CN111132122A - 基于近距识别多制式终端用户信息的方法及移动终端感知系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于近距识别多制式终端用户信息的方法，应用于移动终端感知系统，其包括布置在同一局域网内并分别支持不同运行商的至少两台移动终端感知设备，其中一台移动终端感知设备与外部交互设备有线连接；系统上电运行后，局域网内各移动终端感知设备分别创建UDP socket客户端；与外部交互设备通信连接的移动终端感知设备接收外部交互设备发出的启动运行消息后，设置为自身为主通信模块；主通信模块解析启动运行消息，获取本次需要参与工作的运行商类别，并进入预先设定的任意一种工作模式。由此实现快速准确提取分属于不同制式的终端用户信息，实现多模合一。

Description

基于近距识别多制式终端用户信息的方法及移动终端感知 系统
技术领域
本发明涉及LTE移动通信技术领域、网络通信技术以及串口通信技术，尤其是一种基于近距识别多制式终端用户信息技术。
背景技术
近年来，随着小基站技术的日趋成熟和物联网行业的快速发展，LTE小基站在物联网领域的应用也越来越广泛，其典型应用场景包括智能门禁、电子围栏，AFC系统等。在这些应用场景中，以小基站为核心的移动终端感知设备需要近距离地提取移动终端(UE)用户身份信息(包括但不限于IMSI号和IMSI号对应的其它可用于用户身份识别的ID)，然后准确地将这些信息通过某种串口协议的方式传输出去，如控制地铁闸机的动作，并完成后续的支付等信息交互。
目前我国三大运行商主要包括以下不同：1)LTE网络制式不同：中国移动使用TD-LTE,中国联通采用TD-LTE/FDD-LTE混合组网,中国电信采用的是TD-LTE/FDD-LTE混合组网；2)获得的频谱资源不一样：移动获得130MHz频谱资源分别为1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz，联通获得40MHz频谱资源分别为2300-2320MHz、2555-2575MHz，电信获得40MHz频谱资源分别为2370-2390MHz、2635-2655MHz；3)使用的PLMN(公共陆地移动网络)不相同：移动使用的是46000等，联通使用的是46001等，电信使用的是46011等。
基于以上这些不同以及目前现有技术的限制，导致以小基站为核心的移动终端感知设备只能支持三大运行商中的一种，而外部交互设备由于硬件设计的原因，也只能提供一个接口给移动终端感知设备，这种缺陷导致以小基站为核心的移动终端感知设备使用场景十分受限，并且只能服务一种运行商。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出一种基于近距识别多制式终端用户信息的方法和移动终端感知系统，实现快速准确提取分属于不同制式的终端用户信息。
本发明的技术方案是：
方案一：一种基于近距识别多制式终端用户信息的方法，应用于移动终端感知系统，所述移动终端感知系统包括至少两台移动终端感知设备，所述移动终端感知设备布置在同一局域网内并分别支持不同运行商，其中一台移动终端感知设备与外部交互设备有线连接；
所述移动终端感知系统上电运行后，局域网内各移动终端感知设备分别创建UDPsocket客户端；与外部交互设备通信连接的移动终端感知设备接收外部交互设备发出的启动运行消息后，设置为自身为主通信模块；所述启动运行消息包含本次需要参与工作的运行商类别信息；主通信模块解析所述启动运行消息，获取本次需要参与工作的运行商类别，并进入以下任意一种工作模式：
(1)若本次需要参与工作的运行商至少有两种且包括主通信模块所支持的运行商：主通信模块与本次需要参与工作的其它运行商对应的其它移动终端感知设备建立UDPsocket网络通信连接；通信连接后，参与工作的运行商对应的移动终端感知设备进入工作状态，分别锁定各自通信覆盖区域内的疑似目标用户，其中，参与工作的其它运行商对应的移动终端感知设备还需将其锁定的疑似目标用户信息发送至主通信模块；主通信模块对所有疑似目标用户进行综合判定，并将判定后得到的最终目标用户信息发送至外部交互设备；
(2)若本次需要参与工作的运行商至少有两种且不包括主通信模块所支持的运行商：主通信模块与本次需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备建立UDP socket网络通信连接；通信连接后，参与工作的运行商对应的移动终端感知设备进入工作状态，分别锁定各自通信覆盖区域内的疑似目标用户，并将所述疑似目标用户信息发送至主通信模块；主通信模块对所有疑似目标用户进行综合判定，并将判定后得到的最终目标用户信息发送至外部交互设备；
(3)若本次参与工作的运行商仅为一种且非主通信模块支持的运行商：主通信模块与本次需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备建立UDP socket网络通信连接；参与工作的运行商对应的移动终端感知设备进入工作状态，分别锁定各自通信覆盖区域内的目标用户，并将目标用户信息发送至主通信模块由其转发至外部交互设备；
(4)若本次需要参与工作的运行商仅为一种且为主通信模块支持的运行商：所述主通信模块关闭UDP socket的客户端，直接进入工作状态，以锁定其通信覆盖区域内的目标用户，并将所述目标用户信息发送至外部交互设备。
作为一种优选方案，主通信模块与需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备建立UDP socket网络通信连接，具体包括：所述主通信模块关闭UDP socket的客户端，建立UDP socket服务端，并将自身的物理地址及本次需要参与工作的运行商类别信息打包后在局域网中进行广播；所述局域网中的其它移动终端感知设备接收并解析所述广播包，其中需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备设置自身为辅助通信模块，并将自身的物理地址信息反馈至主通信模块，由此，主通信模块和辅助通信模块建立UDP socket网络通信连接。其中，所述物理地址包括IP地址和端口号。
作为一种优选方案，进入工作状态以锁定疑似目标用户或目标用户，具体包括：所述移动终端感知设备通过解析空口信令的方式获取到该覆盖范围内所有的移动终端的用户身份信息，对进入其范围内的所有移动终端配置A1事件或A2事件；接收移动终端按照A1事件或A2事件上报的包含基站信号强度RSRP的测量报告，通过比较预设时间内各移动终端对应的RSRP平均值的大小，锁定RSRP平均值最大的移动终端为疑似目标用户或目标用户。其中，所述移动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。
作为一种优选方案，所述运行商包括但不限于移动、电信、联通。
作为一种优选方案，所述移动终端感知设备通过有线网络连接布置在同一个局域网里。
作为一种优选方案，所述移动终端感知设备通过串口通信方式与外部交互设备连接。
作为一种优选方案，所述目标用户信息包括IMSI号和/或与IMSI号对应的身份信息，以及UE获取信息、RSRP值和业务信息。
方案二：一种移动终端感知系统，包括至少两台移动终端感知设备，所述移动终端感知设备连接在同一局域网内，分别支持不同运行商，其中一台移动终端感知设备与外部交互设备通信连接；所述移动终端感知系统采用方案一及其优选方案任意一项所述的基于近距识别多制式终端用户信息的方法进行识别终端用户信息。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明可动态配置全部或部分移动通信终端感知设备工作，并周期性地获取局域网内的移动通信终端感知设备锁定的用户信息。
(2)本发明通过网络连接和串口连接的方式，可融合三大运行商设备，实现三模合一，对外接口统一，实现产品化。
(3)整个获取用户信息过程耗时很短，实测数据显示不超过1秒，对UE正在进行的业务影响不大，对用户体验的影响完全可以忽略。
(4)本发明针对处于获取移动终端用户信息的场景，系统架构实现简单，能快速准确地获取不同运行商(例如，移动、联通、电信)用户信息，不局限于某个运行商，也实现可定制化，服务于某个或多个运行商。
附图说明
图1为实施例中移动终端感知系统的系统架构图；
图2为实施例中基于近距识别多制式终端用户信息的工作示意图；
附图标注：1-移动终端感知设备，2-路由器，3-外部交互设备，4-移动终端，5-防火墙，6-云平台，7-网管服务器，8-运营商EPC。
具体实施方式
本发明主要针对处于获取用户信息的场景，外部交互设备通过串口通信的方式可获取不同制式的用户信息。下面结合附图及具体实施例对本发明作更进一步说明。
如图1所示，实施例1公开一种移动终端感知系统(以下简称系统)，主要包括三台移动终端感知设备1和一台路由器2，三台移动终端感知设备分别支持不同的运行商，包括采用TD-LTE的中国移动、采用TD-LTE/FDD-LTE的中国联通以及采用TD-LTE/FDD-LTE的中国电信。
三台移动终端感知设备1通过有线网络连接在同一个局域网里，其中一台移动终端感知设备1通过串口连接的方式与其它外部交互设备3相连，例如，地铁闸机、门禁系统、支付系统等。各移动终端感知设备1均设有至少一个网络接口，三台移动终端感知设备1可通过路由器2实现网络连接。其中，通过串口与外部交互设备3相连的移动终端感知设备1作为本系统的主通信模块，其它两台移动终端感知设备2若参与工作则作为辅通信模块，并通过主通信模块向外部交互设备3上报提取到的用户信息(即移动终端的用户身份信息)。需要注意的是，主通信模块可以是支持不同运行商的任意一台移动终端感知设备，具体可根据需求进行连接设置。
实施例2公开一种基于近距识别多制式终端用户信息的方法，可应用于实施例1所述的系统，主要包括以下步骤：
三台移动终端感知设备上电运行后，在未知哪一台是主通信模块的情况下(即不知道这三台设备谁提供对外接口)，三台移动终端感知设备分别创建UDP socket客户端，为网络通信做准备。
外部交互设备通过串口通信的方式向与其物理连接的移动终端感知设备发送启动运行消息，通知本次需要参与工作的运行商有哪些，同时告知自己已作好工作的准备，消息体的内容见表1-1所示。其中，每次参与工作的运行商可以是两个或多个，当然也可以是一个，相应的，即设置全部移动终端感知设备参与工作，或者设置部分移动终端感知设备参与工作。
Figure BDA0002322948130000051
表1-1启动运行消息内容
与外部交互设备有串口通信连接的移动终端感知设备，在接收到外部交互设备发送的启动运行消息后，设置为自身为主通信模块，同时向外部交互设备回复设定成功的响应。主通信模块解析启动运行消息内容，获得消息中的工作模式，并与自身支持的运行商参数进行匹配，判断本次需要参与工作的移动终端感知设备(运行商)，主要包括以下三种情况：
(1)若判断本次需要参与工作的运行商不仅包括自身支持的运行商，还包括其它移动终端感知设备支持的运行商。此时，关闭UDP socket的客户端，建立UDP socket服务端，并通过周期性地发送广播包的形式，将自身的IP地址、端口号以及本次需要参与工作的运行商类别信息打包，在局域网中进行广播，广播包包含内容如表1-2所示。
Figure BDA0002322948130000061
表1-2广播包及反馈包消息体
例如，主通信模块发送的广播包为：040000000101C0A80A9900001F4007EFF807，表示本次参与工作的运行商为联通、电信、移动。
(2)若判断本次需要参与工作的运行商并非自身支持的运行商，同样关闭UDPsocket的客户端，建立UDP socket服务端，并通过周期性地发送广播包的形式，将自身的IP地址、端口号以及本次需要参与工作的运行商类别信息打包，在局域网中进行广播。消息内容同样如表1-2所示，但此时，其实际并不参与工作，仅仅是作为数据转发功能使用。例如，假设主通信模块运行商为移动，主通信模块发送的广播包为：040000000201C0A80A9900001F40066B3607，表示本次参与工作的运行商为联通和电信。
局域网中其它移动终端感知设备收到主通信模块的广播包后进行解析，若获知自身需要参与工作，则记录主通信模块的IP地址、端口号，并设置自身为辅通信模式，同时将自身的IP地址、端口号等信息以socket通信形式反馈给主通信模块，具体消息内容如表1-2所示，例如，本次辅助通信模块发出的反馈包为：040000000201C0A80A9800001F40047BB607，表示辅通信模块支持的运行商为联通；若获知自身不需要参与工作，则不需要反馈广播包。至此，主通信模块通过UDP socket的方式与需要参与工作的辅通信模块建立网络通信。
通信建立后，工作的移动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，当移动终端通过重选或者切换的方式进入移动终端感知设备通信覆盖的范围时，移动终端感知设备通过解析空口信令的方式获取到该范围内所有的移动终端相关身份信息，例如，IMSI或者与IMSI对应的其它身份ID。各工作的移动终端感知设备对进入其范围内的所有移动终端配置A1事件或A2事件，并接收用户终端按照A1事件或A2事件上报的包含基站信号强度RSRP的测量报告，比较一段时间内(例如，500ms)上报的RSRP值大小的平均值后，根据RSRP平均值的大小进行排序，锁定RSRP平均值最大的移动终端为最有可能是目标用户的疑似目标用户。其中，辅助通信模块还需要通过socket通信方式将其锁定的疑似目标用户信息发送至主通信模块，发送的疑似目标用户信息主要包括UE获取信息、RSRP值、用户身份信息和业务信息，具体内容如表1-3所示。
Figure BDA0002322948130000081
表1-3用户信息内容
例如，辅助通信模块本次发送的疑似目标用户信息为：
040000000102010A000037352E383436303038313030343230313134380101000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000010101110120191212103018000150C007，表示移动用户460081004201147(具体的手机号可通过图1中的云平台6查询)在2019年12月12日10点30分18秒在三里庵地铁站(假设车站代码为0x1101)进站。
上述两种情况，主通信模块接收辅助通信模块发送的疑似目标用户信息，并对所有参与工作的运行商对应的主、辅助通信模块锁定的疑似目标用户的身份信息进行综合判定，即将所有参与本次工作的移动终端感知设备判定的疑似目标用户的RSRP平均值进行比较，最大RSRP平均值对应的疑似目标用户即最终目标用户，如果最大RSRP值不唯一，则此次判定无效，各参与工作的移动感知设备继续获取疑似目标用户信息，重复上述过程。最后主通信模块将最终目标用户信息通过串口通信方式传递至外部交互设备，具体的信息如表1-3所示，再由外部交互设备完成相应的信息处理，例如，闸机开闸等。
(3)若判断本次需要参与工作的运行商仅仅是和外部交互设备互连的移动终端感知设备，即主通信模块，只需要关闭UDP socket的客户端，无需其他动作，则直接进入工作状态，最后将获取到最终目标用户信息后通过串口直接与外部交互设备通信即可。
结合图2所示，假设基站A、B、C(分别支持移动、联通、电信其中的一种，对应上述三台移动终端感知设备)，站A通过串口的方式和外部交互设备相连，此时站A为主通信模块，站B和站C通过有线网络的方式和站A相连，站B和站C为辅通信模块，用户靠近移动终端感知设备，此时分为三种情况：
(1)假设移动终端感知设备A感知到最终目标用户，并获取到相关的用户信息，对应的工作流程可分为以下几步：
S11：外部交互设备通过启动运行消息设定站A为主通信模块，并设定其中需要工作的移动终端感知设备，可以全部工作也可以是部分工作；
S12：站A成功收到外部交互设备的状态设定后，向外部交互设备发送状态设定反馈信息，表示成功接收外部交互设备的状态设定消息。
S13：站A在局域网里面发送广播包，将主通信模块相关IP信息以及外部交互设备的设置工作模式告知其他两台设备(即站B和站C)，用来进行网络通信；
S14：站B和站C收到广播包后，并解析，假设外部交互设备设置站B和站C全部工作，则站B和站C将其自身IP等信息反馈给站A，由此站A和站B、站C建立通信网络，进行信息交互；
S15：站A将感知到的目标用户信息通过串口上报消息将目标用户的IMSI、RSRP等消息传递给外部交互设备；
S16：外部交互设备收到上报的用户信息后，给站A发送串口上报反馈信息，表示外部交互设备成功收到站A的串口上报消息。如果外部交互设备是门禁系统，此时会作为开门的动作。
(2)假设站B或站C(假设站B)感知到最终目标用户，并获取到相关用户信息，并将其选为目标用户，此时的工作流程分为以下几步：
S21至S24的步骤同第一种情况的步骤S11至S14；
S25：站B将感知到的目标用户的IMSI、RSRP等信息传递给站A；
S26：站A收到站B的信息后，给站B发送反馈信息，表示收到B站的目标用户上报消息；
S27：站A将收到站B传递过来的目标用户信息后，按照一定的串口协议通过串口上报消息发送给外部交互设备；
S28：外部交互设备收到串口上报的用户信息后，给站A发送反馈信息，表示外部交互设备成功收到站A的串口上报消息。如果外部交互设备是门禁系统，此时会作为开门的动作。
(3)假设站A、站B、站C都感知到疑似目标用户，此时需要判定最终目标用户，并获取到相关用户信息，此时的工作流程分为以下几步：
S31至S34的步骤同第一种情况的步骤S11至S14；
S35：站B、站C将感知到的目标用户的IMSI、RSRP等信息都传递给站A；
S36：站A收到站B、站C的信息后，给站B、站C发送反馈信息，表示收到站B、站C的目标用户上报消息；
S37：站A将收到站B、站C传递过来的疑似目标用户信息后，解析消息内容，取出消息中RSRP平均值，同与自身选取到疑似目标用户的平均RSRP进行比较，得出最大的RSRP平均值对应的疑似目标用户为最终目标用户，按照一定的串口协议通过串口上报消息发送给外部交互设备，如果判定的最大RSRP平均值为两个或两个以上，那么此次选定目标用户的行为无效，不上报给外部交互设备。
S38：外部交互设备收到串口上报的用户信息后，给站A发送反馈信息，表示外部交互设备成功收到站A的串口上报消息。如果外部交互设备是门禁系统，此时会作为开门的动作。
上述步骤中，S11～S12(S21～S22，S31～S32)是外部交互设备设置主通信模块的过程，S13～S14(S23～S24，S33～S34)是主通信模块和辅通信模块建立socket连接的过程，S15～S16(S25～S28，S35～S38)是感知到的目标用户信息传递给外部交互设备的过程。
综上可见，本发明提出一种基于近距识别多制式终端用户信息的方法和相应的移动终端感知系统，通过其移动终端感知设备的前端射频天线实现全向或定向的区域的通信覆盖，当移动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终端的用户信息，并选择最有可能的目标移动终端用户信息，实现快速准确提取分属于不同制式的终端用户信息，系统架构实现简单，实现三(或多)模合一。
以上所述仅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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于近距识别多制式终端用户信息的方法，其特征在于，应用于移动终端感知系统，所述移动终端感知系统包括至少两台移动终端感知设备，所述移动终端感知设备布置在同一局域网内并分别支持不同运行商，其中一台移动终端感知设备与外部交互设备通信连接；
所述移动终端感知系统上电运行后，局域网内各移动终端感知设备分别创建UDPsocket客户端；与外部交互设备通信连接的移动终端感知设备接收外部交互设备发出的启动运行消息后，设置为自身为主通信模块；所述启动运行消息包含本次需要参与工作的运行商类别信息；主通信模块解析所述启动运行消息，获取本次需要参与工作的运行商类别，并进入以下任意一种工作模式：
(1)若本次需要参与工作的运行商至少有两种且包括主通信模块所支持的运行商：主通信模块与本次需要参与工作的其它运行商对应的其它移动终端感知设备建立UDPsocket网络通信连接；通信连接后，参与工作的运行商对应的移动终端感知设备进入工作状态，分别锁定各自通信覆盖区域内的疑似目标用户，其中，参与工作的其它运行商对应的移动终端感知设备还需将其锁定的疑似目标用户信息发送至主通信模块；主通信模块对所有疑似目标用户进行综合判定，并将判定后得到的最终目标用户信息发送至外部交互设备；
(2)若本次需要参与工作的运行商至少有两种且不包括主通信模块所支持的运行商：主通信模块与本次需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备建立UDP socket网络通信连接；通信连接后，参与工作的运行商对应的移动终端感知设备进入工作状态，分别锁定各自通信覆盖区域内的疑似目标用户，并将所述疑似目标用户信息发送至主通信模块；主通信模块对所有疑似目标用户进行综合判定，并将判定后得到的最终目标用户信息发送至外部交互设备；
(3)若本次参与工作的运行商仅为一种且非主通信模块支持的运行商：主通信模块与本次需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备建立UDP socket网络通信连接；参与工作的运行商对应的移动终端感知设备进入工作状态，分别锁定各自通信覆盖区域内的目标用户，并将目标用户信息发送至主通信模块由其转发至外部交互设备；
(4)若本次需要参与工作的运行商仅为一种且为主通信模块支持的运行商：所述主通信模块关闭UDP socket的客户端，直接进入工作状态，以锁定其通信覆盖区域内的目标用户，并将所述目标用户信息发送至外部交互设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，主通信模块与需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备建立UDP socket网络通信连接，具体包括：
所述主通信模块关闭UDP socket的客户端，建立UDP socket服务端，并将自身的物理地址及本次需要参与工作的运行商类别信息打包后在局域网中进行广播；所述局域网中的其它移动终端感知设备接收并解析所述广播包，其中需要参与工作的运行商对应的移动终端感知设备设置自身为辅助通信模块，并将自身的物理地址信息反馈至主通信模块，由此，主通信模块和辅助通信模块建立UDP socket网络通信连接。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述物理地址包括IP地址和端口号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进入工作状态以锁定目标用户或疑似目标用户，具体包括：
所述移动终端感知设备通过解析空口信令的方式获取到该覆盖范围内所有的移动终端的用户身份信息，对进入其范围内的所有移动终端配置A1事件或A2事件；接收移动终端按照A1事件或A2事件上报的包含基站信号强度RSRP的测量报告，通过比较预设时间内各移动终端对应的RSRP平均值的大小，锁定RSRP平均值最大的移动终端为目标用户或疑似目标用户。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述移动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。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行商包括但不限于移动、电信、联通。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端感知设备通过有线网络连接布置在同一个局域网里。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端感知设备通过串口通信方式与外部交互设备连接。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标用户信息包括IMSI号和/或与IMSI号对应的身份信息，以及UE获取信息、RSRP值和业务信息。
10.一种移动终端感知系统，其特征在于，包括至少两台移动终端感知设备，所述移动终端感知设备连接在同一局域网内，分别支持不同运行商，其中一台移动终端感知设备与外部交互设备通信连接；所述移动终端感知系统采用如权利要求1至9任意一项所述的基于近距识别多制式终端用户信息的方法识别终端用户信息。
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