CN112235720B - 室内三维mr弱覆盖定位方法、系统与计算机可读介质 - Google Patents

室内三维mr弱覆盖定位方法、系统与计算机可读介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种室内三维MR弱覆盖定位方法、系统与计算机可读介质，包括：基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息；对获取的经纬度信息进行数据清洗；基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属，信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息；通过在室内的每层楼RFID识别系统与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签，记录交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户；将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点；对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖。

Description

室内三维MR弱覆盖定位方法、系统与计算机可读介质
技术领域
本发明涉及蜂窝网络通信技术领域，具体而言涉及一种室内三维MR弱覆盖定位方法。
背景技术
随着LTE用户数量增多，室内分布系统建设数量逐渐加大，需要排查和解决的室内MR覆盖工作也逐渐上升，目前主要是基于OTT来获取定位信息，通过互联网向用户提供各种应用服务，抓取互联网APP的经纬度信息，得到例如图1所示的室内MR采样栅格效果图，但这样基于OTT的MR室内数据不能快速定位弱覆盖楼层。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于信令软采MR数据，结合楼层切片技术，精准采集室内MR分布数据，对网络优化提供准确数据支撑的室内三维MR弱覆盖定位方法，包括以下步骤：
步骤1、基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息；
步骤2、对获取的经纬度信息进行数据清洗，剔除干扰数据；
步骤3、基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属，信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息；
步骤4、通过在室内的每层楼RFID识别系统与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签，RFID识别系统记录用户通信终端与对应楼层的RFID阅读器的交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户；所述RFID识别系统包括布设在每个楼层预定高度和位置的多个RFID阅读器；
步骤5、将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点；
步骤6、对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖，其中在渲染过程中基于楼层/高度进行平面渲染。
根据本发明的公开，还提出一种室内三维MR弱覆盖定位系统，包括：
一个或多个处理器；
存储器，存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括执行前述室内三维MR弱覆盖定位方法的过程。
根据本发明的公开，还提出一种存储软件的计算机可读取介质，所述软件包括能通过一个或多个计算机执行的指令，所述指令在被所述一个或多个计算机执行时执行前述室内三维MR弱覆盖定位方法的操作。
根据本发明的公开，还提出一种室内三维MR弱覆盖定位系统，包括：
用于基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息的模块；
用于对获取的经纬度信息进行数据清洗，剔除干扰数据的模块；
用于基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属，信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息的模块；
用于通过在室内的每层楼RFID识别系统与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签，RFID识别系统记录用户通信终端与对应楼层的RFID阅读器的交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户的模块；所述RFID识别系统包括布设在每个楼层预定高度和位置的多个RFID阅读器；
用于将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点的模块；
用于对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖的模块，其中在渲染过程中基于楼层/高度进行平面渲染。
本发明与现有技术相比，其显著的有益效果在于：
1、利用OTT和楼层切片技术，并拟合MR数据形成三维采样点分布图，立体定位和分析室内覆盖问题。而现有的传统室内MR数据只带有经纬度信息，属于室内平面定位，无法准确知道被采集的用户的海拔信息（所在楼层高度），用于排查室内弱覆盖存在一定限制，需要现场人工排查每层楼的室内覆盖情况，工作量大效率低；
2、本发明提出结合楼层切片技术，利用无线标签识别用户所在的楼层高度，整合平面MR采样点数据，得到每一层楼的用户RSRP强度和分布空间数据，形成3D立体覆盖效果图，可快速定位室内MR弱覆盖问题。同时，在可选的方式中，RFID天线可以和室内分布系统天线放置在一起，部署快，每层楼放置一个点位就能满足采集需求，成本低。
3、本发明的拟合基于OTT的软硬采MR数据，软硬采集方便快速，数据有效性和可靠性高，可以方便的提取有效数据供优化、维护、规划部门联动分析；
4、本发明可以实现与现有各种室内分析平台对接，实现数据共享，融合现有智能分析平台，多维度多角度呈现问题，达到双管齐下，事半功倍的效果。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
图1是传统OTT方式实现的室内MR采样栅格效果图。
图2是本发明的室内三维MR弱覆盖定位方法的流程图。
图3是S1-U接口的示意图。
图4是本发明采用的数据清洗的原理示意图。
图5是本发明经纬度关联过程的示意图。
图6是本发明RFID识别和楼层高度获取的示意图。
图7是本发明三维采样点分布示意图。
图8是本发明楼层切片分析示意图。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
根据本发明的实施例的一种室内三维MR弱覆盖定位方法，基于信令软采MR数据，结合楼层切片技术，精准采集室内MR分布数据，对网络优化提供准确数据支撑。在实现过程中，结合OTT和楼层切片技术，整合平面MR采样点数据，得到每一层楼的用户RSRP强度和分布空间数据，实现MR数据与空间的拟合形成三维采样点分布图，渲染形成3D立体覆盖效果，实现快读立体定位和分析室内覆盖问题。
作为示例，结合图2-图8所示的室内三维MR弱覆盖定位方法的实现，包括以下步骤：
步骤1、基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息；
步骤2、对获取的经纬度信息进行数据清洗，剔除干扰数据；
步骤3、基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属，信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息；
步骤4、通过在室内的每层楼RFID识别系统与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签，RFID识别系统记录用户通信终端与对应楼层的RFID阅读器的交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户；所述RFID识别系统包括布设在每个楼层预定高度和位置的多个RFID阅读器；
步骤5、将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点；
步骤6、对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖，其中在渲染过程中基于楼层/高度进行平面渲染。
下面我们将更加具体阐述上述过程的示例性实现。
在前述步骤1中，结合图3所示，基于OTT软采数据，获取经纬度信息，具体包括：
步骤1-1、根据用户通信终端中的应用类APP 通过 get请求获取位置信息；
步骤1-2、通过S1-U 口的 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；
步骤1-3、提取 S1-U 口的经纬度信息。
结合图3，其中，S1-U（S1用户接口）是指连接在eNB与S-GW之间的接口，S1-U接口提供eNB与S-GW之间用户平面PDU的非保障传输。S1接口用户的平面协议中，传输网络层是建立在IP层之上的，并且位于UD/IP之上的GTP-U用于在eNB和S-GW之间传输用户平面PDU。
S1控制平面接口（S1-MME）是指连接在额NB与MME之间的接口，S1控制平面接口与用户平面类似，传输网络层是建立在IP层之上的，不同之处在于，IP层之上增加了SCTP层用来实现信令消息的传输，应用层协议为S1-AP。
在可选的实施例中，所述步骤1-3中，对于不同通信终端S1-U 口的经纬度获取使用了不同的坐标系，在提取经纬度信息过程中还包括进行坐标系转换纠偏操作。
由于S1-U 口的经纬度标准可能使用了不同的坐标系，因此在进行经纬度提取时需要进行测试及坐标系转换纠偏。可选地，目前常用的坐标系是 WSG84、火星坐标及百度坐标系，可通过现有的坐标系转换算法实现，或者联系地图开发者申请坐标转换服务。
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。结合图4，步骤2进行数据清洗过程中，包括以下操作：
步骤2-1：根据工参中的室分小区经纬度，预设覆盖半径1Km；
步骤2-2：根据获取的经纬度计算到室分小区的距离Dis；
步骤2-3：剔除距离大于1Km的采样点；
其中，距离Dis计算公式如下：
Dis=6371004*SQRT(POWER(COS(纬度1*PI()/180)*(经度2*PI()/180-经度1*PI()/180),2)+POWER((纬度1*PI()/180-纬度2*PI()/180),2))。
软采数据时，软采数据只需从SCA设备中采集已经汇聚好的Uu/X2接口数据即可，可以批量自动化获取无线网络数据。
在本发明的骤3进行MRO与信令关联过程中，结合图5所示，基于时间和MMEUES1APID信息，在正常的寻呼周期内，其MMEUES1APID保持不变的性质，且MR数据和信令数据S1-U/S1-MME都包含MMEUES1APID，由此通过对齐MMEUES1APID实现MR和信令的关联；
在关联后就确定MR数据的用户归属，从而使得信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息、RSRP、SINR统计信息。
优选地，结合所述步骤4中，结合图6所示，基于每个楼层预设布置的RFID阅读器与用户通信终端进行射频信号交换数据标签，通过标签标记楼层高度，通过IMSI区分通信终端，以实现与用户的关联和高度定位，其具体实现包括以下步骤：
步骤4-1：每层楼布设RFID阅读器，每个RFID阅读器中预设相应的高度信息、位置信息；
步骤4-2：用户通信终端接收到RFID阅读器天线的发出的电磁信号后，通信终端与RFID阅读器进行标签交互，RFID识别系统记录交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器；
步骤4-3：将占用的RFID阅读器与RFID识别系统预设相应的高度信息、位置信息关联至用户；
步骤4-4：将用户关联到的高度信息、位置信息、IMSI、时间戳上报到信令数据中，实现高度定位。
优选地，在所述步骤5形成三维采样点的过程中，通过经纬度信息进行建筑物的位置匹配，超出建筑物范围预定距离之外的位置信息定义为无效信息，进行剔除；其中：
采用优先有效位置信息进行匹配，并且基于下述位置1-3中的优先级最高的位置信息进行匹配：
位置1、基于步骤2获得的经纬度信息，定义为高优先级；
位置2、通信终端电磁波的增益和TA/AOA拟合获得的位置，定义为中优先级；
位置3、RFID阅读器中预设的位置信息，定义为低优先级。
优选地，在具体实现过程中，将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点。针对室分小区，在传统的MR原始数据上增加采样点的高度信息即可。
首先，经纬度信息获取，从后面的三种位置信息有获取，优先选取有效的位置信息，当位置信息多余两个时由从高到低选择。位置1、用户在APP经纬度抓取的定位信息（高优先选择），位置2、设备电磁波的增益和TA/AOA拟合的位置（中优先选择），位置3、RFID芯片中预设位置信息（低优先选择），将三个经纬度位置信息与建筑物的位置进行匹配，超出建筑物范围5m外的位置信息定义为无效位置信息；
其次，通过（4）RFID识别和楼层高度获取的高度信息和有效的楼层信息：需要在每层楼的RFID芯片中预设相应的高度信息，手机接收到天线发出的电磁信号后解码高度值，一并将IMSI、时间戳上报到信令软采数据中；
然后，根据时间戳、用户设备等信息关联经纬度和高度信息；
最后，根据MR的时间戳、用户信息，进一步关联到经纬度和高度信息，进而实现MR数据形成三维采样点。图6示例性表示了三维采样点分布的示意图。
优选地，所述步骤6中，通过对每个楼层选取不同采样点和信号强度的数据，按照覆盖率计算公式，计算出每个楼层的覆盖率，如果覆盖率低于设定的阈值，例如设定70%的阈值，判定为弱覆盖楼层。
在可选的实施例中，三维采样点按照楼层高度分类，得到每个楼层MR的精确数据，可利用三维地图软件渲染立体覆盖效果。利用切片技术可以清晰直观的看到每层采样点情况，便于快速发现问题覆盖区域，具体操作包括：
首先：根据楼层/高度进行平面渲染，进而得到整个楼层的覆盖情况。可选地，每个楼层的需选取不同采样点和信号强度的数据有且至少50个才可进行平面渲染；
其次，根据楼层渲染信息，进而得到整个楼覆盖信息，可用于楼层整体分析；
然后，每个楼层的需选取不同采样点和信号强度的数据，按照当地的覆盖率计算公式，计算出楼层的覆盖率，覆盖率低于70%，定义为弱覆盖楼层；
最后，结合前述步骤的重复实施对不同楼层进行分析，精确识别每个楼层的覆盖问题，并按要求输出问题区域，便于现场优化人员现场优化处理。
结合前述实施例，本发明还可以被配置层按照下述方式实施。
室内三维MR弱覆盖定位系统
一种室内三维MR弱覆盖定位系统，包括：
一个或多个处理器；
存储器，存储可被操作的指令，所述指令在通过所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括执行前述室内三维MR弱覆盖定位方法的过程。
存储软件的计算机可读取介质
一种存储软件的计算机可读取介质，所述软件包括能通过一个或多个计算机执行的指令，所述指令在被所述一个或多个计算机执行时执行室内三维MR弱覆盖定位方法的操作。
室内三维MR弱覆盖定位系统
一种室内三维MR弱覆盖定位系统，包括：
用于基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息的模块；
用于对获取的经纬度信息进行数据清洗，剔除干扰数据的模块；
用于基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属，信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息的模块；
用于通过在室内的每层楼RFID识别系统与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签，RFID识别系统记录用户通信终端与对应楼层的RFID阅读器的交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户的模块；所述RFID识别系统包括布设在每个楼层预定高度和位置的多个RFID阅读器；
用于将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点的模块；
用于对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖的模块，其中在渲染过程中基于楼层/高度进行平面渲染。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (11)

1.一种室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息；
步骤2、对获取的经纬度信息进行数据清洗，剔除干扰数据；
步骤3、基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属，信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息；
步骤4、通过在室内的每层楼RFID识别系统与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签，RFID识别系统记录用户通信终端与对应楼层的RFID阅读器的交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户；所述RFID识别系统包括布设在每个楼层预定高度和位置的多个RFID阅读器；
步骤5、将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点；
步骤6、对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖，其中在渲染过程中基于楼层/高度进行平面渲染。
2.根据权利要求1所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，所述步骤1中获取经纬度信息的操作包括：
步骤1-1、根据用户通信终端中的应用类APP 通过 get请求请求获取位置信息；
步骤1-2、通过S1-U 口的 http 接口中指定的 host 筛选或搜索 URI字段中包含纬度（latitude ）和经度（ longitude ）的关键字段；
步骤1-3、提取 S1-U 口的经纬度信息。
3.根据权利要求2所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，所述步骤1-3中，对于不同通信终端S1-U 口的经纬度信息获取使用了不同的坐标系，在提取经纬度信息过程中还包括进行坐标系转换纠偏操作。
4.根据权利要求1所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，所述步骤2进行数据清洗过程中，包括以下操作：
步骤2-1：根据工参中的室分小区经纬度，预设覆盖半径1Km；
步骤2-2：根据获取的经纬度计算到室分小区的距离Dis；
步骤2-3：剔除距离大于1Km的采样点。
5.根据权利要求1所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，所述步骤3进行MRO与信令关联过程中，基于时间和MMEUES1APID信息，在正常的寻呼周期内，其MMEUES1APID保持不变的性质，且MR数据和信令数据S1-U/S1-MME都包含MMEUES1APID，由此通过对齐MMEUES1APID实现MR和信令的关联；
在关联后就确定MR数据的用户归属，从而使得信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息、RSRP、SINR统计信息。
6.根据权利要求1所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，所述步骤4中，基于每个楼层预设布置的RFID阅读器与用户通信终端进行射频信号交换数据标签，通过标签标记楼层高度，通过IMSI区分通信终端，以实现与用户的关联和高度定位，其具体实现包括以下步骤：
步骤4-1：每层楼布设RFID阅读器，每个RFID阅读器中预设相应的高度信息、位置信息；
步骤4-2：用户通信终端接收到RFID阅读器天线发出的电磁信号后，通信终端与RFID阅读器进行标签交互，RFID识别系统记录交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器；
步骤4-3：将占用的RFID阅读器与RFID识别系统预设相应的高度信息、位置信息关联至用户；
步骤4-4：将用户关联到的高度信息、位置信息、IMSI、时间戳上报到信令数据中，实现高度定位。
7.根据权利要求1所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，在所述步骤5形成三维采样点的过程中，通过经纬度信息进行建筑物的位置匹配，超出建筑物范围预定距离之外的位置信息定义为无效信息，进行剔除；其中：
采用优先有效位置信息进行匹配，并且基于下述位置1-位置3中的优先级最高的位置信息进行匹配：
位置1、基于步骤2获得的经纬度信息，定义为高优先级；
位置2、通信终端电磁波的增益和TA/AOA拟合获得的位置，定义为中优先级；
位置3、RFID阅读器中预设的位置信息，定义为低优先级。
8.根据权利要求1所述的室内三维MR弱覆盖定位方法，其特征在于，所述步骤6中，通过对每个楼层选取不同采样点和信号强度的数据，计算出每个楼层的覆盖率，如果覆盖率低于设定的阈值，判定为弱覆盖楼层。
9.一种室内三维MR弱覆盖定位系统，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器，存储可被执行的指令，所述指令在被所述一个或多个处理器执行时实现如所述权利要求1-8中任意一项所述室内三维MR弱覆盖定位方法。
10.一种存储计算机程序的计算机可读取介质，其特征在于，所述计算机程序包括能被一个或多个计算机执行的指令，所述指令在被所述一个或多个计算机执行时实现如所述权利要求1-8中任意一项所述室内三维MR弱覆盖定位方法。
11.一种室内三维MR弱覆盖定位系统，其特征在于，包括：
用于基于室内范围内用户的应用类APP通过get请求获取经纬度信息的模块；
用于对获取的经纬度信息进行数据清洗，剔除干扰数据的模块；
用于基于MRO与信令关联确定MR数据的用户归属的模块，以使得信令中对应用户通过匹配以获取信令发生时的经纬度信息；
用于通过在室内的每层楼与用户的通信终端发送的射频信号交换数据标签的RFID识别系统，其中，所述RFID识别系统记录用户通信终端与对应楼层的RFID阅读器的交互时间、通信终端信息以及占用的RFID阅读器，并与RFID阅读器预设的高度和位置信息进行匹配关联到用户；
用于将高度信息拟合到MR数据中，形成三维采样点的模块；
用于对三维采样点按照楼层高度进行分类，得到每个楼层的MR数据，最后基于每个楼层的MR数据采样三维地图软件渲染形成立体覆盖的模块，其中在渲染过程中基于楼层/高度进行平面渲染。
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