EP4442048A1 - Procede d'obtention d'une valeur d'une variable representative d'un deplacement d'un terminal mobile, dispositif et programme d'ordinateur correspondant - Google Patents
Procede d'obtention d'une valeur d'une variable representative d'un deplacement d'un terminal mobile, dispositif et programme d'ordinateur correspondantInfo
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- EP4442048A1 EP4442048A1 EP22818862.9A EP22818862A EP4442048A1 EP 4442048 A1 EP4442048 A1 EP 4442048A1 EP 22818862 A EP22818862 A EP 22818862A EP 4442048 A1 EP4442048 A1 EP 4442048A1
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Classifications
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- H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
- H04W64/006—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management with additional information processing, e.g. for direction or speed determination
-
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- G01S5/0278—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves involving statistical or probabilistic considerations
Definitions
- the field of the invention is that of locating mobile objects connected to at least one communication network.
- the invention relates to a method for obtaining a value of a variable representative of the movement of a mobile terminal by means of the signaling data collected and the corresponding device, computer program and medium.
- the signaling data collected by a telecommunications operator within the communication network(s) it operates allow it to know the use made by its users of the resources it makes available to them. With this knowledge, a telecommunications operator can then plan development and maintenance operations for the equipment that makes up the communication networks it operates, allowing it to meet the needs and expectations of its users.
- Signaling data from mobile terminals used during travel are particularly of interest for the study of human mobility, whether they are mobile terminals belonging to a user or mobile terminals on board a vehicle.
- a position of the mobile terminal is estimated, approximated by the center of a coverage area, or cell, of a base station to which the mobile terminal is connected. For this, we use a Voronoi partitioning of the territory covered by the constituent cells of a radio communication network. Each network event is then positioned on the center of the cell in which it occurs. Such events are timestamped which makes it possible to calculate a speed knowing the coordinates of the centers of the cells.
- the cells of a radio communication network sometimes covering large areas, e.g. greater than 5 km in radius, the position estimates obtained with such mobile terminals used during movement are very uncertain and the resulting movement speed estimates so are they too.
- the invention at least partially meets this need by proposing a method for obtaining a value of a variable representative of a movement of a mobile terminal.
- said method comprises: - an association with at least a first and a second network event involving said mobile terminal, of a first, respectively second, timestamp of said first, respectively second, network event and a first, respectively second, so-called likelihood map representing probabilities of connection of said mobile terminal to a first, respectively second, base station with which the mobile terminal interacted during said first, respectively second, network event in a first, respectively second, coverage area of said first, respectively second, base station ,
- such a method is particular in that , a network event involving said mobile terminal being associated with a set of signaling data comprising, among other things, time-stamping data of the event and a likelihood map taken over by a base station with which the mobile terminal interacted during the event, said method comprises: a determination of a probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal as a function of a first likelihood map of support by a base station associated with a first network event involving the mobile terminal, and d 'a second likelihood map of support by a base station associated with a second network event involving the mobile terminal, obtaining, from the probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal, of a value of said variable representative of a movement of the mobile terminal.
- network event means any event giving rise to transmission or reception of signaling data between a mobile terminal and a base station of a communication network, such as the establishment of a communication between the mobile terminal and the base station, for example in the event of an incoming or outgoing call or in the event of transmission or reception of a short message or SMS, the triggering of an attachment procedure to the base station, the transmission of a paging message to the mobile terminal asking it to come out of a standby state, etc.
- the present solution helps to overcome such a constraint by using a likelihood map of support by a base station.
- Such a base station support likelihood map represents the probability that a mobile terminal has to connect to a base station at a location within the coverage area of the base station. Such a likelihood map does not correspond directly to a spatial density of probability of presence of the mobile terminal
- the first event and the second event are selected from a plurality of network events involving the mobile terminal, occurring during a first time window.
- the method comprises at least two iterations of the determination step and further comprising a determination of a combined probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal by combining the probability densities of said variable representative of a movement of the mobile terminal determined during each of said iterations, the value of said variable representative of a movement of the mobile terminal then being obtained from said average probability density.
- Increasing the number of pairs of events to be taken into account can help, at least in certain embodiments, to improve the precision of the estimation of the value of a variable representing a movement of a mobile terminal.
- the first event and the second event are spaced in time by at least a first duration.
- An immobile terminal in a stationary situation can sometimes attach to a base station that is not the closest to its position. This may be due to various factors: a building in front of the nearest base station antennas interfering with signal propagation, an overload on it, a window facing a more distant base station making it easier to attachment to the latter, etc.
- this type of base station change or "hand-over" is done in a short period of time, for example from a few seconds to a few minutes, and then we observe a connection of the mobile terminal to the base station. closer. This is called the phenomenon of cellular oscillation. This phenomenon therefore generates noise inherent in the operation of a radio network.
- This phenomenon of cellular oscillation can also occur for mobile terminals in a situation of mobility. A sudden deviation can then be observed with respect to the global mobile trace of the mobile terminal (sequence of cells over time).
- a cellular oscillation corresponds to a small real displacement, and a more or less large "jump" in the radio communication network. If the "hop" in the radio communication network is small, this has little impact on the observed behavior of the mobile terminal. On the other hand, if the "jump” is large, this can “noise” the observed behavior of the mobile terminal, and can even make it seem like a false mobility situation in some cases.
- the phenomenon of cellular oscillation can therefore make a "jump" pass for an event to be taken into account in the estimation of the value of a variable representative of a movement of a mobile terminal.
- This phenomenon of cellular oscillation can be frequent and can give rise to very spread out velocity probability densities or shifted towards high velocities, giving aberrant velocity measurements.
- the present solution proposes that a certain lapse of time separates the events constituting a pair of events.
- Another way to mitigate the phenomenon of network oscillations consists in imposing a maximum distance between the base stations involved in the events considered. For example, two events 1000 km apart are excluded.
- variable representative of a movement of a mobile terminal is a speed of movement of the mobile terminal.
- variable representative of a movement of a mobile terminal is a speed of movement of the mobile terminal
- probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal is determined by means of a density of distance traveled by the mobile terminal, obtained as a function of the first likelihood map of support by a base station and the second map representative of a density of presence of the mobile terminal in a coverage area of a base station, and d 'a duration temporally separates the first and second event.
- variable representative of a movement of a mobile terminal is a direction of movement of the mobile terminal.
- the probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal is determined by means of a density of a value d an angle representative of a direction of movement of the mobile terminal obtained as a function of the first likelihood map of support by a base station and of the second map representative of a density of presence of the mobile terminal in a zone of base station coverage.
- the present application also relates to an electronic device adapted to implement the method of the present application in at least one of its embodiments.
- the invention also relates to an electronic device capable of obtaining a value of a variable representative of a movement of a mobile terminal.
- said device comprises at least one processor suitable for:
- - determining a probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal as a function of a first position (X 1 , Y 1 ) of the mobile terminal during the first network event, obtained by means of said first likelihood map, and a second position (X 2 , Y 2 ) of the mobile terminal during said second network event obtained by means of said second likelihood map, - obtain, from the probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal, a value of said variable representative of a movement of the mobile terminal.
- such a device is particular in that , a network event involving said mobile terminal being associated with a set of signaling data comprising, among other things, a timestamp data item of the event and a likelihood map taken over by a base station with which the mobile terminal interacted during the event, said device comprises at least one processor suitable for:
- determining a probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal as a function of a first likelihood map of support by a base station associated with a first network event involving the mobile terminal, and of a second likelihood map of support by a base station associated with a second network event involving the mobile terminal, obtaining, from the probability density of said variable representative of a movement of the mobile terminal, a value of said variable representative of a movement of the mobile terminal.
- Such a device can for example be embedded in a server belonging to the telecommunications operator operating the radio communication network to which the base stations belong.
- the invention finally relates to a computer program product comprising program code instructions for the implementation of a method as described previously, in any one of its embodiments, when it is executed by a processor.
- the invention also relates to a recording medium readable by a computer on which is recorded a computer program comprising program code instructions for the execution of the steps of the method according to the invention as described above, in any of its embodiments.
- Such recording medium can be any entity or device capable of storing the program.
- the medium may comprise a storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or else a magnetic recording means, for example a USB key or a hard disk.
- such a recording medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means, so that the program computer it contains is executable remotely.
- the program according to the invention can in particular be downloaded onto a network, for example the Internet network.
- the recording medium may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method which is the subject of the aforementioned invention.
- this figure represents a diagram of the steps of a method for obtaining a value of a variable representing a movement of a mobile terminal in a first example of implementation.
- the variable representative of a movement of the mobile terminal is the speed of movement
- this figure represents a likelihood map of support by a cell obtained with the hypothesis of a a priori uniform presence of the mobile
- this figure represents a likelihood map of support by a cell obtained with the hypothesis of a a priori presence of the mobile along a road axis and a high-speed train line
- this figure represents a radius of action of an antenna of the corresponding base station, expressed in meters
- this figure represents an example of such a density of average speed of movement of the mobile terminal
- this figure represents a diagram of the steps of a method for obtaining a value of a variable representative of a movement of a mobile terminal in a second example of implementation
- This figure represents a device able to implement certain steps of the solution previously described.
- the general principle of the invention is based on the use of signaling data collected by a telecommunications operator operating on at least one radio communication network to estimate a value of a variable representative of a movement of a mobile terminal at the within the radio communication network.
- one of the signaling data used in the present solution may be a base station support likelihood map.
- a likelihood map represents the probability that a mobile terminal has of connecting to a base station at a location in the base station's coverage area.
- the use of a likelihood map can help to improve the results obtained, compared to the solutions of the prior art, in terms of reliability, precision and/or or realism.
- Such knowledge can also help, for example, to better classify the different types of goods transport vehicles and their uses, and/or allow better management of the fleets of bicycles or scooters made available to the public, better monitoring of postal parcels equipped with connected tracers, etc.
- variable representative of a movement of a mobile terminal is the speed of movement.
- signaling data are collected, for example by means of probes arranged in a radio communication network. These signaling data are then stored in one or more databases. In such a database, each entry corresponds for example to a network event.
- enriched signaling data may also be stored in the database.
- a network event can also be associated with a likelihood map of support by the cell associated with the base station with which the mobile terminal interacted during the occurrence of the event.
- a likelihood map of support by at least one cell of a base station, the set of cells of a base station constituting the coverage area of the base station, can for example be obtained by simulation.
- a support likelihood map can represent a probability connection of the mobile terminal to the antenna with one of the map pixels, at the coordinate point knowing that the mobile terminal is located on the pixel .
- Such a likelihood map of support by at least one cell of a base station is obtained from a geographical map representative of the coverage area of the base station and at least one hypothesis on an a priori of presence of the mobile chosen, for example, from among a uniform presence, a presence along the main roads, and/or a presence according to a population density, etc.
- a geographical map representative of the coverage area of the base station is, for example, obtained by simulations.
- the mobile presence a priori chosen depends on the population of mobile terminals that one wishes to monitor: one can choose a mobile presence a priori when one wishes to determine the speed over the entire coverage area of the base station, one can choose an a priori of presence along the road axes if one wishes to determine the speed of mobile terminals embedded in vehicles, one can choose an a priori of presence according to a density of population if it is desired to monitor the movement of mobile terminals in residential areas.
- Bayes formula is used to determine the probability that an event will happen knowing that another event has happened. Such a formula is written:
- Such a formula makes it possible to express the probability, for a mobile terminal to connect to the antenna of the base station knowing that it is on the pixel
- an event can also be associated, in the database, with a value of a radius of action of an antenna of the corresponding base station, expressed in meters.
- a radius of action R such that the probability of the presence of a mobile terminal in a disk of radius R around the center of this cell, knowing the occurrence of a network event in this cell at a given instant, is greater than or equal to 85%.
- the radius of action R can for example strongly depend on the technology used (depending on whether it complies with 2 nd , 3 rd , 4 th (LTE) or 5 th generation telecommunications standards) and/or on the nature of the geographical area concerned, eg rural, urban or peri-urban.
- the present method for obtaining a value of a displacement speed of a mobile terminal is based on the use of signaling data relating to mobile terminals, and therefore to their users. Also, in certain embodiments, its implementation must comply with regulatory constraints of anonymization, and/or pseudonymization, of the data. These constraints can also sometimes impose (relatively short) deadlines for anonymizing and/or pseudonymizing data. Thus, in certain embodiments, the calculations to be performed use signaling data whose history (i.e. conservation) must not exceed a certain duration. Such a duration, or time window, is, for example, 15 minutes.
- the method for obtaining a value of a movement speed of a mobile terminal can comprise (during a first step E1) a selection of a first network event ER1 and of a second network event ER2 among a plurality of network events ER i involving the mobile terminal.
- a selection consists in taking all the pairs of network events such that the two network events ER1 and ER2 constituting a pair of network events are present in the time window considered, that they are separated by a duration minimum, which can be fixed on the order of a few seconds to a few minutes, for example 5 or 6 minutes in time, and are such that the network event ER2 is later than the network event ER1.
- the first and the second network event ER1, ER2 occur respectively at the instants And and involve the antennas And carried by two base stations which may be different.
- a distance density is determined By using the formula of total probabilities and the hypotheses quoted above, one can prove that a pair of variables follows a density law . Of course, other calculation methods can be used to obtain the distance density
- the random variable follows a density law , such as :
- a method to calculate this distance density perhaps to create a spatial mesh of the two geographical maps representative of a coverage area of a base station associated with an antenna . Every pixel of this mesh is associated with a probability of support by the antenna Ai conditioned by the presence of the mobile terminal in this pixel . Such information is provided by the cell support likelihood map associated with the antenna
- a distance density at the end of a step E2, it is possible to obtain a distance density and so, through the change of variable , a speed density for a pair of network events ER1, ER2.
- the steps E1 and E2 can be repeated, in certain embodiments, for a plurality of pairs of events (on the condition for example that the moments associated with each of the events are included in the time window of 15 minutes defined above).
- the duration of the time window can take any other value depending on the needs, the legislation, etc.
- steps E1 and E2 are implemented for each of these pairs of events ER i , ER j .
- steps E1 and E2 it is possible to obtain as many movement speed densities of the mobile terminal as there are pairs of events ER i , ER j .
- the method for obtaining a value of a movement speed of a mobile terminal can comprise (in a step E3) a combination between them of the different densities of movement speed of the mobile terminal obtained.
- a combination can for example result in an average speed probability density of movement of the mobile terminal for a duration less than or equal to that of the time window considered.
- Such embodiments may for example be based on an additional assumption.
- the existence of a speed law relating to the movement of the mobile terminal For example, it can be assumed that this speed law relating to the movement of the mobile terminal can be obtained from the different densities of movement speeds of the mobile terminal corresponding to the different pairs of events ER i , ER j .
- Such an expression can easily be generalized to n independent movement speed densities of the mobile terminal where n corresponds to the number of pairs C i of events formed for a given time window.
- Equation (4) can then be normalized to verify the following property:
- the mobile terminal There represents an example of such an average moving speed density of the mobile terminal. More specifically, the represents such an average moving speed density of the mobile terminal when the user of this mobile terminal is in a high-speed train.
- a value of an average speed of movement of the mobile terminal by calculating the expectation of a law of probability associated with the average moving speed density of the mobile terminal .
- a 95% confidence interval for example, to obtain a value of the average speed of movement of the mobile terminal over the time window considered.
- other methods for determining a value of the average speed of movement of the mobile terminal over the time window considered can be implemented in certain embodiments, such as the calculation of the median.
- the instants And corresponding respectively to a network event ER i and to an event ER j constituting a pair C i of network events can be chosen to be separated by a minimum duration.
- the duration elapsed between the occurrence of the event ER i and of the event ER j is greater than or equal to a first duration.
- a duration playing the role of a threshold, can for example, when the time window considered lasts 15 minutes, be fixed in the order of a few seconds to a few minutes (for example from 3 to 9 minutes), such as a duration 5 or 6 minutes.
- this first duration can be envisaged.
- variable representing a movement of the mobile terminal is the direction of movement.
- the calculations to be performed use signaling data whose history does not exceed a certain duration.
- Such a duration is, for example, 15 minutes.
- a first step G1 of the method for obtaining a value of a direction of movement of a mobile terminal consists of selecting a first network event ER1 and a second network event ER2 from among a plurality of events network ER i involving the mobile terminal.
- the first and the second network event ER1, ER2 occur respectively at the instants And and involve the antennas And carried by two different base stations.
- a direction density is determined By using the formula of the total probabilities and the assumptions quoted above, one proves in a direct way that the pair of variables follows a density law .
- the random variable follows a density law , such as :
- a direction density is obtained for a pair of network events ER1, ER2.
- steps G1 and G2 also be repeated for a plurality of pairs of events on the condition that the instants associated with each of the events are included in the time window of 15 minutes defined above in connection with the embodiment of the .
- steps G1 and G2 are implemented for each of these pairs of events ER i , ER j .
- steps G1 and G2 are implemented for each of these pairs of events ER i , ER j .
- steps G1 and G2 as many densities of direction of movement of the mobile terminal are obtained as there are pairs of events ER i , ER j .
- a step G3 the different densities of direction of movement of the mobile terminal obtained are combined together.
- the result of such a combination gives an average direction probability density of movement of the mobile terminal over the duration of the time window considered.
- a first pair of events C 1 consisting of the events ER1 and ER2 and a second pair of events C 2 made up of events ER3 and ER4, as well as the corresponding mobile terminal displacement direction densities obtained at the end of the implementation of steps G1 and G2, and denoted respectively And .
- Such an expression can easily be generalized to n independent mobile terminal displacement direction densities where n corresponds to the number of pairs C i of events formed for a given time window.
- equation (4) can then be normalized to verify the following property:
- a value of an average direction of movement of the mobile terminal by calculating the expectation of a law of probability associated with the average direction density of movement of the mobile terminal .
- the average displacement direction value of the mobile terminal is then expressed as .
- Re(m1) and Im(m1) denote respectively the real part and the imaginary part of m1. This standard deviation is then used to determine a 95% confidence interval.
- a device 10 can comprise at least one hardware processor 601 corresponding to the processor ⁇ Pr of the , a storage unit 602, an interface 603, which are connected together through a bus 604.
- the constituent elements of the device 10 can be connected by means of a connection other than a bus.
- the processor 601 controls the operations of the device 10.
- the storage unit 602 stores at least one program for the implementation of the method which is the subject of the invention, in its different embodiments to be executed by the processor 601, and various data , such as parameters used for calculations performed by the processor 601, intermediate data of calculations performed by the processor 601, etc.
- Processor 601 may be any known and suitable hardware or software, or a combination of hardware and software.
- the processor 601 can be formed by dedicated hardware such as a processing circuit, or by a programmable processing unit such as a Central Processing Unit which executes a program stored in a memory of this one.
- Storage unit 602 may be formed by any suitable means capable of storing the program or programs and data in a computer readable manner. Examples of storage unit 602 include non-transitory computer-readable storage media such as semiconductor memory devices, and magnetic, optical, or magneto-optical recording media loaded into a read and write unit. 'writing.
- Interface 603 provides an interface between device 10 and other radio communication network equipment.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
Il existe de nombreuses techniques permettant d'estimer une vitesse de déplacement d'un terminal mobile au moyen de données de signalisation. Selon ces techniques, on estime une position du terminal mobile, approximée par le centre d'une cellule d'une station de base à laquelle le terminal mobile est connecté. Pour cela, on utilise un partitionnement de Voronoï du territoire couvert par les cellules. Chaque évènement réseau est alors positionné sur le centre de la cellule dans laquelle il intervient. De tels évènements sont horodatés ce qui permet de calculer une vitesse. Cependant, de telles techniques présentent des limites propres aux partitionnements de Voronoï. La présente solution prend à contre-pied ces méthodes qui nécessitent d'abord d'estimer les deux positions du terminal mobile. La présente solution aide à s'affranchir d'une telle contrainte en utilisant une carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base.
Description
- Le domaine de l'invention est celui de la localisation d’objets mobiles connectés à au moins un réseau de communication.
- Plus précisément, l'invention concerne une méthode pour obtenir une valeur d’une variable représentative du déplacement d’un terminal mobile au moyen des données de signalisation collectées et les dispositif, programme d’ordinateur et support correspondants.
- Les données de signalisation collectées par un opérateur en télécommunication au sein du ou des réseaux de communication qu’il opère lui permettent de connaître l’utilisation qui est faite par ses utilisateurs des ressources qu’il met à leur disposition. Fort de cette connaissance, un opérateur en télécommunication peut alors planifier des opérations de développement et de maintenance des équipements constitutifs des réseaux de communication qu’il opère lui permettant de répondre aux besoins et aux attentes de ses utilisateurs.
- Ces dernières années, avec le développement de l’Internet des Choses ou IoT (Internet of Things) et l’émergence des véhicules connectés, les opérateurs en télécommunications se sont aperçus que les données de signalisations en leur possession pouvaient intéresser d’autres acteurs et qu’elles devenaient alors un actif à valoriser.
- Les données de signalisations de terminaux mobiles utilisés lors de déplacements présentent notamment un intérêt pour l’étude de la mobilité humaine, qu’il s’agisse de terminaux mobiles appartenant à un utilisateur ou de terminaux mobiles embarqués dans un véhicule.
- Il existe de nombreuses techniques permettant d’estimer une vitesse de déplacement d’un terminal mobile. Parmi ces différentes techniques connues, il en est une qui permet d’estimer une vitesse de déplacement d’un terminal mobile au moyen de données de signalisation. Selon cette technique, on estime une position du terminal mobile, approximée par le centre d’une zone de couverture, ou cellule, d’une station de base à laquelle le terminal mobile est connecté. Pour cela, on utilise un partitionnement de Voronoï du territoire couvert par les cellules constitutives d’un réseau de communication radio. Chaque évènement réseau est alors positionné sur le centre de la cellule dans laquelle il intervient. De tels évènements sont horodatés ce qui permet de calculer une vitesse connaissant les coordonnées des centres des cellules.
- Cependant, une telle technique présente les limites suivantes propres aux partitionnements de Voronoï :
- toutes les cellules sont supposées omnidirectionnelles,
- les caractéristiques des cellules (puissance de rayonnement, hauteur et inclinaison des antennes de la station de base) ne sont pas prises en compte,
- le recouvrement des zones d’action des cellules n’est pas pris en compte,
- aucun a priori de localisation n’est utilisé.
- Les cellules d’un réseau de communication radio couvrant parfois de grandes zones, e.g. supérieures à 5km de rayon, les estimations de position obtenues avec une telle des terminaux mobiles utilisés lors de déplacement sont très incertaines et les estimations de vitesse de déplacement qui en découlent le sont donc aussi.
- Il existe donc un besoin d'une solution ne présentant pas l’ensemble des inconvénients ci-dessus pour obtenir des informations représentatives d’un déplacement d’un terminal mobile au moyen de données de signalisation.
- L'invention répond au moins partiellement à ce besoin en proposant un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile.
- Selon la présente demande, ledit procédé comprend :
- une association à au moins un premier et un second événement réseau impliquant ledit terminal mobile, d’une première, respectivement seconde, horodate dudit premier, respectivement second, événement réseau et une première, respectivement seconde, carte dite de vraisemblance représentant des probabilités de connexion dudit terminal mobile à une première, respectivement seconde, station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors dudit premier, respectivement second, événement réseau dans une première, respectivement seconde, zone de couverture de ladite première, respectivement seconde, station de base, - - une détermination d’une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première position (X1, Y1) du terminal mobile lors du premier événement réseau, obtenue au moyen de ladite première carte de vraisemblance, et d’une deuxième position (X2, Y2) du terminal mobile lors dudit deuxième événement réseau obtenue au moyen de ladite deuxième carte de vraisemblance,
- - une obtention, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, d’une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile.
- Ainsi, dans certains modes de réalisation, un tel procédé est particulier en ce que, un événement réseau impliquant ledit terminal mobile étant associé à un jeu de données de signalisation comprenant entre autres une donnée d’horodatage de l’événement et une carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors de l’évènement, ledit procédé comprend :
une détermination d’une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base associée à un premier événement réseau impliquant le terminal mobile, et d’une deuxième carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base associée à deuxième événement réseau impliquant le terminal mobile,
une obtention, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, d’une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile.. - Dans la présente demande, on entend par événement réseau tout évènement donnant lieu à une émission ou une réception de données de signalisation entre un terminal mobile et une station de base d’un réseau de communication, comme l’établissement d’une communication entre le terminal mobile et la station de base par exemple en cas d’appel entrant ou sortant ou en cas d’émission ou de réception d’un message court ou SMS, le déclenchement d’une procédure d’attachement à la station de base, la transmission d’un message de paging à destination du terminal mobile lui demandant de sortir d’un état de veille, etc.
- Une telle approche prend à contre-pied l’approche classique de détermination d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile à partir de deux positions précises du terminal mobile qui nécessite d’abord d’estimer les deux positions du terminal mobile.
- La présente solution aide à s’affranchir d’une telle contrainte en utilisant une carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base.
- Une telle carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base représente la probabilité qu’a un terminal mobile de se connecter à une station de base à un endroit de la zone de couverture de la station de base. Une telle carte de vraisemblance ne correspond pas directement à une densité spatiale de probabilité de présence du terminal mobile
- Ces cartes de vraisemblance de prise en charge par une station de base offrent l’intérêt de prendre en compte la direction des cellules, leurs caractéristiques de rayonnement, le recouvrement de leurs zones d’actions, et utilisent un a priori de localisation des terminaux mobiles contrairement à certaines techniques de l’état de l’art et plus particulièrement à certaines techniques utilisant les partitionnements de Voronoï.
- Dans un exemple, le premier événement et le deuxième événement sont sélectionnés parmi une pluralité d’évènements réseau impliquant le terminal mobile, intervenus pendant une première fenêtre temporelle .
- Cela rend possible une estimation des conditions de mobilité d’un terminal mobile sur une fenêtre temporelle de durée courte de l’ordre d’une ou plusieurs dizaines de minutes, par exemple 15 minutes, ce qui n’est pas le cas des techniques de l’état de l’art qui ont des difficultés à extraire une information pertinente sur des fenêtre temporelles de durées courtes du fait de leur mauvaise prise en compte des incertitudes de localisation des terminaux mobiles. De plus, cela rend la présente solution compatible avec les dispositions législatives relatives à la rétention d’historique d’évènements relatifs à des terminaux mobiles
- Dans un exemple, le procédé comprend au moins deux itérations de l’étape de détermination et comprenant en outre une détermination d’une densité de probabilité combinée de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en combinant les densités de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile déterminées au cours de chacune desdites itérations, la valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile étant alors obtenue à partir de ladite densité de probabilité moyenne.
- Augmenter le nombre de couples d’événement à prendre en compte peut aider, au moins dans certains modes de réalisation à améliorer la précision de l’estimation de la valeur de d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile.
- Dans un exemple, le premier évènement et le deuxième événement sont espacés temporellement d’au moins une première durée.
- Un terminal immobile en situation d’immobilité peut parfois s’attacher à une station de base qui n’est pas la plus proche de sa position. Cela peut être dû à divers facteurs : un bâtiment situé devant les antennes de la station de base la plus proche gênant la propagation du signal, une surcharge sur celle-ci, une fenêtre orientée vers une station de base plus lointaine rendant plus facile l’attachement à cette dernière, etc.
- Très souvent, ce type de changement de station de base ou « hand-over » se fait dans un laps de temps court, par exemple de quelques secondes à quelques minutes, et on observe ensuite un rattachement du terminal mobile à la station de base la plus proche. On parle alors de phénomène d’oscillation cellulaire. Ce phénomène engendre donc un bruit inhérent au fonctionnement d’un réseau radio.
- Ce phénomène d’oscillation cellulaire peut aussi intervenir pour des terminaux mobiles en situation de mobilité. On peut observer alors une déviation brusque par rapport à la trace mobile globale du terminal mobile (enchainement des cellules au cours du temps). Une oscillation cellulaire correspond à un faible déplacement réel, et à un « saut » plus ou moins grand au niveau du réseau de communication radio. Si le « saut » au niveau du réseau de communication radio est faible, cela a peu d’impact sur le comportement observé du terminal mobile. En revanche, si le « saut » est grand, cela peut venir « bruiter » le comportement observé du terminal mobile, et peut même faire croire à une fausse situation de mobilité dans certains cas.
- Le phénomène d'oscillation cellulaire peut donc faire passer un « saut » pour un événement à prendre en compte dans l’estimation de la valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile. Ce phénomène d'oscillation cellulaire peut être fréquent et peut donner naissance à des densités de probabilité de vitesse très étalées ou décalées vers les hautes vitesses, donnant des mesures de vitesse aberrantes.
- Pour mitiger ces effets, la présente solution propose qu’un certain laps de temps sépare les évènements constituant un couple d’évènements.
- Une autre manière de mitiger le phénomène d’oscillations réseau consiste à imposer une distance maximale entre les stations de base impliquées dans les évènements considérés. Par exemple, deux évènements éloignés de 1000 km sont exclus.
- Dans un autre exemple, lequel la variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile est une vitesse de déplacement du terminal mobile.
- Lorsque la variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile est une vitesse de déplacement du terminal mobile, la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est déterminée au moyen d’une densité de distance parcourue par le terminal mobile, obtenue en fonction de la première carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base et de la deuxième carte représentative d’une densité de présence du terminal mobile dans une zone de couverture d’une station de base, et d’une durée séparent temporellement les premier et deuxième événement..
- Dans un autre exemple, la variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile est une direction de déplacement du terminal mobile.
- Lorsque la variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile est une direction de déplacement du terminal mobile, la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est déterminée au moyen d’une densité d’une valeur d’un angle représentatif d’une direction de déplacement du terminal mobile obtenue en fonction de la première carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base et de la deuxième carte représentative d’une densité de présence du terminal mobile dans une zone de couverture d’une station de base.
- Les caractéristiques, présentées isolément dans la présente demande en lien avec certains modes de réalisation du procédé de la présente demande peuvent être combinées entre elles selon d’autres modes de réalisation du présent procédé.
- Selon un autre aspect, la présente demande concerne également un dispositif électronique adapté à mettre en œuvre le procédé de la présente demande dans au moins l’un de ses modes de réalisation.
- Ainsi, l’invention a également pour objet un dispositif électronique capable d’obtenir une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile.
- Selon la présente demande, ledit dispositif comprend au moins un processeur adapté pour :
- - associer à au moins un premier et un second événement réseau impliquant ledit terminal mobile, d’une première, respectivement seconde, horodate dudit premier, respectivement second, événement réseau et une première, respectivement seconde, carte dite de vraisemblance représentant des probabilités de connexion dudit terminal mobile à une première, respectivement seconde, station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors dudit premier, respectivement second, événement réseau dans une première, respectivement seconde, zone de couverture de ladite première, respectivement seconde, station de base,
- - déterminer une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première position (X1, Y1) du terminal mobile lors du premier événement réseau, obtenue au moyen de ladite première carte de vraisemblance, et d’une deuxième position (X2, Y2) du terminal mobile lors dudit deuxième événement réseau obtenue au moyen de ladite deuxième carte de vraisemblance,
- obtenir, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile. - Ainsi, dans certains modes de réalisation, un tel dispositif est particulier en ce que, un événement réseau impliquant ledit terminal mobile étant associé à un jeu de données de signalisation comprenant entre autres une donnée d’horodatage de l’événement et une carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors de l’évènement, ledit dispositif comprend au moins un processeur adapté pour :
- déterminer une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base associée à un premier événement réseau impliquant le terminal mobile, et d’une deuxième carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base associée à deuxième événement réseau impliquant le terminal mobile,
obtenir, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile. - Un tel dispositif peut par exemple être embarqué dans un serveur appartenant à l’opérateur en télécommunication opérant le réseau de communication radio auquel appartiennent les stations de base.
- L’invention concerne enfin un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d’un procédé tel que décrit précédemment, , dans l’un quelconque de ses modes de réalisation , lorsqu’il est exécuté par un processeur.
- L’invention vise également un support d’enregistrement lisible par un ordinateur sur lequel est enregistré un programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour l’exécution des étapes du procédé selon l’invention tel que décrit ci-dessus, dans l’un quelconque de ses modes de réalisation.
- Un tel support d'enregistrement peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une clé USB ou un disque dur.
- D'autre part, un tel support d'enregistrement peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens, de sorte que le programme d’ordinateur qu’il contient est exécutable à distance. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau par exemple le réseau Internet.
- Alternativement, le support d'enregistrement peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé objet de l’invention précité.
- D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée à titre de simple exemple illustratif, et non limitatif, en relation avec les figures, parmi lesquelles :
-
: cette figure représente un diagramme des étapes d’un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile dans un premier exemple d’implémentation. Dans ce premier exemple, la variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est la vitesse de déplacement, -
: cette figure représente une carte de vraisemblance de prise en charge par une cellule obtenue avec l’hypothèse d’un a priori de présence uniforme du mobile, -
: cette figure représente une carte de vraisemblance de prise en charge par une cellule obtenue avec l’hypothèse d’un a priori de présence du mobile le long d’un axe routier et d’une ligne de train à grande vitesse, -
: cette figure représente un rayon d’action d’une antenne de la station de base correspondante, exprimé en mètres -
: cette figure représente un exemple d’une telle densité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile, -
: cette figure représente un diagramme des étapes d’un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile dans un deuxième exemple d’implémentation, -
: cette figure représente un dispositif apte à mettre en œuvre certaines étapes de la solution précédemment décrite. - Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
- Le principe général de l'invention repose sur l’utilisation de données de signalisation collectées par un opérateur en télécommunications opérant sur au moins un réseau de communication radio pour estimer une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile au sein du réseau de communication radio. Plus particulièrement, dans le mode de réalisation détaillé, l’une des données de signalisation utilisées dans la présente solution peut être une carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base. Comme déjà exposé ci-dessus, une telle carte de vraisemblance représente la probabilité qu’a un terminal mobile de se connecter à une station de base à un endroit de la zone de couverture de la station de base. Ainsi, dans au moins certains modes de réalisation de la présente méthode, l’utilisation d’une carte de vraisemblance peut aider à améliorer les résultats obtenus, par rapport aux solutions de l’art antérieur, en termes de fiabilité, de précision et/ou de réalisme.
- Une telle connaissance peut aussi aider par exemple à une meilleure classification des différents types de véhicules de transport de marchandises et de leurs usages, et/ou permettre une meilleure gestion des flottes de vélos ou de trottinettes mises à disposition du public, un meilleur suivi des colis postaux équipés de traceurs connectés, etc.
- La
représente un diagramme des étapes d’un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile dans un premier exemple d’implémentation. Dans ce premier exemple, la variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est la vitesse de déplacement. - Dans une première phase, qui peut être mise en œuvre indépendamment du procédé d’obtention, des données de signalisations sont collectées, par exemple au moyen de sondes disposées dans un réseau de communication radio. Ces données de signalisation sont ensuite mémorisées dans une ou plusieurs bases de données. Dans une telle base de données, chaque entrée correspond par exemple à un événement réseau.
- Dans les modes de réalisation détaillés, les données de signalisation collectées pour un évènement réseau comprennent entre autres :
- un identifiant d’un terminal mobile (par exemple un pseudonyme identifiant de façon unique le terminal mobile pour l’opérateur),
- des données d’horodatage de la survenue de l’événement réseau,
- un identifiant de la station de base ou la cellule qui est associée à l’évènement réseau.
- Dans les modes de réalisation détaillés, des données de signalisation enrichies peuvent également être mémorisées dans la base de données. Ainsi, un événement réseau peut également être associé à une carte de vraisemblance de prise en charge par la cellule associée à la station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors de la survenue de l’événement.
- Une carte de vraisemblance de prise en charge par au moins une cellule d’une station de base, l’ensemble des cellules d’une station de base constituant la zone de couverture de la station de base, peut par exemple être obtenue par simulation. Par exemple, pour une station de base comprenant une antenne
, une carte de vraisemblance de prise en charge peut représenter une probabilité de connexion du terminal mobile à l’antenne avec l’un des pixels de la carte, au point de coordonnées sachant que le terminal mobile est situé sur le pixel . - Une telle carte de vraisemblance de prise en charge par au moins une cellule d’une station de base est obtenue à partir d’une carte géographique représentative de la zone de couverture de la station de base et au moins une hypothèse sur un a priori de présence du mobile choisie, par exemple, parmi une présence uniforme, une présence le long des axes routiers, et/ou une présence en fonction d’une densité de population, etc. Une telle carte géographique représentative de la zone de couverture de la station de base est, par exemple, obtenue par simulations. L’ a priori de présence du mobile choisi dépend de la population de terminaux mobiles que l’on souhaite surveiller : on peut choisir un a priori de présence du mobile lorsque l’on souhaite déterminer la vitesse sur l’ensemble de la zone de couverture de la station de base, on peut choisir un a priori de présence le long des axes routiers si l’on souhaite déterminer la vitesse de terminaux mobiles embarqués dans des véhicules, on peut choisir un a priori de présence en fonction d’une densité de population si l’on souhaite surveiller un mouvement de terminaux mobiles dans les lieux d’habitation.
- La formule de Bayes permet de déterminer la probabilité qu'un événement arrive sachant qu’un autre évènement s’est réalisé. Une telle formule s’écrit :
-
- Une telle formule permet d’exprimer la probabilité, pour un terminal mobile de se connecter à l’antenne
de la station de base sachant qu’il se trouve sur le pixel - La carte géographique représentative de la zone de couverture de la station de base étant partitionnée en pixels, la formule des probabilités totales permet alors d’obtenir la probabilité, pour un terminal mobile de se trouver sur le pixel
sachant qu’il est connecté à l’antenne de la station de base: -
- ce qui équivaut, en notant
, à -
. - Un exemple d’une telle carte de vraisemblance de prise en charge par une cellule obtenue avec l’hypothèse d’un a priori de présence uniforme du mobile est représenté à la
. - Un autre exemple d’une telle carte de vraisemblance de prise en charge par une cellule obtenue avec l’hypothèse d’un a priori de présence du mobile le long d’un axe routier et d’une ligne de train à grande vitesse est représenté à la
. - Dans certains modes de réalisation, un événement peut être également associé, dans la base de données, à une valeur d’un rayon d’action d’une antenne de la station de base correspondante, exprimé en mètres.
- Ainsi, pour chaque cellule d’une station de base, il peut être possible de définir un rayon d’action R tel que la probabilité de présence d’un terminal mobile dans un disque de rayon R autour du centre de cette cellule, sachant la survenue d’un événement réseau dans cette cellule à un instant considéré, est supérieure ou égale à 85%.
- Le rayon d’action R peut par exemple dépendre fortement de la technologie utilisée (selon qu’elle est conforme aux normes de télécommunications de 2ème, 3ème, 4ème (LTE) ou 5ème générations) et/ou de la nature de zone géographique concernée, e.g. rurale, urbaine ou périurbaine.
- Autrement dit, pour une antenne
dont les coordonnées sur la carte géographique sont , ayant un rayon d’action , et en notant le disque de rayon centré sur le centre de la cellule considérée , on a : -
en notant le couple de variables aléatoires donnant la position du terminal mobile à l’instant . - La
illustre cette notion de rayon d’action. - Le présent procédé d’obtention d’une valeur d’une vitesse de déplacement d’un terminal mobile repose sur l’utilisation de données de signalisation relatives à des terminaux mobiles, et donc à leurs utilisateurs. Aussi, dans certains modes de réalisation, sa mise en œuvre se doit de respecter des contraintes règlementaires d'anonymisation, et/ou de pseudonymisation, des données. Ces contraintes peuvent de plus parfois imposer des délais (relativement brefs) d'anonymisation, et/ou de pseudonymisation, des données. Ainsi, dans certains modes de réalisation, les calculs à effectuer utilisent des données de signalisation dont l’historique (i.e. la conservation) ne doit pas excéder une certaine durée. Une telle durée, ou fenêtre temporelle, est, par exemple, de 15 minutes.
- Dans certains modes de réalisation, le procédé d’obtention d’une valeur d’une vitesse de déplacement d’un terminal mobile peut comprendre (lors d’une première étape E1) une sélection d’un premier évènement réseau ER1 et d’un deuxième événement réseau ER2 parmi une pluralité d’événements réseau ERi impliquant le terminal mobile. Une telle sélection consiste à prendre l’ensemble des couples d’évènements réseau tels que les deux évènements réseau ER1 et ER2 constitutifs d’un couple d’événements réseau sont présents dans la fenêtre temporelle considérée, qu’ils sont séparés d’une durée minimale, qui peut être fixée de l’ordre de quelques secondes à quelques minutes, par exemple 5 ou 6 minutes en temps, et sont tels que l’événement réseau ER2 est postérieur à l’événement réseau ER1.
- Le premier et le deuxième événement réseau ER1, ER2 interviennent respectivement aux instants
et et impliquent les antennes et portées par deux stations de base qui peuvent être différentes. - Pour
on note les variables aléatoires donnant respectivement la longitude et la latitude du terminal mobile à l’instant . - Dans la suite du document, les hypothèses suivantes sont posées :
- les variables aléatoires
associées aux densités de probabilité de présence des deux antennes et sont indépendantes, - le déplacement du terminal mobile est supposé rectiligne uniforme si le temps séparant deux évènements est inférieur à une première durée (par exemple une durée constante jouant le rôle d’un seuil minimum).
- Dans une étape E2, on détermine une densité de distance
En utilisant la formule des probabilités totales et les hypothèses citées ci-dessus, on peut prouver qu’un couple de variables suit une loi de densité . Bien entendu, d’autres méthodes de calculs peuvent être utilisées pour obtenir la densité de distance - On pose alors
où représente la variable aléatoire donnant la distance parcourue par le terminal mobile entre les instants et . - La variable aléatoire
suit une loi de densité , telle que : -
- Le terminal mobile étant supposé se déplacer selon un mouvement rectiligne uniforme, on calcule alors une densité de vitesse à l’aide du changement de variable suivant
, ce qui donne : -
(1) - En intégrant cette densité sur un intervalle de distance
inclus dans et en notant , on obtient, après interversion et à l’aide des changements de variables dans les intégrales idoines, une forme beaucoup plus commode pour le calcul numérique : -
- Une méthode pour calculer cette densité de distance
peut-être de créer un maillage spatial des deux cartes géographique représentatives d’une zone de couverture d’une station de base associée à une antennes . Chaque pixel de ce maillage est associé à une probabilité de prise en charge par l’antenne Ai conditionnée par la présence du terminal mobile en ce pixel . Une telle information est fournie par la carte de vraisemblance de prise en charge par une cellule associée à l’antenne - Ainsi, dans certains modes de réalisation, à l’issue d’une étape E2, on peut obtenir une densité de distance
et donc, par le truchement du changement de variable , une densité de vitesse pour un couple d’évènements réseaux ER1, ER2. - Afin d’améliorer la précision de la valeur de la vitesse de déplacement d’un terminal mobile, les étapes E1 et E2 peuvent être répétées, dans certains modes de réalisation, pour une pluralité de couple d’évènements (à la condition par exemple que les instants
associés à chacun des évènements soient compris dans la fenêtre temporelle de 15 minutes définie plus haut). Bien entendu, la durée de la fenêtre temporelle peut prendre n’importe quelle autre valeur en fonction des besoins, de la législation, etc. - Ainsi, une fois l’ensemble des couples d’évènements ERi, ERj pris au sein de la fenêtre temporelle constitués, les étapes E1 et E2 sont mises en œuvre pour chacun de ces couples d’évènements ERi, ERj. A l’issue de ces différentes itérations des étapes E1 et E2, on peut obtenir autant de densités de vitesse de déplacement du terminal mobile que de couples d’évènements ERi, ERj.
- Dans certains modes de réalisation, le procédé d’obtention d’une valeur d’une vitesse de déplacement d’un terminal mobile peut comprendre (dans une étape E3) une combinaison entre elles des différentes densités de vitesse de déplacement du terminal mobile obtenues. Une telle combinaison peut par exemple résulter en une densité de probabilité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile pour une durée inférieure ou égale à celle de la fenêtre temporelle considérée.
- De tels modes de réalisation peuvent par exemple se baser sur une hypothèse supplémentaire. Ainsi, il peut être supposé l’existence d’une loi de vitesse relative au déplacement du terminal mobile. Par exemple, Il peut être supposé que cette loi de vitesse relative au déplacement du terminal mobile peut être obtenue à partir des différentes densités de vitesses de déplacement du terminal mobile correspondant aux différents couples d’évènements ERi, ERj.
- Dans les modes de réalisation détaillés, afin d’obtenir la densité de probabilité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile sur la durée de la fenêtre temporelle considérée, on peut par exemple considérer deux couples d’évènements (un premier couple d’événements C1 constitué des évènements ER1 et ER2 et un deuxième couple d’événements C2 constitué des évènements ER3 et ER4), ainsi que les densités de vitesse de déplacement du terminal mobile correspondantes obtenues à l’issue de la mise en œuvre des étapes E1 et E2, et notées respectivement
et . - On note
la variable aléatoire représentant la densité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile, que l’on cherche à obtenir à partir des densités de vitesse de déplacement du terminal mobile et . - Connaissant la propriété suivante :
-
- qui dit que pour que l’événement, au sens des probabilités, «
» se réalise avec une probabilité non nulle, il faut et il suffit que les évènements, au sens des probabilités, « » se réalisent avec une probabilité non nulle. - En remarquant que les densités de vitesse de déplacement du terminal mobile
et sont indépendantes l’une de l’autre par construction, la propriété (3) se réécrit alors : -
- En considérant la densité de vitesse moyenne du terminal mobile
vérifiant l’équation (3’) comme le résultat de deux expériences aléatoires dont l’ordre n’importe pas, il est alors possible d’écrire, en notant pour tout : -
-
-
- que l’on peut réécrire, grâce à l’indépendance des deux densités de vitesse de déplacement du terminal mobile
et , sous la forme : -
- Une telle expression est facilement généralisable à n densités de vitesse de déplacement du terminal mobile indépendantes où n correspond au nombre de couple Ci d’évènements constitués pour une fenêtre temporelle donnée.
- L’équation (4) peut ensuite être normalisée afin de vérifier la propriété suivante :
-
, qui traduit le fait que la vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile recherchée est positive ou nulle. - La
représente un exemple d’une telle densité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile. Plus particulièrement, la représente une telle densité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile lorsque l’utilisateur de ce terminal mobile se trouve dans un train à grande vitesse. - Dans certains modes de réalisation, à partir de la densité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile telle que déterminée par exemple ci-dessus, il est possible d’obtenir, dans une étape E4, une valeur d’une vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile en calculant l'espérance d’une loi de probabilité associée à la densité de vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile
. - Ainsi, on peut déterminer un intervalle de confiance à 95%, par exemple, pour obtenir une valeur de la vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile sur la fenêtre temporelle considérée. Bien entendu, d’autres méthodes de détermination d’une valeur de la vitesse moyenne de déplacement du terminal mobile sur la fenêtre temporelle considérée peuvent être mises en œuvre dans certains modes de réalisation, telle que le calcul de la médiane.
- Dans certains modes de réalisation, pour mitiger le phénomène d’oscillation réseau, les instants
et correspondant respectivement à un événement réseau ERi et à un événement ERj constituant un couple Ci d’évènements réseau peuvent être choisis pour être séparés par une durée minimale. Ainsi, la durée écoulée entre la survenue de l’événement ERi et de l’événement ERj est supérieure ou égale à un première durée. Une telle durée, jouant le rôle d’un seuil, peut par exemple, lorsque la fenêtre temporelle considérée dure 15 minutes, être fixée de l’ordre de quelques secondes à quelques minutes (par exemple de 3 à 9 minutes), comme une durée de 5 ou 6 minutes. Bien entendu d’autres valeurs de cette première durée peuvent être envisagées. - La
représente un diagramme des étapes d’un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile dans un deuxième exemple d’implémentation. Dans ce deuxième exemple, la variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est la direction de déplacement. - Le présent procédé d’obtention d’une valeur d’une direction de déplacement d’un terminal mobile reposant sur l’utilisation de données de signalisation relatives à des terminaux mobiles, et donc à leurs utilisateurs, sa mise en œuvre peut se conformer à des contraintes d'anonymisation, ou de pseudonymisation, à bref-délai. Ainsi, les calculs à effectuer utilisent des données de signalisation dont l’historique n’excède pas une certaine durée. Une telle durée est, par exemple, de 15 minutes.
- Dans une première étape G1 du procédé d’obtention d’une valeur d’une direction de déplacement d’un terminal mobile consiste en la sélection d’un premier évènement réseau ER1 et d’un deuxième événement réseau ER2 parmi une pluralité d’événements réseau ERi impliquant le terminal mobile.
- Le premier et le deuxième événement réseau ER1, ER2 interviennent respectivement aux instants
et et impliquent les antennes et portées par deux stations de base différentes. - Pour
on note les variables aléatoires donnant respectivement la longitude et la latitude du terminal mobile à l’instant . - Dans une étape G2, on détermine une densité de direction
En utilisant la formule des probabilités totales et les hypothèses citées ci-dessus, on prouve de manière directe que le couple de variables suit une loi de densité . - On pose alors
où représente la variable aléatoire donnant la direction de déplacement du terminal mobile entre les instants et . - La variable aléatoire
suit une loi de densité , telle que : -
- Le terminal mobile étant supposé se déplacer selon un mouvement rectiligne uniforme, on calcule alors une densité de direction comme suit :
- En intégrant cette densité sur un intervalle d’angle
inclus dans , et en notant , on obtient, après interversion et à l’aide des changements de variables dans les intégrales idoines, une forme beaucoup plus commode pour le calcul numérique : -
- Ainsi, à l’issue d’une étape G2, on obtient une densité de direction
pour un couple d’évènements réseaux ER1, ER2. - Afin d’améliorer la précision de la valeur de la direction de déplacement d’un terminal mobile, les étapes G1 et G2 être également répétées pour une pluralité de couple d’évènements à la condition que les instants
associés à chacun des évènements soient compris dans la fenêtre temporelle de 15 minutes définie plus haut en liaison avec le mode de réalisation de la . - Ainsi, une fois l’ensemble des couples d’évènements ERi, ERj pris au sein de la fenêtre temporelle constitués, les étapes G1 et G2 sont mises en œuvre pour chacun de ces couples d’évènements ERi, ERj. A l’issue de ces différentes itérations des étapes G1 et G2, on obtient autant de densités de direction de déplacement du terminal mobile que de couples d’évènements ERi, ERj.
- Dans une étape G3, les différentes densités de direction de déplacement du terminal mobile obtenues sont combinées entre elles. Le résultat d’une telle combinaison donne une densité de probabilité de direction moyenne de déplacement du terminal mobile sur la durée de la fenêtre temporelle considérée.
- Pour cela il convient d’ajouter une hypothèse supplémentaire. Ainsi, il est supposé l’existence d’une loi de direction relative au déplacement du terminal mobile. Il est supposé que cette loi de direction relative au déplacement du terminal mobile peut être obtenue à partir des différentes densités de directions de déplacement du terminal mobile correspondant aux différents couples d’évènements ERi, ERj.
- Afin d’obtenir la densité de probabilité de direction moyenne de déplacement du terminal mobile sur la durée de la fenêtre temporelle considérée, on considère deux couples d’évènements, un premier couple d’événements C1 constitué des évènements ER1 et ER2 et un deuxième couple d’événements C2 constitué des évènements ER3 et ER4, ainsi que les densités de direction de déplacement du terminal mobile correspondantes obtenues à l’issue de la mise en œuvre des étapes G1 et G2, et notées respectivement
et . - On note
la variable aléatoire représentant la densité de direction moyenne de déplacement du terminal mobile, que l’on cherche à obtenir à partir des densités de direction de déplacement du terminal mobile et . - Connaissant la propriété suivante :
-
- qui dit que pour que l’événement, au sens des probabilités, «
» se réalise avec une probabilité non nulle, il faut et il suffit que les évènements, au sens des probabilités, « » se réalisent avec une probabilité non nulle. - En remarquant que les densités de direction de déplacement du terminal mobile
et sont indépendantes l’une de l’autre par construction, la propriété (3) se réécrit alors : -
- En considérant la densité de direction moyenne du terminal mobile
vérifiant l’équation (3’) comme le résultat de deux expériences aléatoires dont l’ordre n’importe pas, il est alors possible d’écrire, en notant pour tout : -
-
-
- que l’on peut réécrire, grâce à l’indépendance des deux densités de direction de déplacement du terminal mobile
et , sous la forme : -
- Une telle expression est facilement généralisable à n densités de direction de déplacement du terminal mobile indépendantes où n correspond au nombre de couple Ci d’évènements constitués pour une fenêtre temporelle donnée.
- Dans certains modes de réalisation, l’équation (4) peut ensuite être normalisée afin de vérifier la propriété suivante :
-
, qui traduit le fait que la direction moyenne de déplacement du terminal mobile recherchée est dans l’intervalle . - Dans certains modes de réalisation, à partir de la densité de direction moyenne de déplacement du terminal mobile ainsi déterminée, il est possible d’obtenir, dans une étape G4, une valeur d’une direction moyenne de déplacement du terminal mobile en calculant l'espérance d’une loi de probabilité associée à la densité de direction moyenne de déplacement du terminal mobile
. - Dans la mesure où les densités de direction du terminal mobile sont des densités circulaires, il convient d’adapter le calcul de l’espérance et de l’écart-type.
- Pour cela, il convient de poser :
, où Γ est n’importe quel intervalle d’étendue 2π. - La valeur de direction moyenne de déplacement du terminal mobile s’exprime alors comme
. - Pour le calcul de l’écart-type, plusieurs méthodes sont possibles et utilisent le plus souvent le module de
ainsi qu’une analogie avec une distribution normale circulaire. Dans un exemple, l’estimateur de l’écart-type suivant est donné par : -
, - où
où Re(m1) et Im(m1) désignent respectivement la partie réelle et la partie imaginaire de m1. Cet écart-type est ensuite utilisé pour la détermination d’un intervalle de confiance à 95%. - La
représente un dispositif 10 apte à mettre en œuvre au moins certaines étapes de la solution précédemment décrite. - Un dispositif 10 peut comprendre au moins un processeur matériel 601 correspondant au processeur μPr de la
, une unité de stockage 602, une interface 603, qui sont connectés entre eux au travers d’un bus 604. Bien entendu, les éléments constitutifs du dispositif 10 peuvent être connectés au moyen d’une connexion autre qu’un bus. - Le processeur 601 commande les opérations du dispositif 10. L'unité de stockage 602 stocke au moins un programme pour la mise en œuvre du procédé objet de l’invention, dans ses différents modes de réalisation à exécuter par le processeur 601, et diverses données, telles que des paramètres utilisés pour des calculs effectués par le processeur 601, des données intermédiaires de calculs effectués par le processeur 601, etc. Le processeur 601 peut être formé par tout matériel ou logiciel connu et approprié, ou par une combinaison de matériel et de logiciel. Par exemple, le processeur 601 peut être formé par un matériel dédié tel qu'un circuit de traitement, ou par une unité de traitement programmable telle qu'une unité centrale de traitement (Central Processing Unit) qui exécute un programme stocké dans une mémoire de celui-ci.
- L'unité de stockage 602 peut être formée par n'importe quel moyen approprié capable de stocker le programme ou les programmes et des données d'une manière lisible par un ordinateur. Des exemples d'unité de stockage 602 comprennent des supports de stockage non transitoires lisibles par ordinateur tels que des dispositifs de mémoire à semi-conducteurs, et des supports d'enregistrement magnétiques, optiques ou magnéto-optiques chargés dans une unité de lecture et d'écriture.
- L'interface 603 fournit une interface entre le dispositif 10 et un autre équipement du réseau de communication radio.
Claims (10)
- Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile caractérisé en ce que ledit procédé comprend :
- une association à au moins un premier et un second événement réseau impliquant ledit terminal mobile, d’une première, respectivement seconde, horodate dudit premier, respectivement second, événement réseau et une première, respectivement seconde, carte dite de vraisemblance représentant des probabilités de connexion dudit terminal mobile à une première, respectivement seconde, station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors dudit premier, respectivement second, événement réseau dans une première, respectivement seconde, zone de couverture de ladite premier, respectivement seconde, station de base,
- une détermination d’une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première position (X1, Y1) du terminal mobile lors du premier événement réseau, obtenue au moyen de ladite première carte de vraisemblance, et d’une deuxième position (X2, Y2) du terminal mobile lors dudit deuxième événement réseau obtenue au moyen de ladite deuxième carte de vraisemblance,
- une obtention, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, d’une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile. - Procédé d’obtention selon la revendication 1 dans lequel le premier événement et le deuxième événement sont sélectionnés parmi une pluralité d’évènements réseau impliquant le terminal mobile, intervenus pendant une première fenêtre temporelle.
- Procédé d’obtention selon la revendication 1 ou la revendication 2 comprenant au moins deux itérations de l’étape de détermination et comprenant en outre une détermination d’une densité de probabilité combinée de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en combinant les densités de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile déterminées au cours de chacune desdites itérations, la valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile étant alors obtenue à partir de ladite densité de probabilité moyenne.
- Procédé d’obtention selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel le premier évènement et le deuxième événement sont espacés temporellement d’au moins une première durée.
- Procédé d’obtention selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile est une vitesse de déplacement du terminal mobile.
- Procédé d’obtention selon la revendication 5 dans lequel la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est déterminée au moyen d’une densité de distance parcourue par le terminal mobile, obtenue en fonction de la première carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base et de la deuxième carte représentative d’une densité de présence du terminal mobile dans une zone de couverture d’une station de base, et d’une durée séparant temporellement les premier et deuxième événement.
- Procédé d’obtention selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile est une direction de déplacement du terminal mobile.
- Procédé d’obtention selon la revendication 7 dans lequel la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile est déterminée au moyen d’une densité d’une valeur d’un angle représentatif d’une direction de déplacement du terminal mobile obtenue en fonction de la première carte de vraisemblance de prise en charge par une station de base et de la deuxième carte représentative d’une densité de présence du terminal mobile dans une zone de couverture d’une station de base.
- Dispositif électronique capable d’obtenir une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend au moins un processeur adapté pour :
- associer à au moins un premier et un second événement réseau impliquant ledit terminal mobile, d’une première, respectivement seconde, horodate dudit premier, respectivement second, événement réseau et une première, respectivement seconde, carte dite de vraisemblance représentant des probabilités de connexion dudit terminal mobile à une première, respectivement seconde, station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors dudit premier, respectivement second, événement réseau dans une première, respectivement seconde, zone de couverture de ladite premier, respectivement seconde, station de base,
- déterminer une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première position (X1, Y1) du terminal mobile lors du premier événement réseau, obtenue au moyen de ladite première carte de vraisemblance, et d’une deuxième position (X2, Y2) du terminal mobile lors dudit deuxième événement réseau obtenue au moyen de ladite deuxième carte de vraisemblance,
- obtenir, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile. - Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre, lorsqu’il est exécuté par un processeur, d’un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, ledit procédé comprenant :
- une association à au moins un premier et un second événement réseau impliquant ledit terminal mobile, d’une première, respectivement seconde, horodate dudit premier, respectivement second, événement réseau et une première, respectivement seconde, carte dite de vraisemblance représentant des probabilités de connexion dudit terminal mobile à une première, respectivement seconde, station de base avec laquelle le terminal mobile a interagi lors dudit premier, respectivement second, événement réseau dans une première, respectivement seconde, zone de couverture de ladite premier, respectivement seconde, station de base,
- une détermination d’une densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile en fonction d’une première position (X1, Y1) du terminal mobile lors du premier événement réseau, obtenue au moyen de ladite première carte de vraisemblance, et d’une deuxième position (X2, Y2) du terminal mobile lors dudit deuxième événement réseau obtenue au moyen de ladite deuxième carte de vraisemblance,
- une obtention, à partir de la densité de probabilité de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile, d’une valeur de ladite variable représentative d’un déplacement du terminal mobile.
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| EP22818862.9A Pending EP4442048A1 (fr) | 2021-11-30 | 2022-11-23 | Procede d'obtention d'une valeur d'une variable representative d'un deplacement d'un terminal mobile, dispositif et programme d'ordinateur correspondant |
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