DE10307592A1 - Method for localizing a mobile communication terminal - Google Patents

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Silko Dipl.-Ing. Klöppel
Carsten Dipl.-Phys. Simon
Bert-Uwe Dr. Köhler
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    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—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
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines mobilen Kommunikationsendgerätes in einem Mobilfunknetz, bestehend aus einer Mehrzahl von Zellen mit zugehörigen, jeweils an einem festen Standort befindlichen Basisstationen, bei dem durch das mobile Kommunikationsendgerät in Bezug auf eine Basisstation und auf mindestens eine davon benachbarte Basisstation jeweils eine bei Übertragung einer Nachricht zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät und der jeweiligen Basisstation auftretende Zeitverzögerung, ein sogenannter TA-Wert, gemessen wird und durch das mobile Kommunikationsendgerät mittels der jeweiligen Zeitverzögerungen bzw. der TA-Werte in Bezug auf die entsprechenden Basisstationen und deren jeweiligen entsprechenden Standorte das mobile Kommunikationsendgerät lokalisiert wird.The present invention relates to a method for locating a mobile communication terminal in a mobile radio network, comprising a plurality of cells with associated base stations, each located at a fixed location, in which the mobile communication terminal relates to a base station and to at least one base station adjacent to it In each case, a time delay occurring when a message is transmitted between the mobile communication terminal and the respective base station, a so-called TA value, is measured and by the mobile communication terminal using the respective time delays or the TA values in relation to the corresponding base stations and their respective corresponding ones Locations the mobile communication terminal is located.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung eines mobilen Kommunikationsendgerätes, das heißt zur Ermittlung des Ortes, an welchem sich ein mobiles Kommunikationsendgerät innerhalb eines Mobilfunknetzes befindet. Bislang sind mehrere Lokalisierungsverfahren bekannt. Eine sehr genaue Methode ist eine Lokalisierung eines mobilen Kommunikationsendgerätes auf Basis von GPS oder A-GPS. (A-)GPS steht dabei für (Assisted) Global Positioning System; es handelt sich um ein satellitengestütztes Navigationssystem, bei dem kodierte Satellitensignale vom Empfänger am Boden ausgewertet werden. Auf Basis von GPS oder A-GPS kann eine Genauigkeit bis auf 1m erreicht werden. Methoden, die auf GPS oder A-GPS basieren benötigen allerdings eine zusätzliche Hardware, wie beispielweise einen GPS-Empfänger, zumindest in dem mobilen Kommunikationsendgerät, was diese Methoden sehr teuer werden lässt, einen höheren Stromverbrauch bedingt und im Allgemeinen eine zusätzliche Antenne erforderlich macht. Ein weiteres sehr genaues Verfahren ist bekannt unter der Bezeichnung EOTD (Enhanced Observed Time Difference). Hier werden Genauigkeiten von bis zu 30m erreicht. Dieses Verfahren beruht auf einer Lokalisierung des mobilen Kommunikationsendgerätes durch das Mobilfunknetz unter aktiver Beteiligung von Netzkomponenten, wobei die eigentliche Messung vom Endgerät durchgeführt wird und speziell dafür eingerichtete Mobilfunk-Netzelemente aus diesen Messungen die geographische Position des Endgerätes bestimmen. Dies erfordert ebenfalls erhebliche zusätzliche Investitionen in die Netzwerktechnik und eine entsprechende EOTD-Software in dem mobilen Kommunikationsendgerät.The present invention relates to a method for locating a mobile communication terminal, the is called to determine the location at which a mobile communication terminal is located of a cellular network. So far there are several localization methods known. A very accurate method is to locate a mobile communication terminal based on GPS or A-GPS. (A-) GPS stands for (Assisted) Global Positioning system; it is a satellite-based navigation system, in which coded satellite signals are evaluated by the receiver on the ground. Based on GPS or A-GPS, an accuracy of up to 1m can be achieved become. However, methods based on GPS or A-GPS require an additional Hardware, such as a GPS receiver, at least in the mobile Communication terminal, which makes these methods very expensive, higher power consumption conditional and in general an additional antenna is required makes. Another very precise method is known under the Designation EOTD (Enhanced Observed Time Difference). Be here Accuracies of up to 30m achieved. This process is based on a localization of the mobile communication terminal the mobile network with the active participation of network components, whereby the actual measurement is carried out by the terminal and specially designed mobile network elements determine the geographical position of the terminal from these measurements. This also requires significant additional investment in the Network technology and a corresponding EOTD software in the mobile Communication terminal.

Ferner sind auch netzwerkgestützte Methoden bekannt, die auf einer Messung einer bei einer Übertragung einer Nachricht zwischen einem mobilen Kommunikationsendgerät und einer Basisstation auftretenden Zeitverzögerung aufgrund der Signallaufzeit beruhen. Diese auftretende Zeitverzögerung wird als Timing Advance-(TA-)Wert bezeichnet und erlaubt die Bestimmung der Entfernung zur aussendenden Basisstation. Eine Information über die Richtung zur Basisstation ist damit nicht verbunden, so dass mehrere Basisstationen benötigt werden, um die Position eindeutig zu bestimmen.Network-based methods are also available known based on a measurement of a transmission of a message occurring between a mobile communication terminal and a base station Time Delay based on the signal delay. This time delay will occur referred to as the timing advance (TA) value and allows the determination the distance to the sending base station. Information about the Direction to the base station is not connected, so several Base stations needed to clearly determine the position.

Des Weiteren sind auch Verfahren bekannt, bei welchen sich das mobile Kommunikationsendgerät mittels Bestimmung einer sogenannten Cell-ID, sowie eventuell zusätzlich mittels einer Empfangsfeldstärke, mit welcher das mobile Kommunikationsendgerät Signale der Basisstation empfangen kann – man spricht dabei von einem sogenannten RX-Level – und dem oben bereits erwähnten TA-Wert selbst ortet. Bei der Cell-ID handelt es sich um eine Identifikation bzw. Kennung der Zelle, in welcher sich das mobile Kommunikationsendgerät innerhalb eines Mobilfunknetzes befindet. Bei diesen bekannten Verfahren werden jedoch nur die Cell-ID und der TA-Wert der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Basisstation verwendet. Somit kann auch nur die Entfernung des mobilen Kommunikationsendgerät zu der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Basisstation bestimmt werden. Die geographische Position der Basisstation kann dabei aus der Cell-ID bestimmt werden, sofern die entsprechenden Angaben des Netzbetreibers vorliegen. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung des mobilen Kommunikationsendgerätes hängt nun stark von der Größe der Zelle ab, in welcher sich das mobile Kommunikationsendgerät gerade befindet. In ländlichen Gebieten können dabei ohne Weiteres Abweichungen von 10km oder mehr auftre ten. Die Empfangsfeldstärke, das heißt der RX-Level, ist kein sehr zuverlässiges Maß, da die Empfangsfeldstärke sehr stark von den Empfangsbedingungen, Abschattungseffekten und Richtwirkung der Antennen der Basisstationen beeinflusst wird.There are also procedures known in which the mobile communication terminal by means of Determination of a so-called cell ID, and possibly also by means of a reception field strength, with which the mobile communication terminal signals the base station can receive - one speaks of a so-called RX level - and the TA value mentioned above locates itself. The Cell-ID is an identification or identifier of the cell in which the mobile communication terminal is located of a cellular network. In these known methods however, only the cell ID and the TA value of the mobile communication terminal currently operating base station used. So only the distance can of the mobile communication terminal to the base station currently operating the mobile communication terminal be determined. The geographic position of the base station can be determined from the Cell-ID, provided that the corresponding Information from the network operator is available. The accuracy of the position determination of the mobile communication terminal hangs now greatly the size of the cell in which the mobile communication terminal is currently located. In rural areas can deviations of 10 km or more occur without any problems Receive field strength, this means the RX level, is not a very reliable measure because the reception field strength is very strong on reception conditions, shadowing effects and directivity the antennas of the base stations is influenced.

Es war nun eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereit zu stellen, mit dessen Hilfe es möglich ist, ein mobiles Kommunikationsendgerät schnell, einfach und möglichst präzise innerhalb eines Mobilfunknetzes lokalisieren zu können.It was an object of the present invention to provide a process by means of which it is possible a mobile communication terminal fast, easy and as possible precise to be able to localize within a mobile network.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den entsprechenden Unteransprüchen angeführt.This task is solved by an inventive method according to claim 1. Further preferred embodiments of the method according to the invention are set out in the corresponding subclaims.

Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Lokalisierung eines mobilen Kommunikationsendgerätes in einem Mobilfunknetz, bestehend aus einer Mehrzahl von Zellen mit zugehörigen, jeweils an einem festen Standort befindlichen Basisstationen bereit gestellt, bei dem durch das mobile Kommunikationsendgerät in Bezug auf eine Basisstation und auf mindestens eine davon benachbarte Basisstation jeweils eine bei Übertragung einer Nachricht zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät und der jeweiligen Basisstation auftretende Zeitverzögerung, ein sogenannter TA-Wert gemessen wird und durch das mobile Kommunikationsendgerät mittels der jeweiligen Zeitverzögerungen bzw. der TA-Werte in Bezug auf die entsprechenden Basisstationen und deren jeweiligen entsprechenden Standorte das mobile Kommunikationsendgerät lokalisiert wird.According to claim 1 is a method for the localization of a mobile communication terminal in one Mobile network, consisting of a plurality of cells with associated, each provided base stations at a fixed location, in which by the mobile communication terminal with respect to a base station and one each on at least one neighboring base station on transmission a message between the mobile communication terminal and the time delay occurring in each base station, a so-called TA value is measured and by means of the mobile communication terminal of the respective time delays or the TA values in relation to the corresponding base stations and their respective corresponding locations the mobile communication terminal is localized becomes.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das mobile Kommunikationsendgerät in dem Mo bilfunknetz registriert. Ferner wird vorzugsweise durch das mobile Kommunikationsendgerät in Bezug auf eine das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienende Basisstation und auf mindestens eine davon benachbarte Basisstation jeweils eine bei Übertragung einer Nachricht zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät und der jeweiligen Basisstation auftretende Zeitverzögerung, ein sogenannter TA-Wert gemessen.In a preferred embodiment of the method according to the invention the mobile communication terminal is registered in the mobile radio network. Furthermore, is preferably related by the mobile communication terminal to a base station currently operating the mobile communication terminal and one each on at least one neighboring base station on transmission a message between the mobile communication terminal and the time delay occurring in each base station, a so-called TA value measured.

Das Besondere und das Vorteilhafte an dem Verfahren ist, dass der TA-Wert nicht nur in der aktuellen Zelle bzw. in der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Zelle gemessen bzw. bestimmt wird, sondern auch in zu der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Zelle benachbarten Zellen. Dazu werden von dem mobilen Kommunikationsendgerät vorteilhafterweise GSM-Standard-Prozeduren verwendet, die sonst zur Anforderung eines Übertragungskanals, wie beispielweise für Sprach-, Daten- oder GPRS-Datenverbindungen ohnehin benutzt werden und daher von jedem Mobilfunknetz unterstützt werden. Die entsprechenden Verfahren sind beispielsweise in der GSM-Spezifikation 04.18, Kap. 3.3.1 und 3.5.2 sowie in der GSM-Spezifikation 04.60, Kap. 7.1 dargelegt. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt daher keine neue, spezifische Unterstützung durch das Mobilfunknetz.The special and the advantageous of the process is that the TA value is not only in the current Cell or in which the mobile communication terminal currently serving cell is measured or determined, but also in too the neighboring cell currently operating the mobile communication terminal Cells. For this purpose, the mobile communication terminal advantageously uses GSM standard procedures used that otherwise to request a transmission channel, such as for voice, Data or GPRS data connections are used anyway and therefore supported by any cellular network become. The corresponding methods are, for example, in the GSM specification 04.18, chap. 3.3.1 and 3.5.2 as well as in the GSM specification 04.60, Cape. 7.1 outlined. The method according to the invention therefore requires no new, specific support through the cellular network.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden bekannte GSM-Spezifikationen, wie beispielsweise GSM 04.18 Vers. 8.13.0, Rel. 1999, GSM 04.60 Vers. 8.16.0, Rel. 1999, GSM 05.02 Vers. 8.10.0, Rel. 1999, GSM 24.008 Vers. 3.14.0, Rel. 1999 verwendet.Within the scope of the present invention well-known GSM specifications, such as GSM 04.18 Vers. 8.13.0, Rel. 1999, GSM 04.60 Vers. 8.16.0, Rel. 1999, GSM 05.02 Vers. 8.10.0, Rel. 1999, GSM 24.008 Vers. 3.14.0, Rel. 1999 used.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sendet das mobile Kommunikationsendgerät eine Anforderungsnachricht für einen Kommunikationskanal an eine der zu der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Basisstation benachbarten Basisstation und liest die Zeitverzögerung aus einer auf die Anforderungsnachricht folgenden Nachricht seitens der jeweiligen Basisstation aus.In a preferred embodiment of the method according to the invention the mobile communication terminal sends a request message for one Communication channel to one of which the mobile communication terminal is currently up to serving base station neighboring base station and reads the Time Delay from a message following the request message the respective base station.

Dabei synchronisiert sich das mobile Kommunikationsendgerät zunächst vorzugsweise auf einen BCCH-Träger der benachbarten Basisstation auf, indem die auf diesem Kanal ausgesandten Synchronisationssignale und -informationen gelesen werden. Daraufhin liest das mobile Kommunikationsendgerät von der benachbarten Basisstation eine Nachricht, eine sogenannte System Information oder eine Packet System Information, beispielsweise die System Information 3 gemäß der GSM-Spezifikation 4.18, Kap. 9.1.35 und 10.5.2.34, die für das Messverfahren notwendige Informationen sowie die benachbarte Basisstation identifizierenden Informationen enthält. Dies sind unter anderem eine sogenannte Cell-ID, was einer Art Kennung der Zelle der jeweiligen Basisstation entspricht, einen sogenannten Location Area Identifier (LAI), welcher eine Aussage über eine Gruppe von Zellen identifiziert, sowie Parameter, die den Zugriff auf die jeweilige Zelle regeln, wie beispielsweise eine sogenannte Control Channel Description, einen sogenannten Cell Selection Parameter und ein RACH (Random Access Channel) Control Parameter. Anschließend sendet das mobile Kommunikationsendgerät eine Anforderungsnachricht für einen Kommunikationskanal, einen sogenannten Channel Request oder Packet Channel Request an die benachbarte Basisstation. Die Anforderungsnachricht wird dabei über einen sogenannten Random Access Channel, RACH, gemäß GSM-Spezifikation 05.02, Kap. 3.3.3.1, oder einen sogenannten Packet Random Access Channel, PRACH, gemäß GSM-Spezifikation 05.02 Kap. 3.3.3.2.1, gesendet. Das mobile Kommunikationsendgerät erhält daraufhin eine Rückmeldung, eine sogenannte Im mediate Assignment Antwort oder Packet Uplink Assignment Antwort, in der der in Bezug auf die benachbarte Basisstation zu ermittelnde TA-Wert enthalten ist. Den TA-Wert hat die Basisstation ermittelt, das heißt, dass die eigentliche Messung des TA-Wertes indirekt, nämlich über die entsprechende Basisstation erfolgt. Der dem mobilen Kommunikationsendgerät zugewiesene Kanal wird von dem mobilen Kommunikationsendgerät nicht aktiviert. Seitens der Basisstation wird die Reservierung der zugewiesenen Ressource nach kurzer Zeit durch den Ablauf eines gesetzten Timers, beispielsweise des Timers T3101 gemäß GSM-Spezifikation 04.18 Kap. 11.1.2, wieder aufgehoben. Damit ist die Messung für eine Basisstation bzw. für eine entsprechende Zelle abgeschlossen. Das mobile Kommunikationsendgerät führt nun erfindungsgemäß sukzessive eine derartige Messung in Bezug auf mehrere Basisstationen durch. Dabei werden die das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienende Basisstation sowie vorzugsweise mindestens zwei davon benachbarte Basisstationen berücksichtigt. Vorzugsweise wird die Messung zuletzt in Bezug auf die das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienende Basisstation durchgeführt, da dann das mobile Kommunikationsendgerät gleich wieder funktions- bzw. einsatzbereit ist.The mobile syncs communication terminal first preferably on a BCCH carrier the neighboring base station by sending out on this channel Synchronization signals and information can be read. thereupon reads the mobile communication terminal from the neighboring base station a message, a so-called system information or a packet System information, for example system information 3 in accordance with GSM specification 4.18, Cape. 9.1.35 and 10.5.2.34, which for the measurement procedure necessary information as well as the neighboring Base station contains identifying information. This are a so-called cell ID, which is a kind of identifier corresponds to the cell of the respective base station, a so-called Location Area Identifier (LAI), which is a statement about a Group of cells identified, as well as parameters that access regulate to the respective cell, such as a so-called Control Channel Description, a so-called cell selection parameter and a RACH (Random Access Channel) control parameter. Then sends the mobile communication terminal a request message for a communication channel, a so-called channel request or Packet Channel Request to the neighboring base station. The request message is about a so-called random access channel, RACH, according to GSM specification 05.02, Cape. 3.3.3.1, or a so-called packet random access channel, PRACH, according to the GSM specification 05.02 chap. 3.3.3.2.1. The mobile communication terminal then receives feedback, a so-called Im mediate assignment response or packet uplink Assignment response in which the related to the neighboring base station TA value to be determined is included. The base station has the TA value determined, that is, that the actual measurement of the TA value indirectly, namely via the corresponding base station takes place. The one assigned to the mobile communication terminal Channel is not activated by the mobile communication terminal. by the reservation of the assigned resource follows the base station a short time through the expiration of a set timer, for example of the timer T3101 according to GSM specification 04.18 chap. 11.1.2, canceled. The measurement for a base station or for one corresponding cell completed. The mobile communication terminal now leads according to the invention successively such a measurement with respect to several base stations. The base station currently operating the mobile communication terminal becomes and preferably at least two base stations adjacent to it considered. The measurement is preferably last in relation to the mobile communication terminal currently operating base station carried out, because then the mobile communication terminal immediately is operational or ready for use.

Vorzugsweise werden die TA-Werte von mehr als drei Basisstationen gemessen. Es empfiehlt sich generell, soviel Zellen bzw. Basisstationen wie möglich in das Verfahren mit einzubeziehen. Zum einen kann damit, insbesondere auch bei ungünstiger geometrischer Anordnung einiger Basisstationen, die Genauigkeit der Lokalisierung bzw. der Ortung des mobilen Kommunikationsendgerätes erhöht werden. Zum anderen können dabei fehlerhafte Messwerte erkannt und ausgeschlossen werden. Derartige fehlerhafte Messungen entstehen beispielsweise durch eine Mehrwegeausbreitung, bei denen die Signale zwischen End gerät und einer oder mehreren Basisstationen reflektiert werden und die Signallaufzeit daher größer ist als es die geometrischen Verhältnisse erwarten ließen. Nachteilig hierbei ist es allerdings, dass das Verfahren dann zeitaufwendiger ist, da mehr Zellen einbezogen werden und das mobile Kommunikationsendgerät die oben beschriebene Vorgehensweise zur Ermittlung des TA-Wertes in Bezug auf jede Zelle bzw. Basisstation mit mehreren Zellen durchführen muss.Preferably the TA values measured by more than three base stations. It is generally recommended as many cells or base stations as possible in the process included. On the one hand, it can be used, particularly in the case of an unfavorable geometric Arrangement of some base stations, the accuracy of the localization or the location of the mobile communication terminal can be increased. On the other hand, you can incorrect measurement values are recognized and excluded. such incorrect measurements are caused, for example, by multipath propagation, where the signals are between the end device and one or more base stations are reflected and the signal delay is therefore longer than the geometric conditions expect left. The disadvantage here, however, is that the method is then more time-consuming is because more cells are involved and the mobile communication terminal the above described procedure for determining the TA value in relation on every cell or base station with several cells.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das mobile Kommunikationsendgerät mittels einer Triangulations-Berechnung lokalisiert. Für eine Triangulations-Berechnung zur Lokalisierung des mobilen Kommunikationsendgerätes werden die TA-Werte von mindestens drei Basisstationen benötigt.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention, the mobile communication terminal is localized using a triangulation calculation. For a trian gulations calculation to localize the mobile communication terminal, the TA values of at least three base stations are required.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verfahren durchgeführt, während das mobile Kommunikationsendgerät in einem sogenannten „Idle, normal service, updated"-Zustand gemäß GSM-Spezifikation GSM 24.008 Kap. 4.1.2 oder – für GPRS-fähige Kommunikationsendgeräte – in einem „Registered, normal Service, updated"-Zustand gemäß GSM-Spezifikation 24.008 Kap. 4.1.3 ist. Die entsprechenden Radio-Resource-Zustände sind „idle mode" oder „packet idle mode" gemäß GSM-Spezifikation 04.18 Kap. 3.1.2.1 oder 3.1.2.6 bzw. „packet idle mode" gemäß GSM-Spezifikation 04.60 Kap. 5.3. Das bedeutet, dass das mobile Kommunikationsendgerät in einem Mobilfunknetz registriert, aber nicht aktiv ist. In diesem Zustand ist beispielsweise kein Anruf bzw. „call" bzw. keine GPRS-Datenübertragung aktiv. In diesem Zustand werden ebenfalls regelmäßig Messungen des mobilen Kommunikationsendgerätes, beispielsweise Messungen der relativen Feldstärke benachbarter Basisstationen zur Bestimmung der nächsten bzw. stärksten Basisstation durchgeführt. Für die Dauer der TA-Messungen werden diese Messungen dann unterbrochen bzw. nicht durchgeführt. Dies ist allerdings nicht von Nachteil, da ein Großteil der durch diese Messungen erhältlichen Parameter auch bei der eingangs beschriebenen Bestimmung des TA-Wertes quasi als Nebenprodukt abfallen.In a particularly preferred embodiment of the method according to the invention the procedure is carried out while the mobile communication terminal in a so-called "idle, normal service, updated "state according to the GSM specification GSM 24.008 chap. 4.1.2 or - for GPRS-capable communication terminals - in a "Registered, normal service, updated "state according to GSM specification 24.008 chap. 4.1.3 is. The corresponding radio resource states are "idle mode" or "packet idle mode "according to GSM specification 04.18 chap. 3.1.2.1 or 3.1.2.6 or "packet idle mode" according to the GSM specification 04.60 chap. 5.3. This means that the mobile communication terminal in one Mobile network registered but not active. In this condition is for example no call or "call" or no GPRS data transmission active. In this state, measurements of the mobile communication terminal are also made regularly, for example Relative field strength measurements neighboring base stations to determine the next or strongest base station. For the duration of the TA measurements, these measurements are then interrupted or not carried out. This is not a disadvantage, however, since much of this is due to these measurements available Parameters also when determining the TA value described at the beginning fall off as a by-product.

Besonders vorteilhaft ist es anzusehen, dass durch die Messung von TA-Werten auch von zu der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Basisstation benachbarten Basisstationen und die Einbeziehung von deren Standortkoordinaten die Selbstortung des mobilen Kommunikationsendgerätes wesentlich genauer vorgenommen werden als es bei den bisher bekannten Verfahren unter Einbeziehung des TA-Wertes der Fall war. Die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit dieser Lokalisierung bzw. Positionsbestimmung hängt auch von der geographischen Anordnung der Basisstationen ab. Vorzugsweise ist eine Genauigkeit von 200 bis 300m erreichbar.It is particularly advantageous to look at that by measuring TA values from which to the mobile communication terminal base station currently serving and neighboring base stations the inclusion of their location coordinates the self-location of the mobile communication terminal be made much more accurately than with the previously known Procedure including the TA value was the case. The precision and reliability This localization or position determination also depends on the geographical Arrangement of the base stations. An accuracy is preferred accessible from 200 to 300m.

Gleichzeitig ist das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich billiger und einfacher zu realisieren als andere Verfahren. Hier zu nennen ist beispielsweise das eingangs erwähnte EOTD- oder das GPS-Verfahren. Dies liegt darin begründet, dass keine zusätzliche Hardware oder sonstige Investitionen in die Netzwerktechnik erforderlich ist. Die Messwerte bzw. die TA-Werte können auf Applikationsebene und damit unabhängig von der Netzwerktechnik verarbeitet und für Location Based Services zur Verfügung gestellt werden. Dadurch können Nutzer eines Kommunikationsendgerätes oder Applikationen mit einem Kommunikationsendgerät, das die hier beschriebenen Verfahren implementiert, sofort „Location Based Services" nutzen, ohne dass der Netzbetreiber zeit- und kostenaufwendige Aufrüstungsmaßnahmen seines Mobilfunknetzes durchführen muss.At the same time, the method according to the invention much cheaper and easier to implement than other methods. The EOTD or GPS method mentioned at the beginning is to be mentioned here, for example. This is because that no additional Hardware or other investments in network technology required is. The measured values or the TA values can at the application level and therefore independent of the network technology processed and for Location based services available be put. This allows Users of a communication terminal or applications with one Communication terminal, that implements the procedures described here, immediately “Location Based Services " without the network operator needing time-consuming and costly upgrade measures carry out its cellular network got to.

Ferner ist zu erwähnen, dass das erfindungsgemäße Verfahren aktuell bestimmte Werte für die Lokalisierung bzw. die TA-Werte verwendet, während herkömmliche Verfahren üblicherweise einen TA-Wert benutzen, der beim letzten, eventuell bereits länger zurückliegenden Verbindungsaufbau zur Basisstation als „Nebenprodukt" einer sowieso erforderlichen Signalisierung ermittelt wurde und bei sich bewegenden bzw. mobilen Kommunikationsendgeräten eventuell gar nicht mehr aktuell ist.It should also be mentioned that the method according to the invention currently determined values for the localization or the TA values used while conventional Procedure usually use a TA value that was last, possibly longer Establishing a connection to the base station as a "by-product" of an anyway required Signaling was determined and for moving or mobile Communication terminals possibly is no longer up to date.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sollen anhand der folgenden Figur näher erläutert werden. Es zeigtFurther advantages of the method according to the invention are to be explained in more detail with reference to the following figure. It shows

1 Schematische Darstellung eines Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. 1 Schematic representation of a sequence of an embodiment of the method according to the invention.

In 1 ist ein Ablauf einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens skizziert. Dargestellt ist eine Lokalisierung eines mobilen Kommunikationsendgerätes mittels einer Triangulations-Berechnung. Ein mobiles Kommunikationsendgerät MS befindet sich in einem Mobilfunknetz, das aus einer Anzahl von Zellen besteht. Jede dieser Zellen weist eine ihr zugeordnete Basisstation BS auf. Hier dargestellt sind 3 verschiedene Basisstationen BS1, BS2 und BS3. Im vorliegenden Fall ist beispielsweise die BS1 die das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienende Basisstation. Die Basisstationen BS2 und BS3 sind davon benachbarte Basisstationen. Das mobile Kommunikationsendgerät MS synchronisiert sich beispielsweise zunächst auf einen BCCH-Träger (Broadcast Control Channel) der Basisstation BS2 auf. Anschließend sendet das mobile Kommunikationsendgerät MS auf dem sogenannten BACH/PRACH der Basisstation BS2 eine Anforderungsnachricht, einen sogenannten Channel Request oder Packet Channel Request. Daraufhin erhält das MS eine Rückmeldung seitens der Basisstation BS2, eine sogenannte Immediate Assignment Antwort oder Packet Uplink Assignment Antwort. Mit dieser Nachricht wird der MS von der Basisstation BS2 ein Kanal zugeordnet. Gleichzeitig wird mit dieser Nachricht auch der TA-Wert in Bezug auf die Basisstation BS2 übermittelt, das heißt die auftretende Verzögerungszeit für eine Nachricht, die zwischen der MS und der Basisstation BS2 gesendet wird. Der zugewiesene Kanal wird von der MS nicht aktiviert und nach Ablauf einer bestimmten Zeit wird die Reservierung der zugewiesenen Ressource wieder aufgehoben. Damit ist die Messung der MS in Bezug auf die Basisstation BS2 beendet. Die gleiche Messung wird sodann von der MS nochmals in Bezug auf die Basisstation BS3 und BS1 durchgeführt. Bevorzugt wird die Messung in Bezug auf die Basisstation BS1 zuletzt durchgeführt, da dann nach Abschluss der Messungen die MS sogleich wieder in ihrem funktionsfähigen Zustand ist, da die Basisstation BS1 die für die MS aktuell zuständige Basisstation ist. Jede Basisstation wird, wie angedeutet, von Kreisen umgeben, die jeweils einer bestimmten Entfernung von der Basisstation entsprechen. Von einem bestimmten TA-Wert lässt sich nun rückschließen, in welchem Kreis die MS in Bezug auf die jeweilige Basisstation liegen muss. Der innerste Kreis wird jeweils als der nullte Kreis bezeichnet, der nächstfolgende als der erste Kreis und so fortfolgend. Wie in 1 dargestellt befindet sich nun die MS in Bezug auf die Basisstationen BS1 und BS3 in dem jeweiligen ersten Kreis, welcher einem bestimmten Entfernungsintervall d1 entspricht. Das Entfernungsintervall d1 kann beispielsweise 550-1100m entsprechen. In Bezug auf die Basisstation BS2 befindet sich die MS im zweiten Kreis, welcher einem Entfernungsintervall d2 entspricht. Dies kann bei spielsweise 1100-1650m umfassen. Durch diese Kreise lässt sich die MS relativ genau „einkreisen", so dass die MS aus diesen drei Angaben recht genau ihre Position berechnen kann.In 1 a sequence of an embodiment of a method according to the invention is outlined. A localization of a mobile communication terminal is shown by means of a triangulation calculation. A mobile communication terminal MS is located in a mobile radio network that consists of a number of cells. Each of these cells has a base station BS assigned to it. 3 different base stations BS1, BS2 and BS3 are shown here. In the present case, for example, the BS1 is the base station currently operating the mobile communication terminal. The base stations BS2 and BS3 are neighboring base stations. The mobile communication terminal MS first synchronizes, for example, on a BCCH carrier (Broadcast Control Channel) of the base station BS2. The mobile communication terminal MS then sends a so-called channel request or packet channel request on the so-called BACH / PRACH of the base station BS2. The MS then receives feedback from the base station BS2, a so-called immediate assignment response or packet uplink assignment response. With this message, the MS is assigned a channel by the base station BS2. At the same time, the TA value with respect to the base station BS2 is also transmitted with this message, that is to say the delay time which occurs for a message which is sent between the MS and the base station BS2. The assigned channel is not activated by the MS and after a certain time the reservation of the assigned resource is canceled. This concludes the measurement of the MS in relation to the base station BS2. The same measurement is then carried out by the MS again in relation to the base stations BS3 and BS1. The measurement with respect to the base station BS1 is preferably carried out last, since the MS is then immediately back in its functional state after the measurements have been completed, since the base station BS1 is currently the base station responsible for the MS. As indicated, each base station is surrounded by circles, each of which corresponds to a certain distance from the base station. A certain TA value can now be used to determine the circle in which the MS must be in relation to the respective base station. The innermost circle is referred to as the zero circle, the next circle as the first circle and so on. As in 1 shown, the MS is now in relation to the base stations BS1 and BS3 in the respective first circle, which corresponds to a specific distance interval d1. The distance interval d1 can, for example, correspond to 550-1100m. With regard to the base station BS2, the MS is in the second circle, which corresponds to a distance interval d2. This can include 1100-1650m for example. These circles allow the MS to be "circled" relatively precisely, so that the MS can use these three items of information to calculate its position very precisely.

Claims (8)

Verfahren zur Lokalisierung eines mobilen Kommunikationsendgerätes (MS) in einem Mobilfunknetz, bestehend aus einer Mehrzahl von Zellen mit zugehörigen, jeweils an einem festen Standort befindlichen Basisstationen (BS1, BS2, BS3), bei dem – durch das mobile Kommunikationsendgerät (MS) in Bezug auf eine Basisstation und auf mindestens eine davon benachbarte Basisstation jeweils eine bei Übertragung einer Nachricht zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät (MS) und der jeweiligen Basisstation (BS1, BS2, BS3) auftretende Zeitverzögerung, ein sogenannter TA-Wert gemessen wird, – durch das mobile Kommunikationsendgerät (MS) mittels der jeweiligen Zeitverzögerungen bzw. der TA-Werte in Bezug auf die entsprechenden Basisstationen (BS1, BS2, BS3) und deren jeweiligen entsprechenden Standorte das mobile Kommunikationsendgerät (MS) lokalisiert wird.Method for localizing a mobile communication terminal (MS) in a mobile radio network consisting of a plurality of cells associated, base stations (BS1, BS2, BS3), where - by the mobile communication terminal (MS) with respect to a base station and at least one of them neighboring base station one each when transmitting a message between the mobile communication terminal (MS) and the respective base station (BS1, BS2, BS3) occurring time delay, a so-called TA value is measured, - by the mobile communication terminal (MS) by means of the respective time delays or the TA values in relation to the corresponding base stations (BS1, BS2, BS3) and the mobile communication terminal (MS) localizes their respective corresponding locations becomes. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Kommunikationsendgerät (MS) in dem Mobilfunknetz registriert ist und durch das mobile Kommunikationsendgerät (MS) in Bezug auf eine das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienende Basisstation (BS1) und auf mindestens eine davon benachbarte Basisstation (BS2, BS3) jeweils eine bei Übertragung einer Nachricht zwischen dem mobilen Kommunikationsendgerät (MS) und der jeweiligen Basisstation (BS1, BS2, BS3) auftretende Zeitverzögerung, ein sogenannter TA-Wert gemessen wird.A method according to claim 1, characterized in that the mobile communication terminal (MS) in the cellular network is registered and in by the mobile communication terminal (MS) Reference to a base station currently operating the mobile communication terminal (BS1) and at least one base station (BS2, BS3) one each for transmission a message between the mobile communication terminal (MS) and the respective base station (BS1, BS2, BS3) occurring time delay, a so-called TA value is measured. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Kommunikationsendgerät (MS) eine Anforderungsnachricht für einen Kommunikationskanal an eine zu der das mobile Kommunikationsendgerät aktuell bedienenden Basisstation sendet und die Zeitverzögerung aus einer auf die Anforderungsnachricht folgenden Nachricht seitens der jeweiligen Basisstation ausliest.A method according to claim 2, characterized in that the mobile communication terminal (MS) has a request message for one Communication channel to which the mobile communication terminal is currently up to serving base station sends and the time delay from on to the request message reads the following message from the respective base station. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Kommunikationsendgerät mittels einer Triangulations-Berechnung lokalisiert wird.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that that the mobile communication terminal by means of a triangulation calculation is localized. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die TA-Werte von mehr als einer Basisstationen gemessen werden.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized that the TA values of more than one base stations be measured. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, während das mobile Kommunikationsendgerät im sogenannten „Idle, normal service, updated"-Zustand oder „Registered, normal Service, updated"-Zustand ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the method is carried out while the mobile communication terminal in the so-called "idle, normal service, updated "state or "Registered, normal service, updated "state is. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren durchgeführt wird, während das mobile Kommunikationsendgerät im sogenannten „idle mode" oder „packet idle mode" ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the method is carried out while the mobile communication terminal in the so-called "idle mode" or "packet idle mode ". Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das mobile Kommunikationsendgerät in Bezug auf eine benachbarte Basisstation der jeweilige TA-Wert wie folgt ermittelt wird: – das mobile Kommunikationsendgerät synchronisiert sich auf eine benachbarte Basisstation auf, – das mobile Kommunikationsendgerät empfängt daraufhin eine Nachricht von der benachbarten Basisstation, die für das Messverfahren relevante und die benachbarte Basisstation identifizierende Informationen enthält, – das mobile Kommunikationsendgerät sendet eine Anforderungsnachricht für einen Kommunikationskanal an die benachbarte Basisstation, – das mobile Kommunikationsendgerät erhält daraufhin eine Rückmeldung, in der der in Bezug auf die benachbarte Basisstation zu ermittelnde TA-Wert enthalten ist.Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that by the mobile communication terminal to a neighboring base station, the respective TA value as follows is determined: - the mobile communication terminal synchronizes to an adjacent base station, - the mobile communication terminal receives then a message from the neighboring base station, the for the Measurement procedures relevant and identifying the neighboring base station Contains information - the mobile communication terminal sends a request message for a communication channel to the neighboring base station, - The mobile communication terminal then receives feedback, in which the one to be determined in relation to the neighboring base station TA value is included.
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