理地址及信號(hào)強(qiáng)度，通過和“位置-信號(hào)強(qiáng)度”數(shù)據(jù)庫比對(duì)后對(duì)用戶進(jìn)行定位，并將定位結(jié)果返回給客戶端。

基站定位：移動(dòng)終端測(cè)量不同基站的下行導(dǎo)頻信號(hào)，得到不同基站下行導(dǎo)頻的參考信號(hào)強(qiáng)度（RSRP）、到達(dá)時(shí)刻（TOA）。根據(jù)該測(cè)量結(jié)果并結(jié)合基站的坐標(biāo)，就能計(jì)算出移動(dòng)終端的位置。

2　OTT定位算法

OTT定位指依托互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用向海量用戶提供的服務(wù)，基于APP軟件獲取用戶的位置信息。通過 LTE網(wǎng)絡(luò)S1-U接口中的數(shù)據(jù)解析提取出位置服務(wù)用戶的經(jīng)緯度信息，利用用戶標(biāo)識(shí)和此時(shí)刻的MR數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并利用特定算法實(shí)現(xiàn) MR數(shù)據(jù)精確的室內(nèi)外區(qū)分和定位。實(shí)驗(yàn)證明，基于OTT算法定位的經(jīng)緯度，室內(nèi)精度可達(dá)到50 m左右，而室外精度可達(dá)到10 m左右甚至更低，可為后續(xù)的規(guī)劃優(yōu)化工作提供更加準(zhǔn)確的定位信息。

2.1通過S1-U口獲取經(jīng)緯度

通過采集用戶S1-U接口中的http原始碼流來獲取其中的位置信息。

通常http的請(qǐng)求通過兩種常用的方式，即get或post上報(bào)。其中g(shù)et方式一般會(huì)以明文的形式在URI中顯示經(jīng)緯度；post方式一般會(huì)以加密方式上報(bào)定位信息，經(jīng)服務(wù)器返回的分組解壓后在下行有效載荷（payload）里可獲得經(jīng)緯度信息。

2.1.1應(yīng)用類APP通過get請(qǐng)求的方式獲取經(jīng)緯度

利用LBS應(yīng)用需要上報(bào)GPS位置進(jìn)而從位置服務(wù)器中獲取更多地圖信息這一特性，對(duì)于采用get請(qǐng)求獲取經(jīng)緯度的應(yīng)用類APP，可以從S1-U的http接口中通過指定的host篩選或搜索URI字段中包含緯度（latitude）和經(jīng)度（longitude）的關(guān)鍵字段，作為用戶的備選位置信息。典型的S1-U http 協(xié)議中獲取LBS訪問互聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符（URI）如圖1所示。

考慮到個(gè)別情況，即該位置信息也可能是用戶申請(qǐng)其它位置的地圖信息，所以也需要考慮通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和經(jīng)緯度校準(zhǔn)確定位置信息的準(zhǔn)確性。

2.1.2地圖類APP通過post請(qǐng)求獲取經(jīng)緯度

圖1　S1-U http URI截圖

post請(qǐng)求相比于get請(qǐng)求的方式，具備一定的保密性，但是相對(duì)于get請(qǐng)求的位置獲取，增加了一些復(fù)雜度。如百度地圖APP，只需要抓取發(fā)給loc.map.baidu.com 的post請(qǐng)求及其200 OK回分組，通過gzip解壓縮之后就可以看到實(shí)際的位置信息。如圖2所示。

通過S1-U口獲取的經(jīng)緯度信息，有可能使用了不同的坐標(biāo)系甚至不含坐標(biāo)系，所以無法直接使用解讀的信息，需要進(jìn)行測(cè)試及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換糾偏等工作。目前主流坐標(biāo)系有WSG84，火星坐標(biāo)及百度坐標(biāo)等，具體糾偏算法本文不做介紹。

2.2數(shù)據(jù)清洗

通過以上方式獲取的經(jīng)緯度，為確保定位的準(zhǔn)確性還需采用數(shù)據(jù)清洗算法，剔除干擾數(shù)據(jù)的影響，確保分析結(jié)果準(zhǔn)確。數(shù)據(jù)清洗主要采用以下方法。

（1）通過主服務(wù)小區(qū)的覆蓋區(qū)域。進(jìn)行經(jīng)緯度準(zhǔn)確性的匹配核驗(yàn)。偏離小區(qū)覆蓋區(qū)域的點(diǎn)需要清洗剔除。

（2）通過主服務(wù)小區(qū)到達(dá)時(shí)間差（TADV）來進(jìn)行核驗(yàn)。由于地理環(huán)境對(duì)傳播路徑的影響，UE接收到的基站小區(qū)信號(hào)通常意義下并不是直線傳播（尤其密集市區(qū)），而TADV則表示真實(shí)曲線路徑而產(chǎn)生的時(shí)間差。而UE經(jīng)緯度與基站經(jīng)緯度之間的距離差S_a與在到達(dá)時(shí)間差時(shí)間內(nèi)無線信號(hào)傳播距離S_tadv相比，應(yīng)為S_a≤S_tadv。

（3）契合度分析驗(yàn)證。將http獲取的經(jīng)緯度信息與路測(cè)數(shù)據(jù)獲取實(shí)際經(jīng)緯度進(jìn)行對(duì)比，通過契合度分析，梳理規(guī)則，將與用戶位置不吻合的host剔除。

圖2　百度地圖S1-U http Payload截圖

3　定位數(shù)據(jù)和MR融合

將S1-U口獲取的經(jīng)緯度通過S1-MME和MR關(guān)聯(lián)，就能得到每個(gè)地理位置的實(shí)際用戶感知。

MRO和信令關(guān)聯(lián)主要是利用時(shí)間和MME UE S1AP ID信息，一個(gè)正常的用戶呼叫過程中，其MME UE S1AP ID是保持不變的，且MR數(shù)據(jù)和信令數(shù)據(jù)（S1-U/S1-MME）都包含了這個(gè)值。這樣，通過這個(gè)數(shù)據(jù)列在指定的時(shí)間段上就可以實(shí)現(xiàn)MR和信令的關(guān)聯(lián)。同時(shí)和信令數(shù)據(jù)里用戶信息關(guān)聯(lián)后，就能知道MR數(shù)據(jù)的用戶歸屬，這樣，信令里的用戶通過匹配就能知道信令發(fā)生時(shí)的地理位置信息和場(chǎng)強(qiáng)等統(tǒng)計(jì)信息。定位方法如圖3所示。

圖3　MR與信令關(guān)聯(lián)算法圖

4　臨界區(qū)域MR的室內(nèi)外區(qū)分

由于GPS精度受限，尤其在室內(nèi)收不到GPS信號(hào)時(shí)是通過Wi-Fi及基站定位的，所以會(huì)造成部分室內(nèi)外臨界區(qū)域定位不準(zhǔn)的問題，需對(duì)臨界區(qū)域進(jìn)行糾偏。用戶進(jìn)行初步的定位之后，還需要對(duì)室內(nèi)外臨界區(qū)域進(jìn)一步區(qū)分用戶的屬性，即識(shí)別出屬于室內(nèi)用戶還是室外用戶。在判定室內(nèi)及室外用戶屬性以后，就可評(píng)估LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋狀況，有針對(duì)性地實(shí)施網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建設(shè)工作。

目前，對(duì)于用戶室內(nèi)外屬性識(shí)別的方法基于初步定位后的臨界區(qū)域MR數(shù)據(jù)，通過用戶的小區(qū)駐留情況、位置變化、移動(dòng)速率、主服務(wù)小區(qū)變化率、RSRP水平變化情況、業(yè)務(wù)屬性等多個(gè)維度進(jìn)行綜合判決實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外用戶區(qū)分。對(duì)上報(bào)的MRO以MME UE S1AP ID為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)同一MME UE S1AP ID的MR數(shù)據(jù)具體算法如下。

（1）根據(jù)主服務(wù)小區(qū)切換特征（依據(jù)該用戶前后若干時(shí)刻所在小區(qū)變化情況），區(qū)分室內(nèi)外用戶。

（2）根據(jù)總小區(qū)數(shù)量特征（依據(jù)室內(nèi)外接收到的鄰區(qū)數(shù)量的差別），區(qū)分室內(nèi)外用戶。

（3）根據(jù)室內(nèi)外電平強(qiáng)度特征（依據(jù)室內(nèi)外接收到的服務(wù)小區(qū)及鄰區(qū)的電平強(qiáng)度的差別），區(qū)分室內(nèi)外用戶。室內(nèi)外MR區(qū)分算法具體如圖4所示。

某城市通過OTT定位方法獲取全網(wǎng)用戶的位置信息，并關(guān)聯(lián)用戶MR數(shù)據(jù)，就可將RSRP等信息通過地圖直觀呈現(xiàn)出來，從而評(píng)估現(xiàn)網(wǎng)覆蓋質(zhì)量等情況。

5　結(jié)束語

圖4　室內(nèi)外用戶區(qū)分圖

采用OTT定位方法，能夠較準(zhǔn)確的將MR數(shù)據(jù)定位到用戶所處的實(shí)際位置，可以全面反映用戶的真實(shí)感知，從而能全方位了解網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀，快速定位現(xiàn)網(wǎng)問題區(qū)域?；诙鄶?shù)據(jù)源匹配高效輸出優(yōu)化方案，可以先于客戶發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)問題，減少投訴，不僅減少了大量人力物力財(cái)力，同時(shí)為后期網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供科學(xué)有力的支撐手段，減少人工規(guī)劃中各種主觀因素的影響，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的精準(zhǔn)規(guī)劃及優(yōu)化。

［1］3GPP TS 25.305， Universal mobile telecommunications system （UMTS）；User equipment（UE）positioning in universal terrestrial radio access network （UTRAN）［S］. 2014.

［2］王映民，孫韶輝.TD—LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)［M］.北京：人民郵電出版社，2011.

［3］姜杰，魏民. LTE網(wǎng)絡(luò)下定位實(shí)現(xiàn)方案研究［J］. 互聯(lián)網(wǎng)天地，2015（10）.

NewsFraunhofer IIS為VR和移動(dòng)設(shè)備帶來增強(qiáng)語音體驗(yàn)

全球領(lǐng)先的音頻和多媒體技術(shù)研究機(jī)構(gòu)Fraunhofer IIS在2016年中國(guó)國(guó)際信息通信展覽會(huì)上展示了能夠帶來全高清語音通話質(zhì)量的下一代3GPP VoLTE編解碼器EVS，以及為VR設(shè)備帶來最佳沉浸式聲音體驗(yàn)的音頻制作工具、Fraunhofer Cingo和MPEG-H技術(shù)。在展會(huì)期間Fraunhofer IIS展示的各項(xiàng)創(chuàng)新音頻處理技術(shù)，不僅能夠?yàn)檫\(yùn)營(yíng)商帶來更具差異化的產(chǎn)品及服務(wù)還能夠顯著提升用戶的通話體驗(yàn)，并將沉浸式音頻體驗(yàn)延展至VR設(shè)備中。

增強(qiáng)型語音服務(wù)（EVS）是全新3GPP VoLTE編解碼器，由Fraunhofer IIS聯(lián)合開發(fā)。此外，EVS 還是GSMA VoLTE標(biāo)準(zhǔn)中超寬帶服務(wù)的指定編解碼器。EVS能夠帶來全高清語音的通話質(zhì)量，從而讓語音通話水平與當(dāng)今數(shù)字媒體服務(wù)相媲美。整合了前沿的語音和音頻編碼技術(shù)，EVS所帶來語音和背景音質(zhì)量顯著優(yōu)于AMR-WB，并在不良網(wǎng)絡(luò)條件下具有超強(qiáng)的抗干擾能力。EVS能夠通過無與倫比的低比特率提供優(yōu)化的網(wǎng)略容量。

與此同時(shí)，EVS技術(shù)已經(jīng)開始在全球運(yùn)營(yíng)商中開展推廣。美國(guó)運(yùn)營(yíng)商T-Mobile，日本運(yùn)營(yíng)商N(yùn)TT DoCoMo以及德國(guó)Vodafone先后在VoLTE網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用EVS技術(shù)并支持多款智能手機(jī)及芯片組。

Fraunhofer IIS中國(guó)地區(qū)業(yè)務(wù)代表Toni Fiedler先生表示：“近年來，OTT語音服務(wù)的蓬勃發(fā)展不斷沖擊著傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商，創(chuàng)新的根本是為用戶帶來更好的服務(wù)和更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品。作為音頻編解碼領(lǐng)域的權(quán)威機(jī)構(gòu)，我們十分看好VoLTE和移動(dòng)互聯(lián)在中國(guó)市場(chǎng)的發(fā)展前景。我們也非常期待能夠?qū)⑹澜珥敿獾囊纛l技術(shù)引入中國(guó)。”

（趙青）

Research on the MR locating based on the OTT method

WANG Su
（China Mobile Group Co.， Ltd.， Beijing 100033， China）

The measurement report， reported by the user equipment， can be the truly refl ection of the user experience in wireless networks. However， the location information of the UE is not included in the MR so far. As a result， the operators cannot obtain the accurate positions of the users， even the MR indicates that the users' perception may be terrible. In this paper， we propose a MR locating method based on the OTT data matching. The evaluating tests indicates that the method is effective for not only locate the MR but also the network planning and optimization.

MR； location method； OTT； GPS； data cleaning

TN929.5

A

1008-5599（2016）10-0063-04

2016-08-16