CN108235290A - 一种快速准确提取近距空间的移动通信终端用户id的方法 - Google Patents

Abstract

一种快速准确提取近距空间的移动通信终端用户身份ID的方法，包括如下步骤：1)利用移动通信终端感知设备通过其前端射频天线实现全向或定向的区域的通信覆盖，当经认证的移动通信终端进入该感知设备的覆盖范围时，会自动驻留到该移动通信终端感知设备中；2)通过特定协议让上述驻留到移动通信终端感知设备的移动通信终端以一定周期不间断地上报其感知到的移动通信终端感知设备的信号强度、能量等级等特征信息；筛选出与之处于近距空间关系的移动通信终端并记录该终端的用户ID，所述近距空间是指15cm之内的距离；3)移动通信终端感知设备通过输出端口将上述筛选出的与之处于近距空间关系的用户信息发送给后台服务系统。

Description

一种快速准确提取近距空间的移动通信终端用户ID的方法

技术领域

本发明涉及移动通讯终端信息处理技术领域，特别是快速准确提取近距空间的移动通信终端用户ID(identification)的方法，特别是涉及一种用于近距空间关系的移动通信终端的读出方法。

背景技术

目前，在AFC系统(Automatic Fare Collection System)中，车票的主要形式是投币式和储值卡。投币式和储值卡均为IC(IDentification Card))卡，也称为智慧卡，由于其固有的信息安全、便于携带、比较完善的标准化等优点，在AFC系统中获得了更为普遍的应用，使人们的出行方便快捷。一般，IC卡与读写器配套使用，基本的工作原理是：射频读写器向IC卡发射一定频率的电磁波，该电磁波频率与IC卡内部谐振电路的频率一致，使IC卡内部电路谐振，从而实现IC卡与射频读写器的通信。根据它们之间的通信距离，可以将IC卡分为接触式、非接触式和双界面卡。AFC系统中常用的是非接触式IC卡，其核心技术为RFID(Radio Frequency Identification射频识别)技术。该技术是利用电磁场的近场耦合效应进行信号和数据的传输，从而识别身份，提供计费等服务。

随着无线通信技术的发展，在RFID和互联互通技术的基础上，NFC近场通信技术应运而生。该技术在单一芯片上结合了感知式读卡器、感知式IC卡和点对点功能，实现了在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。目前NFC(near-field communication)的主要工作频率为13.56MHz，与公交卡、地铁卡所用频率相同，能够很好地兼容AFC系统。同时，NFC技术可以集成到移动通信终端中，与移动通信终端进行捆绑应用，提供相应的计费、支付等服务。该技术的应用需要对移动通信终端进行较大幅度的改造(还需要专用识别设备)，且并不适用于所有型号的移动通信终端，与移动通信终端的兼容性较差，此外，移动通信终端基于无线信道进行通信，因此当近距空间关系内同时存在不止一个移动通信终端时，现有的设备很难做到有针对性的只读取或抓取某一个特定移动通信终端的特征信息，必然会误读或误抓，从而影响后台服务系统的准确服务，

与此同时，近些年来，互联网技术蓬勃发展，在此基础上衍生出了物联网。支付系统就是最为突出的物联网应用。日前，在支付系统中，网络支付已成为主流的支付方式，是人们生活中不可或缺的一部分。除了互联网技术外，网络支付主要依靠的是二维码技术。二维码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的，一般是通过图像输入设备或光电扫描设备自动识别和读写以实现信息的自动处理。随着二维码的普及应用，它已经成为桥接现实与虚拟、人与物的最有效的方式之一。二维码扫描方法需要直接可视，并不能快速准确提取近距空间的通信终端用户身份识别。

且RFID、NFC、二维码等无线通信和物联网技术，均需要与之相配套的阅读器设备协同工作。这些技术面向用户的产品形式是智慧IC卡或移动通信终端的APP应用等。这些技术的普及应用意味着人们日常生活中所携带的IC卡将会越来越多，移动通信终端中APP应用也会相应的增多。人们在享受这些新技术带来方便快捷的同时，也出现了一些新的烦恼，譬如智慧IC卡容易丢失、移动通信终端APP安装过多导致移动通信终端卡顿等问题，同时人们也担忧这些技术的信息安全问题。

同时，传统的对移动通信终端定位的方法，移动通信基站系统对移动通信终端与基站的空间距离可在3-5米以上的精度范围内识别，对移动通信终端上的用户身份识别卡对应的ID号可在2～10秒的范围内提取。

发明内容

本发明目的是，所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于改进的现有的移动通信的基站(可以包括多种基站)，尤其是专门移动通信终端感知设备，实现快速准确提取近距空间的通信终端用户身份信息，通过快速、准确读取信息，完成一种支付信息交换或对硬件设备的控制信号输出，如控制门禁的动作，并完成后续的(支付)等信息处理，准确地实现硬件设备的动作与经验证的移动通信终端的(人或物)对应，保密性好。

本发明提出应用移动通信终端感知设备(包括但不限于基站系统、D2D终端、闸机、门禁、支付读头)的本发明方法，可在短时间内(不超过2秒)、准确提取与之处于近距空间关系(距离小于15厘米，尤其是小于10厘米如近距离非接触、碰触、贴合等)的移动通信终端(包括但不限于2G、3G、4G、5G移动通信终端)的用户身份识别卡对应的ID(包括但不限于IMSI号和IMSI号对应的其他可用于用户身份识别的ID)。

本发明的技术方案是，一种快速准确提取近距空间的通信终端用户ID的方法，包括如下步骤：

步骤一，利用移动通信终端感知设备通过其前端射频天线实现全向或定向的区域(如距离5-15米范围内)的通信覆盖，当移动通信终端进入该感知设备覆盖的范围内时，会自动驻留到该移动通信终端感知设备中。移动通信终端感知设备可获取到该范围内所有驻留且经认证的移动通信终端的用户ID，所述ID包括但不限于IMSI号；

步骤二，通过特定协议让上述驻留到移动通信终端感知设备的移动通信终端以一定周期不间断地上报其感知到的移动通信终端感知设备的信号强度、能量等级等特征信息；可以用基于计算上述特征信息的算法，移动通信终端感知设备筛选出与之处于近距空间关系的移动通信终端并记录其用户ID，所述近距空间是指15cm之内的距离；

步骤三，移动通信终端感知设备通过输出端口将上述筛选出的与之处于近距空间关系的移动通信终端用户的ID号或对应的其它信息发送给后台服务系统。其它信息包括终端的其它信息、环境和管理信息；

步骤二中，当驻留的某一移动通信终端或电磁能量约束装置处于近距空间关系时，所述近距空间是指15cm之内的距离(一般取10cm更好)，移动通信终端感知设备感知有移动通信终端到接近，记录此时时间t₀，并将反馈结果发送给移动通信终端感知设备；其次，移动通信终端感知设备在接下来的一个测量周期时间Δt内提取移动通信终端的特征信息，并于t₁时刻将解析结果输出，通过基于上述特征信息的一定算法，选出处于符合近距空间关系的移动通信终端的用户ID，实现用户与移动通信终端的对应；同时，移动通信终端感知设备发出一个信号；

移动通信终端感知设备的信号强度、能量等级特征信息作限定：通过对信号强度、能量等级特征信息的分析确认某个移动通信终端达到了与移动通信终端感知设备(的感知头或读取头)相近的近距空间；则从移动通信感知设备提取的若干移动通信终端用户的ID号码中准确地筛选出与之处于近距空间关系的移动通信终端用户的ID号。

移动通信终端感知设备能加载在包括地铁的闸机门禁信号、POS机等产品设备上，或独立做成一个产品——移动通信终端读头。感知设备就是基站或者D2D终端。

提取与移动通信终端感知设备处于近距空间关系采用非接触、碰触、贴合的方式，使移动通信感知设备能够获取并存储移动通信终端的特征信息。

所述移动通信终端感知设备的感知头或读取头采用电磁能量约束装置，能感知到有移动通信终端接近或达到近距空间。

所述移动通信终端感知设备感知到有移动通信终端发接近达到近距空间，记录此时时刻为t₀并将反馈结果发送给内部基站，同时，移动通信终端感知设备内部基站开始测量所有驻留的移动通信终端每隔t时刻的信号强度值，并计算每个移动通信终端在一个测量周期时间Δt内的平均信号强度值，其中Δt为由N个t时刻组成的测量周期时间，即Δt＝N×t，其中N和t均可通过修改初始测量配置中A2事件的触发门限、上报次数、上报间隔等参数获得；对这些平均信号强度值进行筛选获得其中的最大值，根据筛选结果提取对应移动通信终端的IMSI号，实现用户与用户移动通信终端的人与物对应而发出一个信号；所述测量周期时间Δt小于2秒。

所述信号为门禁控制信号、支付、扣款或/与平台清算的信号。

移动通信终端感知设备通过前端射频天线与电磁能量约束装置或定向天线实现确定范围的感知区域(如5-15米范围内)或确定定向的感知区域进行覆盖。

所述经认证的移动通信终端，指此移动通信终端经电信级实名验证并绑定在一个有效的支付平台上；门禁信号产生的同时也对应产生一个根据通行的按次或同时按级支付的信息；此信息发送到有效的支付平台上进行支付处理。

1)通过控制发射功率等手段，移动通信感知设备将其周围10米左右的移动通信终端通过注册、重选、切换等方式驻留进来。该感知范围的大小主要根据快速通行时间等实际场景中的应用需求确定，只要保证移动通信终端在碰触移动通信感知设备时，它已经驻留在本方法中的移动通信感知设备中即可发出信号；当移动通信终端感知设备中包括基站与移动通信核心网进入电信级联通；当移动通信终端进入移动通信终端感知设备提供的射频天线提供的通信覆盖范围，内部基站信号增强，满足移动通信终端重选或切换条件时，能够注册并驻留到内部基站中，内部基站向移动通信终端发送请求信令，并从移动通信终端返回的无线广播信号中提取出驻留移动通信终端的特征信息。

2)通过专用协议，譬如修改初始测量配置中A2事件的触发门限、上报次数、上报间隔等参数，使得这些移动通信终端以一定周期不间断地上报其感知到的移动通信终端感知设备的信号强度、能量等级等特征信息；

3)当移动通信终端碰触、贴合移动通信终端感知设备时，移动通信终端感知设备根据其收到最强的信号，筛选出其对应ID号。计算的开始时间，可以通过红外感知等手段确立。譬如修改初始测量配置中A2事件的触发门限、上报次数、上报间隔等参数；

应用本发明方法，移动通信终端感知系统(包括但不限于基站、D2D移动通信终端、闸机、门禁、支付读头)可对与其处于近距空间关系(10厘米以内、如近距离非接触、碰触、贴合等)的移动通信终端用户的身份识别号进行准确、快速(2秒以内)提取并发出与此移动通信终端用户ID对应的信息的支付信息(如释放了门禁的通行)。

本发明有益效果:随着移动通信的发展，移动通信终端(智能手机为典型代表)成为人们随身携带的少数几个物品之一。无需要NPC或扫描码的验证识别获得信息，本发明对提升移动支付体验、提升通行体验及效率并据此进行智能服务具有重大意义，具有较大的社会效益和经济效益。本方法在安全上达到电信级。

本发明给出一种可方便快捷的接入并适配现有移动通信终端感知设备，能实现对移动通信终端特征信息的快速、准确读取，准确地实现用户与移动通信终端的人与物对应，保密性好，用于近距空间关系的读头及方法。

随着人们生活节奏的加快，移动通信技术的发展，移动通信终端设备变得越来越普及。本发明加载了感知移动通信终端、SIM卡能力的服务设备(如地铁闸机、门禁、公园闸机)，提供了为移动通信终端用户进行相关智能服务的方法，包括但不限于刷手机及过地铁闸机、刷手机过小区门禁、手机支付、刷手机进家门等便捷服务，让人们摆脱了携带各种“市民卡”、

“小区卡”、“公交卡”的烦劳。

本发明方法身份识别能力强、数据价值高。本方案移动通信终端感知设备所提取移动通信终端设备上报的用户身份识别卡所对应的ID号(包括但不限于IMSI号)，和用户身份证信息、手机号码信息、ID信息唯一对应，数据价值高。

移动通信终端信息提取准确度高。可保证移动通信终端感知设备在提取近距(小于10厘米)移动通信终端ID号的时候，不会失误而提取了与移动通信终端感知设备距离20厘米以外的移动通信终端上的用户身份识别卡所对应的ID号。

提取时间短。可将提取的时间精度控制在2秒以内，满足过闸机、过门禁等快速通行应用的时间约束条件。

协议和软件方案。本方法需要在移动通信终端感知设备侧设计与本发明方法匹配的通信协议，以获得移动通信终端设备的信号强度、能量等级等特征信息，并以特定算法判断移动通信终端和移动通信终端感知设备之间的空间关系是否属于“近距空间关系”。本发明主要用于为传统设备(典型的如地铁闸机、门禁、公园闸机)提供提取移动通信终端用户的身份识别号的能力，并且提取的空间精度、时间精度、身份精度完全满足刷手机过地铁闸机、移动支付等快速通行物联网应用场景的实际需求，市场空间广阔。

附图说明

图1为本发明的结构简图，图中1为电磁能量约束装置为金属壳体，2为金属开口，3为移动通信终端感知设备，4为射频天线，5、6均为输出端口

图2为本发明的示例性实施例中读头模块获取范围内所有手机特征信息的流程图；

图3为本发明的示例性实施例中读头模块获取进入感知区域内手机的流程图；

图4为本发明的示例性实施例中测试读头模块约束电磁能量效果时手机的摆放位置图，共有8幅图，对应移动终端与移动通信终端感知设备读头模块的8个位置，point1-point8；

图5为本发明的示例性实施例中读头模块的内部基站测试手机在P1-P7位置处的RSRP值；

图6为本发明的示例性实施例中读头模块的内部基站测试手机在P1、P8位置处的RSRP值。

具体实施方式

下面结合附图和示例性实施例对本发明作进一步的说明：

本发明基于移动通信终端感知设备、电磁能量约束装置(指定定向天线的辅助装置或天线的信号增强装置)、输出端口及后台服务系统(可以采用各种支付平台作为后台服务系统，如现有的各种支付或代理支付系统，包括小额支付的各种平台，如移动运营商自己的荷包支付翼支付等，而在现有的银行级加密安全的基础上会更好)，所述移动通信终端感知设备用于读取移动通信终端的特征信息，所述移动通信终端感知设备包括但不限于改进的基站系统、D2D终端、AFC系统、门禁；支付系统是后台的设备，所述移动通信终端的特征信息包括但不限于信号强度和IMSI号，所述移动通信终端感知设备设有射频天线，所述射频天线为移动通信终端感知设备提供十米范围内的通信覆盖，所述电磁能量约束装置与移动通信终端感知设备相连，用于探测并筛选处于近距空间关系的移动通信终端，并将筛选结果发送给移动通信终端感知设备，所述输出端口与移动通信终端感知设备相连，将其读取的移动通信终端的特征信息发送给后台服务系统。

图中标记：电磁能量约束装置1(电磁波传导或反射层)、开口2、eNB基站3、射频天线4、网口5、6。

为了在短时间(2秒以内)、准确(误差小于20厘米)提取与移动通信终端感知设备处于近距空间关系(如小于10厘米，如近距离非接触、碰触、贴合)的移动通信终端的用户身份识别卡所对应ID号，在通用的移动通信协议基础上作配置修改，现有协议能抓取所有参数但仅上报部分参数且不存储这些数据，使移动通信感知设备能够获取并存储移动通信终端的特征信息；移动通信终端感知设备(包括但不限于专门设计的基站、D2D终端、附着闸机、门禁等的设备)的信号强度、能量等级等特征信息亦作限定。通过对信号强度、能量等级等特征信息的分析确认某个移动通信终端达到了与移动通信终端感知设备(感知头或读取头)相近的近距空间，近距空间是指8-15cm之内的距离，一般取10cm,可以准确识别，不会误判或错判，可从移动通信感知设备提取的若干移动通信终端用户的ID号码中准确地筛选出与之处于近距空间关系的移动通信终端用户(包括但不限于人、机器人、车)的身份识别卡对应的ID号。移动通信终端感知设备可以加载在包括地铁的闸机门禁信号、POS机等产品设备上，也可以独立做成一个产品——移动通信终端读头。

所述感知头或读取头可采用电磁能量约束装置，能感知到有移动通信终端接近或达到近距空间，记录此时时刻为t₀并将反馈结果发送给内部基站，同时，内部基站开始测量所有驻留的移动通信终端每隔t时刻的信号强度值，并计算每个移动通信终端在一个测量周期时间Δt内的平均信号强度值，其中Δt为由N个t时刻组成的测量周期时间，即Δt＝N×t，其中N和t均可通过修改初始测量配置中事件的触发门限、上报次数、上报间隔等参数获得。一般N为正整数，t为100ms的倍数，对这些平均信号强度值进行筛选获得其中的最大值，根据筛选结果提取对应移动通信终端的IMSI号，实现用户与用户移动通信终端的人与物对应而发出一个信号。所述信号为门禁信号或支付信号；所述测量周期时间Δt小于2秒。

所述移动通信终端感知设备包括改进的内部基站，可以与现有的各种移动终端交换信息(读取信息)，内部基站与核心网设有电信级的互联，内部基站的天线可以是定向天线或设有天线上设有电磁能量约束装置上设有开口，为喇叭口形状，所述开口俯视面的长宽均大于工作波长，所述移动通信终端识别经认证后的移动终端后发出的信息典型的为控制出入的闸口开启信息，此信息完全对应着收费或支付信息或是信息本身。

所述电磁能量约束装置的开口为上窄下宽的喇叭形，且开口顶部用导电布封贴，所述导电布尺寸与开口顶部尺寸一致，所述电磁能量约束装置的内部涂抹吸波材料。

近距空间关系对应着移动通信终端的刷机过程，移动通信终端与移动通信终端感知设备感知头或读出头的距离小于15厘米时，二者之间的空间关系，我们称之为近距空间关系。

应用了本发明方法的移动通信终端感知设备(包括但不限于基站系统、D2D终端、闸机、门禁、支付读头)可在短时间内(不超过2秒)、准确提取与之处于近距空间关系(距离小于10厘米，如近距离非接触、碰触、贴合等)的移动通信终端(包括但不限于2G、3G、4G、5G移动通信终端)的用户身份识别卡对应的ID号(包括但不限于IMSI号)，并发出了控制设备的信息的支付结算信息。

支付结算信息的清算由后台流程读取了通信终端感知设备ID号和相关管理(消费环境)信息由经认证的终端对应的各支付平台进行结算或清算。

本发明的一种用于近距空间关系检测的移动通信终端感知设备及包括的读头模块由电磁能量约束装置、包括但不限于基站系统、D2D终端、射频天线以及特定的输出端口等组成。可应用于闸机、门禁、支付读头等多种行业设备中。其工作过程可分如下三个步骤：

步骤一：移动通信终端感知设备(包括但不限于基站系统、D2D终端、支付读头，用于控制闸机、门禁等)通过前端射频天线实现十米范围内的通信覆盖，当移动通信终端进入该范围内时，会自动注册并驻留到该移动通信终端感知设备中，移动通信终端感知设备因此可以获取到该范围内所有驻留移动通信终端的信号强度(RSRP)、IMSI号等特征信息；

步骤二：当驻留的某一移动通信终端尝试与移动通信终端感知设备(读头模块或能量约束装置)处于近距空间关系(如小于10厘米的非接触、碰触、贴合等关系)时，可以首先通过传感器感知到有物体接近(移动通信终端感知设备读头模块亦可直接感知到)，记录此时时间t₀，并将反馈结果发送给移动通信终端感知设备的CPU；其次，移动通信终端感知设备在接下来的Δt时间内进行信息处理，提取移动通信终端上报的能量强度、信号强度等特征信息，并于t₁时刻将解析结果输出，筛选出处于近距空间关系的移动通信终端的用户身份识别卡对应的ID号(包括但不限于IMSI号)，实现用户与移动通信终端的人与物对应；

步骤三：通过特定的输出端口，本发明移动通信终端感知设备近距读头模块将移动通信终端的用户身份识别卡对应的ID号(包括但不限于IMSI号)发送给不同应用场景下的后台服务系统，实现不同应用场景的功能与服务。

移动通信终端感知设备与移动网的电信联接：移动通信终端感知设备中包括内部基站和射频天线等，首先配置内部基站、核心网和射频天线参数，使得手机能够从宏站小区注册并驻留到该基站中，同时该基站通过调节前端射频天线类型、发射功率等方式实现十米范围内的通信覆盖。当移动通信终端进入所述射频天线提供的通信区域覆盖范围，宏站信号减弱，内部基站信号增强，满足移动通信终端重选或切换条件时，移动通信终端能够注册并驻留到内部基站中，内部基站向认证过的移动通信终端发送请求信令，并从移动通信终端返回的无线广播信号中提取出驻留移动通信终端的特征信息(手机驻留到该基站)。在手机的注册过程中，内部改进基站向认证过的手机发送请求信令，并从手机返回的无线广播信号中提取出驻留手机的信号强度(RSRP)、IMSI号等信息，整个流程如下图3所示。可自动注册流程，展开重选或切换条件进行实施。未经认证的终端不会驻留到该基站。驻留手机的信号强度(RSRP)、IMSI号等信息达到某一阈值时则证明达到“刷卡的动作”满足近距空间关系。

另一方式：当进入范围内的任一手机位于开口的正上方，且高度足够低时，此时开口处设有的红外传感器感知到有物体接近，并将反馈结果发送给内部基站，记录此时时刻为t₀。同时，该基站开始对所有驻留的手机每隔t时刻测量手机信号的RSRP值，并计算每个手机在一个测量周期时间T(T＝N*t)(T少于2秒)时间内所有RSRP的平均值。对这些平均值进行对比，内部基站获得其中的最大值，证明达到“刷卡的动作”满足近距空间关系，同时根据获取的其所对应手机的IMSI号等特征信息，实现需要过闸机的用户与用户移动通信终端的人与物对应，发出控制信息及后平台进行结算支付的信息，具体的流程如图所示。

根据图，内部基站所获得的最终信息通过串口传输给AFC系统的后台，使闸机在t₁时刻开门让行人通过，并对该移动通信终端用户进行计费处理。

在上述步骤的实施过程中，我们发现电磁能量约束装置的约束性能对实验的测试结果有很大影响，约束性能差会导致本发明的模块误抓/误读，从而给AFC系统的后台服务系统带来问题和麻烦。目前，三大运营商的移动通信终端基本都工作在1.8GHz到2.6GHz之间，而我们约束电磁能量的装置的开口尺寸约为120mm*150mm，基于与其工作波长可比拟，若该装置不做任何改造，电磁能量约束装置几乎没有约束效果。因此我们对电磁能量约束装置做了特殊的处理：

1、电磁能量约束装置内部涂抹吸波材料，避免了装置内部电磁波的杂散，减小了信号的干扰；

2、开口处做成喇叭口形状，且上窄下宽，对电磁波有一定的聚束效果，从而增强开了口处的场强，并且减弱了开口周围的场强；

3、开口处用导电布封住，用于吸收电磁波，进一步提高开口处的场强，进一步区分开口处与开口周围的场强。

如图4所示，试验过程中，手机分别置于开口处正上方(point 1)，后侧(point 2),后侧20cm(point 3),前侧(point 4)，前侧20cm(point 5)，右侧(point 6)，右侧20cm(point 7)，正上方20cm(point 8)等八个位置，如图4所示。内部基站分别测量手机信号的RSRP值，如图4所示。从图4可以看出开口处正上方的场强最强，且与开口四周的场强有明显的差异(至少超过16dB)，说明该装置具有良好的约束效果；从图4可以看出远离开口处20cm的位置场强非常弱，能够有效地区分手机距离的远近。综上所述，本发明适用于近距探测且不会引起误读/勿抓，能够满足AFC系统的计次、扣费等后台服务要求。同时，每个行人的通行时间为t₁-t₀，经多次反复试验，变更基站内部软件方案，实现了个人通行时间低于2秒，满足AFC系统的同行需求。

通过上述的处理，本发明近距读头模块可以非常明确地确认手机是否处于近距空间关系，实现对“近距空间关系”的准确识别。

为了在短时间(2秒以内)、准确(误差小于20厘米)提取与移动通信终端感知设备处于近距空间关系(小于10厘米，如近距离非接触、碰触、贴合)的移动通信终端的用户身份识别卡所对应ID号，需根据本发明方法设计专用的通信协议，使移动通信感知设备能够获取移动通信终端测量到的移动通信终端感知设备(包括但不限于基站、D2D终端、闸机、门禁等)的信号强度、能量等级等特征信息。通过对信号强度、能量等级等特征信息的分析，可从移动通信感知设备提取的若干移动通信终端用户的ID号码中准确地筛选出与之处于近距空间关系的移动通信终端用户(包括但不限于人、机器人、车)的身份识别卡对应的ID号。移动通信终端感知设备可以加载在地铁闸机、POS机等产品设备上，也可以独立做成一个产品——移动通信终端读头(天线基站等一体化)。

本发明移动通信终端感知设备(包括近距读头模块)可以方便快捷地接入现有服务系统，如AFC系统、支付系统等，读取十米范围内的移动通信终端特征信息(如IMSI号、信号强度等信息)，准确地实现用户与移动通信终端的人与物对应，并提供相应系统的服务，如计费、支付等服务，从而给人们的生活带来便捷。移动通信终端基于无线信道进行通信，因此现有的设备很难做到每次只读取/抓取某一个特定移动通信终端的特征信息，必然会误抓/误读，从而影响系统的准确服务，但本发明通过终端认证、天线电磁能量约束装置、专用软件协议等设计手段，几乎避免了误抓/误读。本发明已经在现有的AFC系统中得到初步实现。通过在现有闸机上加装本发明的模块，使AFC系统不仅支持投币和刷卡方式开闸，也实现了“刷”移动通信终端开闸通行的方式。本发明能够准确地识别待通行的移动通信终端，经过多次反复测试，基本不存在误抓/误读等情况。该系统在AFC系统上的应用提供了更多样的开闸方式，更便利的同行，同时保证了较低的改造成本。

移动通信终端感知设备可以加载在地铁闸机、POS机等产品设备上，也可以独立做成一个产品——移动通信终端读头。移动通信终端感知设备读头设备有如下功能：

1)可在2秒内提取经认证的移动通信终端(包括但不限于2G、3G、4G、5G移动通信终端)上的用户身份识别卡(包括但不限于SIM卡)的ID号(包括但不限于IMSI号)或者和该ID号对应的其他可用于用户身份识别的ID号；

2)保证移送通信终端感知设备能够准确提取处于近距空间关系(距离小于10厘米，可以近距离非接触也可以碰触或贴合)的移动通信终端上的身份识别卡对应的ID号；

3)近距空间关系的识别精度要求误差不大于20厘米，即保证移动通信终端感知设备所提取的身份识别号不可能是距离移动通信终端感知设备20厘米以外移动通信终端上的用户身份识别卡对应的ID号；

4)能够将处于近距空间关系的移动通信终端用户的有关身份识别信息反馈给相应服务系统的后台服务器。

后台服务器提供操作服务系统设备、计算、扣费等智能服务。

以上实施例不以任何方式限定本发明，凡是对以上实施例以等效变换方式做出的其它改进与应用，都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种快速准确提取近距空间的移动通信终端用户身份ID的方法，其特征是包括如下步骤：

步骤一，利用移动通信终端感知设备通过其前端射频天线实现全向或定向的区域的通信覆盖，当移动通信终端进入该感知设备的覆盖范围时，会自动驻留到该移动通信终端感知设备中；移动通信终端感知设备可获取到该范围内所有驻留的移动通信终端的用户ID，所述ID号包括但不限于IMSI号；

步骤二，通过特定协议让上述驻留到移动通信终端感知设备的移动通信终端以一定周期不间断地上报其感知到的移动通信终端感知设备的信号强度、能量等级等特征信息；利用基于上述特征信息的算法，移动通信终端感知设备筛选出与之处于近距空间关系的移动通信终端并记录其用户ID，所述近距空间是指15cm之内的距离；

步骤三，移动通信终端感知设备通过输出端口将上述筛选出的与之处于近距空间关系的移动通信终端用户的ID号或对应的其它信息发送给后台服务系统。

2.根据权利要求1所述的提取移动通信终端用户身份ID的方法，其特征是移动通信终端感知设备对感知的移动终端信号的包括强度或能量等级特征信息作分析：通过对信号强度、能量等级特征信息的分析确认某个移动通信终端达到了与移动通信终端感知设备的近距空间；则从移动通信感知设备提取的若干移动通信终端用户的ID号码中准确地筛选出与之此处于近距空间关系的移动通信终端用户的ID号。

3.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是移动通信终端感知设备能加载在包括地铁的闸机门禁设备、POS设备上，或独立制备成移动通信终端读头与包括地铁的闸机门禁设备、POS设备匹配。

4.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是提取移动通信终端与移动通信终端感知设备是否处于近距空间关系时采用非接触、碰触、贴合的方式，使移动通信感知设备能够获取并存储移动通信终端的用户ID。

5.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端ID的方法，其特征是所述移动通信终端感知设备的感知头或读取头采用电磁能量约束装置或定向天线，能在确定区域中感知到有移动通信终端接近或达到近距空间。

6.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是所述移动通信终端感知设备感知到有移动通信终端接近或达到近距空间，记录此时时刻为t₀并将反馈结果发送给内部基站，同时，移动通信终端感知设备内部基站开始测量所有驻留的移动通信终端每隔t时刻的信号强度值，并计算每个移动通信终端在一个测量周期时间Δt内的平均信号强度值，其中Δt为由N个t时刻组成的测量周期时间，即Δt＝N×t，其中N和t均可通过修改初始测量配置中A2事件的触发门限、上报次数、上报间隔等参数获得；对这些平均信号强度值进行筛选获得其中的最大值，根据筛选结果提取对应包括移动通信终端的用户ID，该ID包括但不限于IMSI号，实现用户与用户移动通信终端的人与物对应而发出一个信号；所述测量周期时间Δt小于2秒。

7.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是所述信号为门禁控制信号、支付、扣款或/与平台清算的信号。

8.根据权利要求1或5所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是移动通信终端感知设备通过前端射频天线与电磁能量约束装置或定向天线实现确定范围的感知区域(如5-15米范围内)或确定定向的感知区域进行覆盖。

9.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是所述经认证的移动通信终端，指此移动通信终端经电信级实名验证并绑定在一个有效的支付平台上；门禁信号产生的同时也对应产生一个根据通行的按次或同时按级支付的信息；此信息发送到有效的支付平台上进行支付处理。

10.根据权利要求1或2所述的提取移动通信终端用户ID的方法，其特征是移动通信终端感知设备中基站与移动通信核心网进入电信级联通；当移动通信终端进入移动通信终端感知设备提供的射频天线提供的通信覆盖范围，并满足移动通信终端重选或切换条件时，能够通过重选、切换、注册等方式驻留、连接到移动通信终端感知设备内部基站或D2D终端中，内部基站或D2D终端向该移动通信终端发送请求信令，并从该移动通信终端返回的无线广播信号中提取出该移动通信终端的特征信息。