TWI692957B

TWI692957B - 室內區域人流定位系統及其使用方法

Info

Publication number: TWI692957B
Application number: TW108118682A
Authority: TW
Inventors: 盧袓耀; 廖志仁; 鄒文彥; 羅順文
Original assignee: 遠傳電信股份有限公司
Priority date: 2019-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2020-05-01
Also published as: TW202044800A

Abstract

本發明提供一種室內區域人流定位系統及其使用方法，其主要係藉由家用基站接收用戶端設備發送的訊號，並透過對封包進行篩選、切片之步驟以去除不必要的資料，再將保留之目標核心網路信令進行串流、裁切後進行正規化，並從正規化的資料中擇取所需的訊息以達成無須借助額外的應用程式即可判斷室內人流之目的，同時亦能夠找尋特定人員之身分。

Description

室內區域人流定位系統及其使用方法

本發明關於一種長期演進技術(LTE，Long Term Evolution)之應用，特別係關於一種室內區域人流定位系統。

本發明另關於前述室內區域人流定位系統之使用方法

現今社會中大數據的獲取已成為商業競爭不可或缺的環節之一，大數據可提供使用者或消費者的消費狀況或行為模式等等，於室內區域的人流變化與分析亦為商家須關注的重點之一，然而，目前全球定位系統（GPS），並無法應用於室內之定位，而iBeacon之技術雖然可以應用在室內，然而iBeacon之技術係透過藍芽來實現，是以在使用iBeacon進行定位時，被定位者尚須開啟藍芽才能夠與APP進行配合，然而，並非所有使用者皆會常態的開啟藍芽，於統計人流的過程中主動性不足，且數據也不夠完整、客觀，是以，需要一種能夠主動偵測而無須受限於客戶行動裝置亦無需安裝行動應用程式(APP)之室內人流定位系統。

另外，習知的人流分析技術也有透過攝影機之方式進行統計，然而前述方法係無法分辨單一個體的動態，進而無法對個體的客戶進行追蹤、分析，是以，亦需要一種能夠掌握客戶身分及動態之室內人流定位系統。

本發明提供一種室內區域人流定位系統，其主要目的在於能夠無須借助額外的應用程式即可判斷室內人流。

本發明之另一目的在於，及時找尋出室內人員之身分。

為達前述目的，本發明室內區域人流定位系統，包括：

一封包篩選切片模組，供以應用於服務通用封包無線服務支持節點(SGSN)或移動性管理實體(MME)，該封包篩選切片模組供以篩選、切割接收到之一封包，而保留之封包則包含一預選之目標核心網路信令；

一串流模組，與前述封包篩選切片模組資訊連接，該串流模組供以接收前述經篩選、裁切後之封包，並將之串流化；

一接收模組，與該串流模組資訊連接，該接收模組供以接收篩選後的串流編碼信令，並將前述篩選後的串流編碼信令裁切為複數訊息；

一開源處理平台，與該接收模組資訊連接，該開源處理平台供以接收複數訊息，解碼該些訊息，並將該些訊息進行正規化，以將有相同意義的資料歸屬於同個欄位；

一集群計算平台，與前述開源處理平台資訊連接，該集群計算平台供以接收經該開源處理平台解碼後並正規化之訊息，並篩選該些訊息中的TAU信令(trackin area update)，並將篩選出的TAU信令另存為一個新的標題(topic)，回存至該開源處理平台，以得出用戶位置發生的變化。

本發明之室內區域人流定位系統之使用方法，包括：

接收訊號步驟，透過家用基站接收用戶端設備(User Equipment)發送之訊號，以使移動性管理實體(MME)或服務通用封包無線服務支持節點(SGSN)獲得用戶端設備(User Equipment) 之訊號；

篩選切片步驟，將接收到之訊號的封包進行裁切、篩選，以獲得目標核心網路信令；

串流步驟，將前述取得之目標核心網路信令串流化，以形成串流編碼信令；

裁切步驟，將前述串流編碼信令裁切成複數個訊息；

正規化步驟，將該些訊息解碼，並統一轉換為標準格式，並藉以形成複數個欄位，將有相同意義的資料歸於同個欄位內；

擇取步驟，篩選出TAU信令(trackin area update)、及客戶之IMSI、UEID、MSID、MME事件中的eci欄位與SGSN事件中的location及MS_ADDRESS、PDP_INFO、PDN_INFO及PDNS等資訊以得出用戶端設備(User Equipment)之使用者的位置及移動狀態。

藉由前述可知，本實施例主要藉由家用基站接收用戶端設備發送的訊號，並透過篩選、切片之步驟以去除不必要的資料後，再將保留之目標核心網路信令進行串流、裁切後進行正規化，並從正規化的資料中擇取所需的訊息以達成無須借助額外的應用程式即可判斷室內人流之目的，同時亦能夠找尋特定人員之身分。

更進一步的，亦能夠鎖定特定人員之身分以判斷該人員於進出室內的狀況為瞬間進出、進出頻繁、未進入就離開或進入後未離開即再進入等狀況。

本發明室內區域人流定位系統之其中一個實施例如圖1、2所示，包括：

一封包篩選切片模組10，供以應用於SGSN(服務通用封包無線服務支持節點，Serving GPRS Support Node)或MME (移動性管理實體，Mobility Management Entity)，該封包篩選切片模組10具有資訊連接之一封包篩選單元11、一第一定義單12、一判讀單元13、一第二定義單元14及一擷取單元15，該封包篩選單元11供以與SGSN、MME資訊連接，並接收封包資訊，並篩選符合條件之封包，捨棄不符條件之封包，該第一定義單元12提供一定義資訊予封包篩選單元11，以為該封包篩選單元11之篩選依據，該判讀單元13與該封包篩選單元11資訊連接，並判讀各該封包所欲保留之長度範圍，該第二定義單元14與該判讀單元13資訊連接，並提供一第二定義資訊予該判讀單元13，以為判斷各該封包欲保留長度範圍之依據，該擷取單元15與該判讀單元13資訊連接，該擷取單元15用以切割各該封包，保留固定長度的封包並捨棄剩餘之封包，而保留之封包則包含預選之目標核心網路信令；

於本實施例中，該封包篩選單元11係擷取80、8080及53port之封包；

一串流模組20，與前述封包篩選切片模組10資訊連接，該串流模組20供以接收前述經篩選、裁切後之封包，並將之串流化，形成一串流編碼信令；

一接收模組30，與該串流模組20資訊連接，該接收模組30供以接收篩選後的串流編碼信令，並將前述篩選後的串流編碼信令裁切為複數訊息，於本實施例中，該接收模組30為一插口伺服器(Socket Server)程式模組；

一開源處理平台40，與該接收模組30資訊連接，該開源處理平台40供以接收該些訊息，並解碼該些訊息，於解碼後再將該些訊息進行正規化，以將有相同意義的資料歸屬於同個欄位；

於本實施例中，經正規化後的資料欄位可包含IMSI(國際移動用戶碼)、UEID(信令呼叫流程的識別碼)及MSID(移動設備識別碼)三個欄位。

於本實施例中，經正規化後的資料欄位可包含MME(移動性管理實體，Mobility Management Entity)事件中的eci(E-UTRAN Cell Identifier 演進通用陸地無線接入網絡小區標識)欄位與SGSN(服務通用封包無線服務支持節點，Serving GPRS Support Node)事件中的location欄位，並可透過前述二該欄位的資料形成基站編號(gcid)。

於本實施例中，經正規化後的資料欄位可包含MS_ADDRESS、PDP_INFO、PDN_INFO及PDNS四種欄位，以呈現UE的IP位址。

於本實施例中，該開源處理平台40可為 Apache Kafka，而前述訊息則為messages in Kafka；

一集群計算平台50，與前述開源處理平台40資訊連接，該集群計算平台50供以接收經該開源處理平台40解碼後並正規化之訊息，並篩選該些訊息中的TAU(trackin area update)信令，並將篩選出的TAU信令另存為一個新的標題(topic)，回存至該開源處理平台40，操作者可透過TAU信令得出用戶位置發生的變化。

於本實施例中，該集群計算平台50可為Apache Spark。

於較佳實施例中，另包括一資料庫60，與該集群計算平台50資訊連接，該資料庫60供以儲存經該開源處理平台40解碼後並正規化之訊息，以讓系統操作者更進一步地進行其他項目之分析。

本發明提供一種室內區域人流定位系統之使用方法，包括：

接收訊號步驟S1，透過家用基站接收用戶端設備(User Equipment)發送之訊號，以使移動性管理實體(MME)或服務通用封包無線服務支持節點(SGSN)獲得用戶端設備(User Equipment) 之訊號；

於接收訊號步驟S1中，可自戶端設備之訊號內擷取以下參數：

1.國際移動用戶識別碼(IMSI) ；

2.位置區域碼(Location Area Code)，係能夠透過移動交換機（MSC/SEVER）能及時知道戶端設備的位置；

3.追蹤區域碼(Tracking Area Code) ，係用以實現對用戶端設備位置的管理；

4. 國際移動設備識別碼(International Mobile Equipment Identity，IMEI) ，於本案中特別係針對IMEI的前8碼進行擷取；

5.事件的開始時間(Start_Time) ；

6. 事件的結束時間( End_Time) ；

7.事件的期間( Duration) ；

8. 數據封包網路資訊(Packet Data Network Info PDN_INFO) ；

9. 封包數據協定(Packet Data Protocol) ；

另外，於接收訊號步驟S1中，另可採取以下技術：

1.無線電接入技術(Radio Access Technology RAT) ；

2. 承載(Bearers)，其中可分為SRB (Signaling Radio Bearer)與 DRB (Data Radio Bearer)，其係用以傳輸控制訊息與使用者資料；

3. 尋呼訊息 (Paging Attempt) ，當MME 或eNB 有資訊要傳給處於閒置狀態下的用戶端設備時，會發送尋呼訊息(Paging Attempt)來尋找用戶端設備，當用戶端設備接收到尋呼訊息後，會回傳尋呼回應告知，並從閒置狀態下轉回活動(ACTIVE)狀態，以接收訊息。

篩選切片步驟S2，將接收到之訊號的封包進行裁切、篩選，以獲得目標核心網路信令；

串流步驟S3，將前述取得之目標核心網路信令串流化，以形成串流編碼信令；

裁切步驟S4，將前述串流編碼信令裁切成複數個訊息；

正規化步驟S5，將該些訊息解碼，並統一轉換為標準格式，藉以形成複數個欄位，將有相同意義的資料歸於同個欄位內；

擇取步驟S6，篩選出TAU信令(trackin area update)、及客戶之IMSI、UEID、MSID、MME事件中的eci欄位與SGSN事件中的location及MS_ADDRESS、PDP_INFO、PDN_INFO、PDNS及Start_Time、 End_Time與 Duration等資訊以得出用戶端設備(User Equipment)之擁有者的位置、移動狀態、及與位置綁定之對應時間。

具體得說明，基於前述參數的交叉比對能得出用戶端設備於特定區域所待的時間區間，或進入特定場域的時間、離開特定場域的時間點。

於本發明室內區域人流定位系統之使用方法較佳實施例中，於該擇取步驟S6後，另包括：

一去識別化步驟S7，刪除關於個人化的資訊，以使統計的資料去識別化。

本發明室內區域人流定位系統之使用方法的另一實施例中，另包括：

一天線調校步驟S8，透過調整家用基站之天線的角度、調校功率，以使涵蓋的形狀角度達到最佳，進而使不同天線之訊號不會相互覆蓋。

10:封包篩選切片模組 11:封包篩選單元 12:第一定義單 13:判讀單元 14:第二定義單元 15:擷取單元 20:串流模組 30:接收模組 40:開源處理平台 50:集群計算平台 60:資料庫 S1:接收訊號步驟 S2:篩選切片步驟 S3:串流步驟 S4:裁切步驟 S5:正規化步驟 S6:擇取步驟 S7:去識別化步驟 S8:天線調校步驟

圖1 為本發明室內區域人流定位系統第一實施例之示意圖。圖2 為本發明室內區域人流定位系統之封包篩選切片模組的示意圖。圖3 為本發明室內區域人流定位系統第二實施例之示意圖。圖4 為本發明室內區域人流定位系統之使用方法第一實施例之示意圖。圖5 為本發明室內區域人流定位系統之使用方法較佳施例之示意圖。圖6 為本發明室內區域人流定位系統之使用方法較佳施例之示意圖。

10:封包篩選切片模組

20:串流模組

30:接收模組

40:開源處理平台

50:集群計算平台

Claims

一種室內區域人流定位系統，包括：一封包篩選切片模組，供以應用於服務通用封包無線服務支持節點(SGSN)或移動性管理實體(MME)，該封包篩選切片模組供以篩選、切割接收到之一封包，而保留之封包則包含一預選之目標核心網路信令；一串流模組，與前述封包篩選切片模組資訊連接，該串流模組供以接收前述經篩選、裁切後之封包，並將之串流化；一接收模組，與該串流模組資訊連接，該接收模組供以接收篩選後的串流編碼信令，並將前述篩選後的串流編碼信令裁切為複數訊息；一開源處理平台，與該接收模組資訊連接，該開源處理平台供以接收複數訊息，解碼該些訊息，並將該些訊息進行正規化，以將有相同意義的資料歸屬於同個欄位；一集群計算平台，與前述開源處理平台資訊連接，該集群計算平台供以接收經該開源處理平台解碼後並正規化之訊息，並篩選該些訊息中的TAU信令(trackin area update)，並將篩選出的TAU信令另存為一個新的標題(topic)，回存至該開源處理平台，以得出用戶位置發生的變化。
一種室內區域人流定位系統，包括：一封包篩選切片模組，供以應用於服務通用封包無線服務支持節點(SGSN) 或移動性管理實體(MME)，該封包篩選切片模組具有訊連接之一封包篩選單元、一第一定義單、一判讀單元、一第二定義單元及一擷取單元，該封包篩選單元供以與無線服務支持節點、移動性管理實體資訊連接，並接收一封包資訊，篩選符合條件之封包，捨棄不符條件之封包，該第一定義單元提供一定義資訊予該封包篩選單元，以為封包篩選單元之篩選依據，該判讀單元與該封包篩選單元資訊連接，並判讀各該封包所欲保留之長度範圍，該第二定義單元與該判讀單元資訊連接，並提供一第二定義資訊予該判讀單元，以為判斷各該封包欲保留長度範圍之依據，該擷取單元與該判讀單元資訊連接，該擷取單元用以切割各該封包，保留固定長度的封包並捨棄剩餘之封包，而保留之封包則包含預選之目標核心網路信令；一串流模組，與前述封包篩選切片模組資訊連接，該串流模組供以接收前述經篩選、裁切後之封包，並將之串流化；一接收模組，與該串流模組資訊連接，該接收模組供以接收篩選後的串流編碼信令，並將前述篩選後的串流編碼信令裁切為複數訊息；一開源處理平台，與該接收模組資訊連接，該開源處理平台供以接收複數訊息，並解碼該些訊息，將該些訊息進行正規化，以將有相同意義的資料歸屬於同個欄位；一集群計算平台，與前述開源處理平台資訊連接，該集群計算平台供以接收經該開源處理平台解碼後並正規化之訊息，並篩選該些訊息中的TAU信令(trackin area update)，並將篩選出的TAU信令另存為一個新的標題(topic)，回存至該開源處理平台，操作者可透過TAU信令得出用戶位置發生的變化。
如申請專利範圍第1項所述之室內區域人流定位系統，其中，經正規化後的欄位可包含IMSI、UEID及MSID三個欄位。
如申請專利範圍第1項所述之室內區域人流定位系統，其中，經正規化後的欄位可包含MME事件中的eci欄位與SGSN事件中的location欄位，並可透過前述二該欄位的資料形成基站編號(gcid)。
如申請專利範圍第1項所述之室內區域人流定位系統，其中，經正規化後的欄位可包含MS_ADDRESS、PDP_INFO、PDN_INFO及PDNS四種欄位。
如申請專利範圍第1項所述之室內區域人流定位系統，其中，另包括一資料庫，與該集群計算平台資訊連接，該資料庫供以儲存經該開源處理平台解碼後並正規化之訊息。
一種室內區域人流定位系統之使用方法，包括：接收訊號步驟，透過家用基站接收用戶端設備(User Equipment)發送之訊號，以使移動性管理實體(MME)或服務通用封包無線服務支持節點(SGSN)獲得用戶端設備(User Equipment) 之訊號；篩選切片步驟，將接收到之訊號的封包進行裁切、篩選，以獲得目標核心網路信令；串流步驟，將前述取得之目標核心網路信令串流化，以形成串流編碼信令；裁切步驟，將前述串流編碼信令裁切成複數個訊息；正規化步驟，將該些訊息解碼，並統一轉換為標準格式，並藉以形成複數個欄位，將有相同意義的資料歸於同個欄位內；擇取步驟，篩選出TAU信令(trackin area update)、及客戶之IMSI、UEID、MSID、 MME事件中的eci欄位與SGSN事件中的location及MS_ADDRESS、PDP_INFO、PDN_INFO及PDNS等資訊以得出用戶端設備(User Equipment)之使用者的位置及移動狀態、及與位置綁定之對應時間。
如申請專利範圍第7項所述之室內區域人流定位系統之使用方法，其中，於該擇取步驟後，另包括：一去識別化步驟，刪除關於個人化的資訊，以使統計的資料去識別化。