CN110012429B - 无人机终端识别方法及网络侧设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无人机终端识别方法及网络侧设备，属于无线技术领域。其中，应用于网络侧设备的无人机终端识别方法包括：网络侧设备接收待识别的终端上报的MDT结果；所述网络侧设备根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端。本发明的技术方案能够实现无人机终端的识别。

Description

无人机终端识别方法及网络侧设备
技术领域
本发明涉及无线技术领域，特别是指一种无人机终端识别方法及网络侧设备。
背景技术
随着无人机应用领域和应用场景的迅速扩展，无人机通信需要满足日益多样化的业务需求。移动网络具有覆盖范围广、系统容量大、支持业务类型全面、抗干扰性强等优点，在支持无人机通信方面具有广泛的应用前景。然而，由于无人机终端的空中无线通信环境和使用限制与地面终端存在明显差异，需要施以针对性的干扰抑制、移动性管理和飞行管控等策略，这就要求蜂窝网络能够准确识别出无人机终端，特别是未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端。
无人机终端识别的现有方案包括：
(1)核心网认证与鉴权
为合法的无人机终端配发专用的身份芯片(如SIM卡)，当其接入移动网络时，通过核心网的认证与鉴权功能识别其为授权的无人机终端。
(2)无人机终端上报身份/类型信息
无人机终端内部已配置有身份或类型信息(如无人机厂商在其出厂时设置)，在接入移动网络时自主或按需上报。
(3)移动网络根据无人机终端位置、高度、速度等自行判断
由无人机终端上报或移动网络基站测量其位置、高度、速度等信息，根据上述所得信息进行识别。
但现有技术存在以下缺点：
现有方案(1)可以识别预先授权(如已发放专用SIM卡)的无人机终端，而对未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端无能为力，而这类终端在空中仍然面临干扰抑制、移动性管理和飞行管控等要求。
现有方案(2)在移动网络侧没有验证机制，无人机终端的身份或类型信息可能别篡改或伪造。
现有方案(3)所列举的信息无法保证准确识别无人机终端，例如悬停在楼外窗边的无人机终端和站在楼内窗边的普通用户终端(二者位置、高度相近，速度均接近静止)等。
综上所述，现有方案无法准确识别无人机终端，特别是未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无人机终端识别方法及网络侧设备，能够实现无人机终端的识别。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种无人机终端识别方法，应用于网络侧设备，包括：
网络侧设备接收待识别的终端上报的MDT结果；
所述网络侧设备根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端。
进一步地，所述网络侧设备根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端包括：
所述网络侧设备根据历史MDT结果生成所服务空域的无线通信环境信息，所述无线通信环境信息包括无人机终端与地面终端存在差异的无线参数；
所述网络侧设备比对所述无线通信环境信息与待识别的终端上报的MDT结果，如果待识别的终端上报的MDT结果与所述无线通信环境信息的匹配度大于阈值，则确定待识别的终端为无人机终端。
进一步地，所述无线通信环境信息包括以下参数中的至少一种：
功率余量、干扰强度、参考信号接收功率RSRP参数的分布、参考信号接收质量RSRQ参数的分布、信号与干扰加噪声比SINR参数的分布、终端邻区关系、切换次数、切换概率和切换失败概率。
进一步地，无人机终端的RSRP参数值大于地面终端的RSRP参数值；
无人机终端的RSRQ参数值大于地面终端的RSRQ参数值；
无人机终端的SINR参数值大于地面终端的SINR参数值；
无人机终端的切换失败概率大于地面终端的切换失败概率；
无人机终端的邻区数量大于地面终端的邻区数量。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，包括处理器和收发器，
所述收发器用于接收待识别的终端上报的MDT结果；
所述处理器用于根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端。
进一步地，所述处理器具体用于根据历史MDT结果生成所服务空域的无线通信环境信息，所述无线通信环境信息包括无人机终端与地面终端存在差异的无线参数，比对所述无线通信环境信息与待识别的终端上报的MDT结果，如果待识别的终端上报的MDT结果与所述无线通信环境信息的匹配度大于阈值，则确定待识别的终端为无人机终端。
进一步地，所述无线通信环境信息包括以下参数中的至少一种：
功率余量、干扰强度、参考信号接收功率RSRP参数的分布、参考信号接收质量RSRQ参数的分布、信号与干扰加噪声比SINR参数的分布、终端邻区关系、切换次数、切换概率和切换失败概率。
进一步地，无人机终端的RSRP参数值大于地面终端的RSRP参数值；
无人机终端的RSRQ参数值大于地面终端的RSRQ参数值；
无人机终端的SINR参数值大于地面终端的SINR参数值；
无人机终端的切换失败概率大于地面终端的切换失败概率；
无人机终端的邻区数量大于地面终端的邻区数量。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的无人机终端识别方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的无人机终端识别方法中的步骤。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，网络侧设备将历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果进行比对或匹配，能够实现对无人机终端，包括未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端的准确识别，提高终端类型识别的准确度。
附图说明
图1为本发明实施例应用于网络侧设备的无人机终端识别方法的流程示意图；
图2为本发明实施例应用于终端的无人机终端识别方法的流程示意图；
图3为日志型MDT的无线接入网侧流程；
图4为即时型MDT的无线接入网侧流程；
图5为本发明实施例上报日志型MDT的流程示意图；
图6为本发明实施例上报即时型MDT的流程示意图；
图7为本发明实施例网络侧设备的结构示意图；
图8为本发明实施例终端的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例提供一种无人机终端识别方法及网络侧设备，能够实现无人机终端的识别。
路测是移动通信运营商检查网络质量、评估系统性能和优化网络部署的重要手段。传统路测由人工定时定点进行，即工作人员驾驶测试车(配备测试终端)按照给定线路行驶并记录该过程中的事件和测量值。由于传统路测存在时间、区域和人力的限制，难以反映测试时间和范围之外的网络状况，国际标准化组织3GPP在Release 9版本中提出了最小化路测(Minimization of Drive Test，MDT)技术，通过为普通用户设定专门的MDT测量来充分利用普通用户的测量报告信息，全面反映网络的性能状况。
现有方案没有利用无人机终端与地面终端的无线通信环境差异，以及移动网络通过MDT等路测过程形成的终端无线状态经验数据等，而本发明对二者加以利用，实现无人机终端，包括未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端的识别。
本发明实施例提供一种无人机终端识别方法，应用于网络侧设备，如图1所示，包括：
步骤101：网络侧设备接收待识别的终端上报的MDT结果；
步骤102：所述网络侧设备根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端。
本实施例中，网络侧设备将历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果进行比对或匹配，能够实现对无人机终端，包括未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端的准确识别，提高终端类型识别的准确度。
进一步地，所述网络侧设备接收待识别的终端上报的MDT结果之前，所述方法还包括：
所述网络侧设备向待识别的终端发送指示信息，所述指示信息指示所述待识别的终端上报MDT结果。
进一步地，所述网络侧设备通过RRC信令将所述指示信息和MDT配置信息发送给待识别的终端。
进一步地，所述网络侧设备根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端包括：
所述网络侧设备根据历史MDT结果生成所服务空域的无线通信环境信息，所述无线通信环境信息包括无人机终端与地面终端存在差异的无线参数；
所述网络侧设备比对所述无线通信环境信息与待识别的终端上报的MDT结果，如果待识别的终端上报的MDT结果与所述无线通信环境信息的匹配度大于阈值，则确定待识别的终端为无人机终端。
进一步地，所述无线通信环境信息包括以下参数中的至少一种：
功率余量、干扰强度、RSRP(参考信号接收功率)参数的分布、RSRQ(参考信号接收质量)参数的分布、SINR(信号与干扰加噪声比)参数的分布、终端邻区关系、切换次数、切换概率和切换失败概率。
进一步地，无人机终端的RSRP参数值大于地面终端的RSRP参数值；
无人机终端的RSRQ参数值大于地面终端的RSRQ参数值；
无人机终端的SINR参数值大于地面终端的SINR参数值；
无人机终端的切换失败概率大于地面终端的切换失败概率；
无人机终端的邻区数量大于地面终端的邻区数量。
本发明实施例还提供了一种无人机终端识别方法，应用于终端，如图2所示，包括：
步骤201：待识别的终端记录MDT结果；
步骤202：待识别的终端向网络侧设备上报MDT结果。
本实施例中，待识别的终端记录MDT结果，并向网络侧设备上报MDT结果，这样网络侧设备可以将历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果进行比对或匹配，能够实现对无人机终端，包括未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端的准确识别，提高终端类型识别的准确度。
进一步地，所述待识别的终端记录MDT结果之前，所述方法还包括：
所述待识别的终端接收网络侧设备发送的指示信息，所述指示信息指示所述待识别的终端上报MDT结果。
进一步地，所述待识别的终端接收网络侧设备发送的指示信息包括：
所述待识别的终端接收所述网络侧设备发送的RRC信令，所述RRC信令中携带有所述指示信息和MDT配置信息。
进一步地，所述MDT结果包括以下参数中的至少一种：
终端的海拔、运动速度和方向。
下面以网络侧设备为基站为例，结合附图对本发明的无人机终端识别方法进行详细介绍：
3GPP标准TS37.320中，无线接入网侧的MDT流程包括，基站根据从OAM(OperationAdministration and Maintenance，操作管理维护实体)收到的配置参数来创建MDT配置，并通过RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)信令将MDT配置信息发给终端；终端根据MDT配置信息进行测量并择机存储和上报；基站存储MDT结果，并向跟踪收集实体(Trace Collection Entity，TCE)上报终端跟踪记录。MDT分为日志型(Logged MDT)和即时型(Immediate MDT)，对于前者，基站对处于连接态(RRC_CONNECTED)的终端进行MDT配置，终端转入空闲态(RRC_IDLE)时进行MDT测量和记录，并在重新转入连接态时进行MDT记录上报，如图3所示；对于后者，基站对处于连接态的终端进行MDT配置，终端在连接态进行MDT测量并立即进行MDT记录上报，如图4所示。
由基站创建、通过RRC信令发给终端的MDT配置包括工作模式、测量区域、测量量、测量相关的参数配置(如触发和上报条件)等。终端测量、存储和上报至基站的MDT信息可包括RSRP、RSRQ、功率余量、干扰强度等无线网络参数，以及相关联的时间和平面位置(location)信息等。运营商可基于MDT结果和关联的时间和平面位置信息，获知各测量量的二维平面分布，为网络性能评估和部署优化提供参考。
现有技术中，运营商可绘出各测量量的二维平面分布图，即仅能获知二维平面(主要是地面)上的网络性能和用户体验等，原因在于当前的MDT仅要求终端上报平面位置信息。这一机制仅适用于传统地面终端，而无法准确反映无人机等具有飞行高度和飞行速度的新形态终端的无线状态和体验。例如，当无人机终端在高于天线高度快速飞行时，由于视线传播的概率增大，其上行信号会被更多站点接收到，同时本身亦会探测到来自更多基站的下行信号，相应的RSRP、RSRQ、干扰、切换概率等分布均与地面终端存在较大差异。
因此，本发明的技术方案中，通过终端上报MDT记录及其关联的高度、速度、形态等终端状态信息，使基站可以分类存储和上报MDT结果以用于高空等场景或无人机等终端类型的网络性能评估和部署优化。
本发明的技术方案中，如图5和图6所示，终端在执行MDT同时记录当前高度/海拔、速度、形态等终端状态信息，并与MDT结果关联上报至基站，基站根据所关联的终端状态信息等对MDT结果分类存储，并将终端状态信息上报至跟踪收集实体。
具体地，.基站可以指示要求终端记录并上报终端状态信息，该指示可与MDT配置信息一起通过RRC信令发给终端，该指示要求终端记录并上报的终端状态信息包括终端的高度/海拔、运动速度和方向等状态信息，也可包括终端形态(如无人机)等其他有助于基站进行MDT结果分类的信息，终端收到终端状态信息记录和上报指示后，在执行MDT同时记录终端状态信息，并与MDT结果关联。另外，终端也可以根据自身状态，自主选择记录和上报终端状态信息。
其中，终端状态信息与MDT结果的关联为一一对应，一种可能形式如下表所示。
Figure BDA0001539782690000081
终端将与终端状态信息及其关联的MDT结果一并上报至基站，基站根据所关联的终端状态信息等对MDT结果分类存储，并将终端状态信息上报至跟踪收集实体。
基站在识别无人机终端时，首先根据历史MDT结果绘制所服务空域的无线通信环境分布图(即上述无线通信环境信息)，该历史MDT结果可来自于已被识别或被授权的无人机终端，也可来自于上报了高度、速度等信息的其他终端。无线通信环境分布图可包括一切无人机终端可能与地面终端存在差异的参数，如与位置、高度、速度等关联的RSRP、RSRQ、SINR等无线测量参数的分布，终端邻区关系(包括小区数目和小区ID)，以及切换次数、概率、失败概率等移动性参数，等等。
基站将待识别终端上报的MDT结果与绘制的无线通信环境分布图进行比对或匹配，其中可以采用现有算法进行比对或匹配，输出结果为相似度或匹配度，在待识别终端上报的MDT结果与绘制的无线通信环境分布图的相似度或匹配度大于阈值时，可以判断待识别终端为无人机终端。
为保证比对或匹配结果准确性，基站应尽可能对待识别终端采集更多、时间跨度更长的MDT结果，MDT结果量越多、时间跨度越长，比对或匹配结果越准确。在判断待识别终端为无人机终端后，基站可根据该识别结果为无人机终端施行专用的干扰抑制、移动性管理、飞行管控等策略。
之后，基站可将已识别的无人机终端所上报的MDT结果用于无线通信环境分布图的更新。
再后，终端可以继续上报MDT结果，基站可继续将其上报的MDT结果与无线通信环境分布图进行比对或匹配，以判断该终端是否维持无人机状态或改变为地面终端状态。
通过分析大量测试点(如MDT数据)，可以建立不同高度下RSRP、RSRQ以及SINR的分布参考模型，从模型中可以看出，在RSRP、RSRQ以及SINR的分布中，地面终端与具有高度的无人机终端存在明显差异，因此将待识别的终端上报的MDT结果与预先建立的RSRP、RSRQ或SINR的分布参考模型进行比对，即可判断待识别终端为无人机终端或地面终端。
进一步地，与地面终端相比，无人机终端的切换失败概率要大，因此可以通过切换失败概率判断待识别终端为无人机终端或地面终端。
进一步地，与地面终端相比，无人机终端的邻区数量要多，因此可以通过邻区数量判断待识别终端为无人机终端或地面终端。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，如图7所示，包括处理器31和收发器32，
所述收发器32用于接收待识别的终端上报的MDT结果；
所述处理器31用于根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端。
本实施例中，网络侧设备将历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果进行比对或匹配，能够实现对无人机终端，包括未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端的准确识别，提高终端类型识别的准确度。
进一步地，所述收发器32还用于向待识别的终端发送指示信息，所述指示信息指示所述待识别的终端上报MDT结果。
进一步地，所述收发器32具体用于通过RRC信令将所述指示信息和MDT配置信息发送给待识别的终端。
进一步地，所述处理器31具体用于根据历史MDT结果生成所服务空域的无线通信环境信息，所述无线通信环境信息包括无人机终端与地面终端存在差异的无线参数，比对所述无线通信环境信息与待识别的终端上报的MDT结果，如果待识别的终端上报的MDT结果与所述无线通信环境信息的匹配度大于阈值，则确定待识别的终端为无人机终端。
进一步地，所述无线通信环境信息包括以下参数中的至少一种：
功率余量、干扰强度、参考信号接收功率RSRP参数的分布、参考信号接收质量RSRQ参数的分布、信号与干扰加噪声比SINR参数的分布、终端邻区关系、切换次数、切换概率和切换失败概率。
进一步地，无人机终端的RSRP参数值大于地面终端的RSRP参数值；
无人机终端的RSRQ参数值大于地面终端的RSRQ参数值；
无人机终端的SINR参数值大于地面终端的SINR参数值；
无人机终端的切换失败概率大于地面终端的切换失败概率；
无人机终端的邻区数量大于地面终端的邻区数量。
本发明实施例还提供了一种终端，如图8所示，包括处理器41和收发器42，
所述处理器41用于记录MDT结果；
所述收发器42用于向网络侧设备上报MDT结果。
本实施例中，待识别的终端记录MDT结果，并向网络侧设备上报MDT结果，这样网络侧设备可以将历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果进行比对或匹配，能够实现对无人机终端，包括未经授权的、被无人机携带进入空中的地面终端的准确识别，提高终端类型识别的准确度。
进一步地，所述收发器42还用于接收网络侧设备发送的指示信息，所述指示信息指示所述待识别的终端上报MDT结果。
进一步地，所述收发器42具体用于接收所述网络侧设备发送的RRC信令，所述RRC信令中携带有所述指示信息和MDT配置信息。
进一步地，所述MDT结果包括以下参数中的至少一种：
终端的海拔、运动速度和方向。
本发明实施例还提供了一种终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的无人机终端识别方法。
本发明实施例还提供了一种网络侧设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的无人机终端识别方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的无人机终端识别方法中的步骤。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无人机终端识别方法，应用于网络侧设备，其特征在于，包括：
网络侧设备根据历史MDT结果生成所服务空域的无线通信环境信息，所述无线通信环境信息包括无人机终端与地面终端存在差异的无线参数；
网络侧设备接收待识别的终端上报的MDT结果；
所述网络侧设备根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端，包括：所述网络侧设备比对所述无线通信环境信息与待识别的终端上报的MDT结果，如果待识别的终端上报的MDT结果与所述无线通信环境信息的匹配度大于阈值，则确定待识别的终端为无人机终端。
2.根据权利要求1所述的无人机终端识别方法，其特征在于，所述无线通信环境信息包括以下参数中的至少一种：
功率余量、干扰强度、参考信号接收功率RSRP参数的分布、参考信号接收质量RSRQ参数的分布、信号与干扰加噪声比SINR参数的分布、终端邻区关系、切换次数、切换概率和切换失败概率。
3.根据权利要求2所述的无人机终端识别方法，其特征在于，
无人机终端的RSRP参数值大于地面终端的RSRP参数值；
无人机终端的RSRQ参数值大于地面终端的RSRQ参数值；
无人机终端的SINR参数值大于地面终端的SINR参数值；
无人机终端的切换失败概率大于地面终端的切换失败概率；
无人机终端的邻区数量大于地面终端的邻区数量。
4.一种网络侧设备，其特征在于，包括处理器和收发器，
所述收发器用于接收待识别的终端上报的MDT结果；
所述处理器用于根据历史MDT结果和待识别的终端上报的MDT结果确定待识别的终端是否为无人机终端；
所述处理器具体用于根据历史MDT结果生成所服务空域的无线通信环境信息，所述无线通信环境信息包括无人机终端与地面终端存在差异的无线参数，比对所述无线通信环境信息与待识别的终端上报的MDT结果，如果待识别的终端上报的MDT结果与所述无线通信环境信息的匹配度大于阈值，则确定待识别的终端为无人机终端。
5.根据权利要求4所述的网络侧设备，其特征在于，所述无线通信环境信息包括以下参数中的至少一种：
功率余量、干扰强度、参考信号接收功率RSRP参数的分布、参考信号接收质量RSRQ参数的分布、信号与干扰加噪声比SINR参数的分布、终端邻区关系、切换次数、切换概率和切换失败概率。
6.根据权利要求5所述的网络侧设备，其特征在于，
无人机终端的RSRP参数值大于地面终端的RSRP参数值；
无人机终端的RSRQ参数值大于地面终端的RSRQ参数值；
无人机终端的SINR参数值大于地面终端的SINR参数值；
无人机终端的切换失败概率大于地面终端的切换失败概率；
无人机终端的邻区数量大于地面终端的邻区数量。
7.一种网络侧设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-权利要求3任一项所述的无人机终端识别方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-权利要求3任一项所述的无人机终端识别方法中的步骤。
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