基于软采信令的高铁上通信用户检测方法和系统与流程

本发明涉及通信用户信息检测的技术领域，特别是涉及一种基于软采信令的高铁上通信用户检测方法，以及一种基于软采信令的高铁上通信用户检测系统。

背景技术：

随着高铁技术的发展，高速铁路已成为铁路客运的重要部分。高速铁路目前已基本实现移动无线网络覆盖，但仍有不足，同时由于高铁速度快，多普勒效应显著，网络质量存在较严峻的问题。

而对于高速铁路移动无线网络的传统优化手段，一是通过后台话务统计数据对覆盖高铁的小区指标进行分析，然后针对异常小区进行分析及优化；二是通过大量的实地路测数据进行分析，确定异常问题点然后进行优化。

但是上述手段均无法准确反映高铁上的用户的实际网络参数指标，通过话统数据分析容易被非高铁用户的指标所淹没，而实地测试数据往往又存在耗时长、验证周期长、数据少、测试终端型号与商务终端的性能存在差异等缺点，而且测试成本较大。

技术实现要素：

基于此，有必要针对高铁上的用户网络参数无法准确检测的技术问题，提供一种基于软采信令的高铁上通信用户检测方法，以及一种基于软采信令的高铁上通信用户检测系统，能够准确识别高铁上的通信用户，方便获取准确的高铁上的用户通信参数。

一种基于软采信令的高铁上通信用户检测方法，包括以下步骤：

根据高铁专网小区工参数据，获取高铁行驶时的小区切换序列；

根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点；

根据所述高铁专网小区之间的切换点，选定连续经过三个以上高铁专网小区的通信用户；

根据选定的通信用户经过所述高铁专网小区的顺序以及高铁行驶时的小区切换序列，确定所述选定的通信用户的移动方向；

根据所述选定的通信用户经过两个所述切换点的时间以及所述两个切换点之间距离，计算所述选定的通信用户的移动速度；

将所述移动速度和预设的速度阈值比较，根据比较结果判断所述选定的通信用户是否在高铁上。

一种基于软采信令的高铁上通信用户检测系统，包括：

小区序列获取模块，用于根据高铁专网小区工参数据，获取高铁行驶时的小区切换序列；

切换点获取模块，用于根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点；

选择模块，用于根据所述高铁专网小区之间的切换点，选定连续经过三个以上高铁专网小区的通信用户；

移动方向获取模块，用于根据选定的通信用户经过所述高铁专网小区的顺序以及高铁行驶时的小区切换序列，确定所述选定的通信用户的移动方向；

速度获取模块，用于根据所述选定的通信用户经过两个所述切换点的时间以及所述两个切换点之间距离，计算所述选定的通信用户的移动速度；

第一判断模块，用于将所述移动速度和预设的速度阈值比较，根据比较结果判断所述选定的通信用户是否在高铁上。

上述基于软采信令的高铁上通信用户检测方法及其系统，根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点，根据切换点初步选定候选的高铁用户，通过对比候选的高铁用户的小区切换顺序和高铁行驶时的小区切换序列，确定通信用户的移动方向。根据所述切换点，获取切换点之间的距离，根据距离和用户经过两个切换点之间的时间，计算用户在高铁行驶方向上的移动速度，根据所述移动速度就可以准确地判断选定的通信用户是否在高铁上。因此，能够准确识别高铁上的通信用户，方便获取准确的高铁上的用户通信参数。

利用高铁上用户的海量通信数据，实现对高铁用户的剥离，可分析用户实际感知质量、快速查找网络问题、制定优化方案并验证优化效果，完成对高铁网络的信令数据采集与建模、专项分析、输出优化方案及闭环处理等支撑工作，相对于传统优化方法，具备反映高铁用户实际感知、耗时短、取数周期短、巨量数据等优势。

附图说明

图1为一个实施例的基于软采信令的高铁上通信用户检测方法的流程图；

图2为另一个实施例的基于软采信令的高铁上通信用户检测方法的流程图；

图3为一个实施例的基于软采信令的高铁上通信用户检测系统的结构示意图；

图4为另一个实施例的基于软采信令的高铁上通信用户检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的关键用电行业识别方法和系统的具体实施方式作详细描述。

参阅图1，图1为一个实施例的基于软采信令的高铁上通信用户检测方法的流程图，包括如下步骤：

s102，根据高铁专网小区工参数据，获取高铁行驶时的小区切换序列；

s104，根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点；

s106，根据所述高铁专网小区之间的切换点，选定连续经过三个以上高铁专网小区的通信用户；

s108，根据选定的通信用户经过所述高铁专网小区的顺序以及高铁行驶时的小区切换序列，确定所述选定的通信用户的移动方向；

s110，根据所述选定的通信用户经过两个所述切换点的时间以及所述两个切换点之间距离，计算所述选定的通信用户的移动速度；

s112，将所述移动速度和预设的速度阈值比较，根据比较结果判断所述选定的通信用户是否在高铁上。

根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点，根据切换点初步选定候选的高铁用户，通过对比候选的高铁用户的小区切换顺序和高铁行驶时的小区切换序列，确定通信用户的移动方向。根据所述切换点，获取切换点之间的距离，根据距离和用户经过两个切换点之间的时间，计算用户在高铁行驶方向上的移动速度，根据所述移动速度就可以准确地判断选定的通信用户是否在高铁上。因此，能够准确识别高铁上的通信用户，方便获取准确的高铁上的用户通信参数。

其中，对于步骤s102，所述高铁专网可以是各种移动通信网络，优选为lte网络。

lte(longtermevolution，长期演进)是由3gpp(the3rdgenerationpartnershipproject，第三代合作伙伴计划)组织制定的umts(universalmobiletelecommunicationssystem，通用移动通信系统)技术标准的长期演进，它改进并增强了3g的空中接入技术，采用ofdm(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing，正交频分复用技术)和mimo(multiple-inputmultiple-output，多输入多输出系统)作为其无线网络演进的唯一标准。在20mhz频谱带宽下能够提供下行100mbit/s与上行50mbit/s的峰值速率。能够改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。

小区是移动通信管理里面的区域单位，通信网络信号的覆盖，通过天线的覆盖范围，划分成很多很多小的区域，每个区域下有若干名用户接入其中，并进行通信。比方说，有一座基站(通信铁塔)，它的有效覆盖距离(手机能收到信号，同时也能将信号发还给基站)是10km，那么以这个基站为圆心，10km为半径，画一个圆，这个圆就是这个基站的覆盖所形成的小区。

而所述高铁专网小区为专为高铁沿线设置的小区和/或主要覆盖区域有高铁线路经过的小区。所述高铁专网小区的工参数据，可以从通信网络运营商的服务器中获取。所述工参数据可以包括以下中的一个或多个：小区标识(cellid)、基站位置、覆盖范围和网络类型。

根据所述高铁专网小区的基站位置和覆盖范围，可以计算高铁行驶时依次经过的高铁专网小区，获得所述小区切换序列。

在一个实施例中，获取高铁行驶时的小区切换序列的步骤包括：

根据高铁专网小区工参数据，获取高铁沿第一方向行驶时的第一小区切换序列以及沿第二方向行驶时的第二小区切换序列。

一般地，一条铁路都会有两个方向的列车行驶，因此，获取的小区切换序列也有两个方向。例如可获得高铁行驶正向小区切换序列(a/b/c/…/n)和反向小区切换序列(n/…/c/b/a)。

对于步骤s104，获取高铁专网小区的软采xdr信令数据中的切换信令，如果所述切换信令中的源小区及目标小区为所述高铁行驶时的小区切换序列中的两个相邻小区，则获取所述切换信令的采样点为所述通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点。

所述切换信令至少包括源小区及目标小区的小区标识(cellid)。

在一个实施例中，所述切换信令为高铁专网小区的软采uu_xdr及x2_xdr数据。

其中，uu_xdr选取为“rrc_ho_intraenb/rrc_ho_interenb”的proceduretype(intraenb指的是站内切换，interenb指的是站间切换)，x2_xdr选取为“x2handover”的proceduretype。

对于步骤s106，根据所述高铁专网小区之间的切换点，确定各个小区之间的边界，可以提取连续占用至少3个高铁专网小区的用户。例如用户依次经过a、b、c三个相邻的小区，其a、b之间，b、c之间为切换点，则该用户被选定。

对于步骤s108，将选定的通信用户经过所述高铁专网小区的顺序与步骤s102中获得的小区切换序列进行匹配，确定所述选定的通信用户的移动方向。

例如步骤s102中获得的小区切换序列中第一方向对应的第一小区切换序列包含依次排列的a、b、c三个相邻的小区，而第二方向对应的第一小区切换序列包含依次排列的c、b、a三个相邻的小区，而用户依次经过a、b、c三个相邻的小区，则该用户的移动方向为第一方向，对应将按照所述第一小区切换序列进行切换。

对于步骤s110，根据所述选定的通信用户经过两个所述切换点的时间以及所述两个切换点之间距离，计算所述选定的通信用户的移动速度；

例如，根据所述选定的通信用户经过切换点ab对应的时间tab及切换点bc对应的时间tbc，计算出用户在b小区覆盖范围sb内的时间tb＝tbc-tab，进一步计算出用户在b小区覆盖范围内的平均速度vb＝sb/tb，其中，sb为b小区覆盖范围，可通过切换点ab和切换点bc的距离计算获得。

在步骤s112中，将所述选定的通信用户的移动速度和预设的速度阈值比较，如果所述选定的通信用户的移动速度高于所述速度阈值，则判断所述选定的通信用户是在高铁上；如果所述选定的通信用户的移动速度低于所述速度阈值，则判断所述选定的通信用户不是在高铁上。

例如，若用户在b小区覆盖范围内的平均速度vb大于高铁场景用户的运动速度阈值vg(如vg＝150km/h)，则将此用户判断为高铁上的用户。

在一个实施例中，将所述移动速度和预设的速度阈值比较的步骤包括：

如果所述选定的通信用户的移动方向为第一方向，则选择与所述第一方向对应的第一速度阈值与所述选定的通信用户的移动速度比较；

如果所述选定的通信用户的移动方向为第二方向，则选择与所述第二方向对应的第二速度阈值与选定的通信用户的移动速度比较。

在一些特殊路况的路段(如有一定坡度)，高铁的两个方向上的正常行驶速度可能不一致，因此，两个方向上的速度阈值可以分别设定。

在一个实施例中，如图2所示，所述基于软采信令的高铁上通信用户检测方法在获取高铁专网小区工参数据之后，进一步包括以下步骤：

s202，根据高铁专网小区工参数据，获取预设的特殊小区的小区标识；

s204，如果所述软采xdr信令数据中包含所述特殊小区的小区标识，并且所述特殊小区获得的参考信号接收功率大于预设功率阈值，则判断所述通信用户是在高铁上。

参考信号接收功率，即rsrp(referencesignalreceivingpower)，是lte网络中可以代表无线信号强度的关键参数以及物理层测量需求之一，是在某个符号内承载参考信号的所有re(资源粒子)上接收到的信号功率的平均值。

根据只有高铁用户可能占用到的特殊小区(如只覆盖隧道的小区),在此小区下满足mrrsrp采样平均值pavg大于功率阈值pg(如pg＝-115dbm)的用户，判断为高铁用户，能够更快速地确定部分高铁用户，提高检测效率。

在一个实施例中，根据比较结果判断所述选定的通信用户是否在高铁上之后，还包括以下步骤：

对在高铁上的通信用户的网络数据进行剥离。

根据步骤s112对高铁用户的判断，在大量的用户里将高铁用户进行剥离，可实现对高铁用户的针对性分析，完成软硬采数据所涉及的uu、x2、ue_mr、cell_mr、s1-mme、sgs、s1-u等接口事件的统计及分析，实现用户级/小区级的控制面、用户面的事件分析。

本发明利用高铁上用户的海量通信数据，实现对高铁用户的剥离，可分析用户实际感知质量、快速查找网络问题、制定优化方案并验证优化效果，完成对高铁网络的信令数据采集与建模、专项分析、输出优化方案及闭环处理等支撑工作，相对于传统优化方法，具备反映高铁用户实际感知、耗时短、取数周期短、巨量数据等优势。

参阅图3，图3为一个实施例的基于软采信令的高铁上通信用户检测系统的结构示意图。

所述基于软采信令的高铁上通信用户检测系统包括：

小区序列获取模块302，用于根据高铁专网小区工参数据，获取高铁行驶时的小区切换序列；

切换点获取模块304，用于根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点；

选择模块306，用于根据所述高铁专网小区之间的切换点，选定连续经过三个以上高铁专网小区的通信用户；

移动方向获取模块308，用于根据选定的通信用户经过所述高铁专网小区的顺序以及高铁行驶时的小区切换序列，确定所述选定的通信用户的移动方向；

速度获取模块310，用于根据所述选定的通信用户经过两个所述切换点的时间以及所述两个切换点之间距离，计算所述选定的通信用户的移动速度；

第一判断模块312，用于将所述移动速度和预设的速度阈值比较，根据比较结果判断所述选定的通信用户是否在高铁上。

所述基于软采信令的高铁上通信用户检测系统根据高铁专网小区的软采xdr信令数据，获取通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点，根据切换点初步选定候选的高铁用户，通过对比候选的高铁用户的小区切换顺序和高铁行驶时的小区切换序列，确定通信用户的移动方向。根据所述切换点，获取切换点之间的距离，根据距离和用户经过两个切换点之间的时间，计算用户在高铁行驶方向上的移动速度，根据所述移动速度就可以准确地判断选定的通信用户是否在高铁上。因此，能够准确识别高铁上的通信用户，方便获取准确的高铁上的用户通信参数。

其中，所述高铁专网可以是各种移动通信网络，优选为lte网络。

小区是移动通信管理里面的区域单位，通信网络信号的覆盖，通过天线的覆盖范围，划分成很多很多小的区域，每个区域下有若干名用户接入其中，并进行通信。比方说，有一座基站(通信铁塔)，它的有效覆盖距离(手机能收到信号，同时也能将信号发还给基站)是10km，那么以这个基站为圆心，10km为半径，画一个圆，这个圆就是这个基站的覆盖所形成的小区。

而所述高铁专网小区为专为高铁沿线设置的小区和/或主要覆盖区域有高铁线路经过的小区。所述高铁专网小区的工参数据，可以从通信网络运营商的服务器中获取。所述工参数据可以包括以下中的一个或多个：小区标识(cellid)、基站位置、覆盖范围和网络类型。

所述小区序列获取模块302根据所述高铁专网小区的基站位置和覆盖范围，可以计算高铁行驶时依次经过的高铁专网小区，获得所述小区切换序列。

在一个实施例中，所述小区序列获取模块302还用于根据高铁专网小区工参数据，获取高铁沿第一方向行驶时的第一小区切换序列以及沿第二方向行驶时的第二小区切换序列。

一般地，一条铁路都会有两个方向的列车行驶，因此，获取的小区切换序列也有两个方向。例如可获得高铁行驶正向小区切换序列(a/b/c/…/n)和反向小区切换序列(n/…/c/b/a)。

所述切换点获取模块304用于获取高铁专网小区的软采xdr信令数据中的切换信令，如果所述切换信令中的源小区及目标小区为所述高铁行驶时的小区切换序列中的两个相邻小区，则获取所述切换信令的采样点为所述通信用户在各个高铁专网小区之间的切换点。

所述切换信令至少包括源小区及目标小区的小区标识(cellid)。

在一个实施例中，所述切换信令为高铁专网小区的软采uu_xdr及x2_xdr数据。

其中，uu_xdr选取为“rrc_ho_intraenb/rrc_ho_interenb”的proceduretype(intraenb指的是站内切换，interenb指的是站间切换)，x2_xdr选取为“x2handover”的proceduretype。

所述选择模块306根据所述高铁专网小区之间的切换点，确定各个小区之间的边界，可以提取连续占用至少3个高铁专网小区的用户。例如用户依次经过a、b、c三个相邻的小区，其a、b之间，b、c之间为切换点，则该用户被选定。

所述移动方向获取模块308将选定的通信用户经过所述高铁专网小区的顺序与所述小区序列获取模块302获得的小区切换序列进行匹配，确定所述选定的通信用户的移动方向。

例如步骤s102中获得的小区切换序列中第一方向对应的第一小区切换序列包含依次排列的a、b、c三个相邻的小区，而第二方向对应的第一小区切换序列包含依次排列的c、b、a三个相邻的小区，而用户依次经过a、b、c三个相邻的小区，则该用户的移动方向为第一方向，对应将按照所述第一小区切换序列进行切换。

所述速度获取模块310根据所述选定的通信用户经过两个所述切换点的时间以及所述两个切换点之间距离，计算所述选定的通信用户的移动速度。

例如，根据所述选定的通信用户经过切换点ab对应的时间tab及切换点bc对应的时间tbc，计算出用户在b小区覆盖范围sb内的时间tb＝tbc-tab，进一步计算出用户在b小区覆盖范围内的平均速度vb＝sb/tb，其中，sb为b小区覆盖范围，可通过切换点ab和切换点bc的距离计算获得。

所述第一判断模块312将所述选定的通信用户的移动速度和预设的速度阈值比较，如果所述选定的通信用户的移动速度高于所述速度阈值，则判断所述选定的通信用户是在高铁上；如果所述选定的通信用户的移动速度低于所述速度阈值，则判断所述选定的通信用户不是在高铁上。

例如，若用户在b小区覆盖范围内的平均速度vb大于高铁场景用户的运动速度阈值vg(如vg＝150km/h)，则将此用户判断为高铁上的用户。

在一个实施例中，所述移动方向获取模块308用于在所述选定的通信用户的移动方向为第一方向时，选择与所述第一方向对应的第一速度阈值与所述选定的通信用户的移动速度比较；在所述选定的通信用户的移动方向为第二方向时，选择与所述第二方向对应的第二速度阈值与选定的通信用户的移动速度比较。

在一些特殊路况的路段(如有一定坡度)，高铁的两个方向上的正常行驶速度可能不一致，因此，两个方向上的速度阈值可以分别设定。

在一个实施例中，如图4所示，所述基于软采信令的高铁上通信用户检测系统还包括：

特殊小区获取模块402，用于根据高铁专网小区工参数据，获取预设的特殊小区的小区标识；

第二判断模块404，用于在所述软采xdr信令数据中包含所述特殊小区的小区标识，并且所述特殊小区获得的参考信号接收功率大于预设功率阈值时，判断所述通信用户是在高铁上。

参考信号接收功率，即rsrp(referencesignalreceivingpower)，是lte网络中可以代表无线信号强度的关键参数以及物理层测量需求之一，是在某个符号内承载参考信号的所有re(资源粒子)上接收到的信号功率的平均值。

根据只有高铁用户可能占用到的特殊小区(如只覆盖隧道的小区),在此小区下满足mrrsrp采样平均值pavg大于功率阈值pg(如pg＝-115dbm)的用户，判断为高铁用户，能够更快速地确定部分高铁用户，提高检测效率。

在一个实施例中，所述基于软采信令的高铁上通信用户检测系统还包括：

数据剥离模块，用于在判断所述选定的通信用户是否在高铁上之后，对在高铁上的通信用户的网络数据进行剥离。

根据对高铁用户的判断，在大量的用户里将高铁用户进行剥离，可实现对高铁用户的针对性分析，完成软硬采数据所涉及的uu、x2、ue_mr、cell_mr、s1-mme、sgs、s1-u等接口事件的统计及分析，实现用户级/小区级的控制面、用户面的事件分析。

本发明利用高铁上用户的海量通信数据，实现对高铁用户的剥离，可分析用户实际感知质量、快速查找网络问题、制定优化方案并验证优化效果，完成对高铁网络的信令数据采集与建模、专项分析、输出优化方案及闭环处理等支撑工作，相对于传统优化方法，具备反映高铁用户实际感知、耗时短、取数周期短、巨量数据等优势。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。