FR3129806A1 - Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, dispositif et programme d’ordinateur correspondant. - Google Patents

Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, dispositif et programme d’ordinateur correspondant. Download PDF

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Abstract

Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, dispositif et programme d’ordinateur correspondant. 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. FIGURE 1

Description

Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, dispositif et programme d’ordinateur correspondant.
Domaine de l'invention
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.
Art antérieur et ses inconvénients
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.
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.
L’invention a également pour objet un dispositif capable d’obtenir une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile.
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, 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.
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.
Liste des figures
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’una prioride présence uniforme du mobile,
: cette figure représente une carte de vraisemblance de prise en charge par une cellule obtenue avec l’hypothèse d’una prioride 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 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 utilisée 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, 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 una prioride 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 prioride présence du mobile choisi dépend de la population de terminaux mobiles que l’on souhaite surveiller : on peut choisir una prioride 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 una prioride présence le long des axes routiers si l’on souhaite déterminer la vitesse de terminaux mobiles embarqués dans des véhicules, on peut choisir una prioride 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’una prioride 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’una prioride 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 que la probabilité de la survenue d’un événement réseau 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 5èmegénérations) 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 ERiimpliquant 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 minimum, 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 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, ERjpris 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 des différents correspondant aux 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 C1constitué des évènements ER1 et ER2 et un deuxième couple d’événements C2constitué 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 Cid’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 ERiet à un événement ERjconstituant un couple Cid’évènements réseau peuvent être choisis pour être séparés par une durée minimale. Ainsi, la durée écoulée entre la survenue de l’événement ERiet de l’événement ERjest 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 ERiimpliquant 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 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, ERjpris 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 des différents correspondant aux 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 C1constitué des évènements ER1 et ER2 et un deuxième couple d’événements C2constitué 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 Cid’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 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 10peuvent 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 des différents procédés objets de l’invention 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)

  1. Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobilecaractérisé 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 un 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.
  2. 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 .
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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.
  9. Dispositif capable d’obtenir une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobilecaractérisé 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 comprenant 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 un 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.
  10. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code de programme pour la mise en œuvre d’un procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, lorsqu’il est exécuté par un processeur.
FR2112774A 2021-11-30 2021-11-30 Procédé d’obtention d’une valeur d’une variable représentative d’un déplacement d’un terminal mobile, dispositif et programme d’ordinateur correspondant. Pending FR3129806A1 (fr)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2333664A (en) * 1998-01-22 1999-07-28 Multiple Access Communications Mobile station location
US8423047B1 (en) * 2011-03-09 2013-04-16 Sprint Communications Company L.P. Statistical method for determining the location of a mobile device
FR3046006A1 (fr) * 2015-12-18 2017-06-23 Inst Mines-Telecom Procede d'estimation de trajectoires utilisant des donnees mobiles

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