DE10029137A1 - Ortungs- und Meldesystem innerhalb eines zellularen Mobilfunknetzes - Google Patents

Abstract

Es wird ein Ortungs- und Meldesystem innerhalb eines zellularen Mobilfunknetzes, insbesondere des Global System for Mobile Comminication GSM beschrieben. DOLLAR A Dabei wird von einem mobilen Endgerät eine Verbindung zu einer Basisstation aufgebaut und zusätzlich werden Übergaben zu benachbarten Basisstationen erzwungen werden. Aus den geografischen Koordinaten der Basisstationen und den zum mobilen Endgerät übertragenen Parametern für einen zeitlichen Versatz Timing Advance TA der Übertragung vom mobilen Endgerät zur Basisstation werden die Koordinaten eines Flächenbereichs für den wahrscheinlichen Aufenthalt des mobilen Endgerätes bestimmt. Zur Erzwingung der Übergaben zu benachbarten Basisstationen werden nacheinander Empfangsparameter der benachbarten Basisstationen gezielt verändert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ortungs- und Meldesystem innerhalb eines zellularen Mobilfunknetzes nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Zur elektronischen Ortung von Personen oder Gegenständen ist das Global Positioning System GPS konzipiert, das auf einer satellitengestützten Ortung von Empfangsgeräten basiert und im Frequenzbereich von ca. 1,5 GHz arbeitet. Neben militäri­ schen Zwecken, für die es ursprünglich entwickelt wurde, dient es inzwischen für Navigationssysteme in zivilen Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen.

Zwar ermöglicht dieses. System eine besonders genaue Ortung, für Notrufsysteme ist es jedoch nur bedingt geeignet, da es nur bei freier Sichtverbindung zwischen dem terrestrischen Empfänger und den Satelliten einwandfrei funktioniert, wäh­ rend es in bewaldeten Gegenden, in Gebäuden oder in sonstigen umschlossenen Räumen nicht funktioniert, da die Funkstrecke zwischen Sendern und Empfängern stark gedämpft oder gar un­ terbrochen ist.

Demgegenüber ist eine Funkverbindung zwischen Sendern und Empfängern bei terrestrischen Mobilfunknetzen auch noch in Gebäuden oder geschlossenen Räumen möglich. Darüber hinaus sind auch in frequentierten unterirdischen Bereichen, wie Tunneln cder U-Bahnnetzen Basisstationen für Mobilfunk in­ stalliert.

Da das Mobilfunknetz zellular aufgebaut ist, ergibt sich be­ reits aufgrund der Zuordnung zu einzelnen Zellen eine grobe Ortungsmöglichkeit. Darüber hinaus können auch Empfangspara­ meter der empfangbaren Feststationen einer Zelle ausgewertet werden und so eine genauere Ortsbestimmung vorgenommen wer­ den.

Aus einer Veröffentlichung der DLR ist es bekannt, für die Ortung im Global System for Mobile Communication GSM den Ti­ ming Advance Parameter auszuwerten. Beim GSM-Mobilfunksystem arbeiten nämlich bis zu acht mobile Endgeräte auf derselben Frequenz und vermeiden eine Kollision dadurch, dass sie ihre Aussendungen in unterschiedlichen Zeitschlitzen vornehmen. Das Zeitschema ist dabei so eng gewählt, dass das mobile End­ gerät sein Datenpaket vor Beginn des Empfangszeitschlitzes an die Basisstation absenden muss, damit dieses dort innerhalb des Empfangsfensters eintrifft. Der Timing Advance Parameter drückt mittelbar über die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Funkwellen die Länge des Weges aus, den die mit Lichtge­ schwindigkeit abgestrahlten Funkwellen vom mobilen Endgerät zur Basisstation benötigen und sind unmittelbar ein Maß für die Zeit, um die die Aussendung vorverlegt wird, damit sie im korrekten Zeitschlitz bei der Basisstation eintrifft. Somit können die Timing Advance Parameter als Abstand des mobilen Endgerätes von der zugehörigen Basisstation ausgewertet wer­ den und damit zur Ortsbestimmung herangezogen werden, wenn die Timing Advance Parameter von mehreren Basisstationen be­ kannt sind.

Die DLR-Studie schlägt zwar vor, dass eine erzwungene Überga­ be zu weiteren Basisstationen durchgeführt wird, um deren Ti­ ming Advance Parameter zu erhalten. Wie dies in der Praxis gemacht werden soll, bleibt aber offen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ortungs- und Meldesystem zu schaffen, bei dem ausführliche Empfangsparame­ ter benachbarter Basisstationen gezielt ermittelt werden kön­ nen.

Diese Aufgabe wird bei einem Ortungs- und Meldesystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen an­ gegebenen Merkmale gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin­ dung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im normalen aktiven Betrieb zwischen einem mobilen Endgerät und einer Basisstation bleibt eine Funkverbindung zu dersel­ ben Basisstation solange erhalten, wie sie gegenüber den an­ deren Basisstationen bessere Qualitäts-Kriterien erfüllt. Erst wenn die Auswertungen der Empfangsparameter anderer Ba­ sisstationen ergeben, dass eine Funkverbindung zu einer ande­ ren Basisstation besser als zu der gegenwärtigen ist, wird eine Übergabe zu der anderen Basisstation veranlasst.

Ein ausführliches Protokoll der Sende- und Empfangsparameter erhält das mobile Endgerät immer nur von der Basisstation, zu der eine aktive Verbindung besteht. Dies ist bei normaler Nutzung des Mobilfunknetzes nur diejenige Basisstation, die die besten Qualitätskriterien für die Funkverbindung erfüllt. Die ausführlichen Sende- und Empfangsparameter der anderen empfangbaren Basisstationen bleiben dagegen unbekannt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht nun darin, die Empfangs­ parameter der Basisstationen gezielt so zu verändern, dass nicht mehr nur die Basisstation mit den besten Qualitäts- Kriterien die Funkverbindung aufrechterhält oder zu sich überleitet, sondern gezielt nacheinander andere Basisstatio­ nen ausgewählt werden, mit der zwar in Wirklichkeit nur eine schlechtere Funkverbindung hergestellt werden kann, durch Veränderung der Empfangsparameter aber Kriterien simuliert werden, nach denen eine optimale Funkverbindung hergestellt werden könnte. Dies geschieht zu dem Zweck, daß vom System eine Überleitung auf die vermeintlich besser geeignete Basis­ station veranlaßt wird, damit nach und nach die Empfangs- und Sendeparameter sämtlicher empfangbarer Basisstationen gewon­ nen werden können.

Nachdem dem Mobilfunknetz dann durch Veränderung der Emp­ fangsparameter vorgetäuscht wird, dass die Überleitung zu ei­ ner weiteren Basisstation nötig ist, wird vom System auch diese Überleitung herbeigeführt, so dass dann die entspre­ chenden Sende- und Empfangsparameter ermittelt werden können. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die Sende- und Empfangsparameter aller empfangbaren Basisstationen ermittelt sind. Daraus kann dann durch Kreuzpeilung sowie Auswertung der Feldstärken und weiterer Parameter eine genauere Ortsbe­ stimmung vorgenommen werden.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass als Empfangsparameter der benachbarten Basisstationen der Base Station Identity Code BSIC beeinflusst wird, indem nur der BSIC der Basisstation beibehalten wird, zu der die Verbindung übergeleitet werden soll, während der BSIC der übrigen empfangbaren Basisstatio­ nen zu Null gesetzt wird.

Der BSIC ist ein 6-Bit-Wert, der dazu dient, benachbarte Ba­ sisstationen mit gleicher Frequenz zu unterscheiden. Werden die BSIC-Werte alle bis auf einen verfälscht, oder eindeutig zu Null gesetzt, so dass sie keiner Basisstation zugeordnet werden können, so verbleibt nur eine Basisstation, zu der noch eine Verbindung aufgebaut werden kann. Es ist also nicht mehr nötig, noch auf andere Werte zu achten, die bei der Aus­ wahl verschiedener empfangbarer Basisstationen berücksichtigt werden können. Vielmehr bleibt nur die eine Basisstation als noch mögliche Alternative erhalten. Dadurch kann ohne weitere sonstige Vergleichsrechenoperationen gezielt die Übergabe zu der ausgewählten Basisstation vorgenommen werden.

Ferner ist vorgesehen, dass vor Aufbau einer Verbindung in einem als Idle Modus bezeichneten Zustand, in dem das mobile Endgerät keine aktive Verbindung zum Netz hat, Empfangspara­ meter der empfangbaren Basisstationen ausgewertet und zwi­ schengespeichert werden. Nach Aufbau der Verbindung, dem De­ dicated Modus, werden die im Idle Modus ermittelten Empfangs­ parameter oder deren Auswertungsergebnis für eine grobe Orts­ bestimmung vorab als Kurznachricht über den Short Message Service SMS oder in codierter Form über den Sprachkanal zu einer Notrufzentrale übermittelt. Anschließend wird die ge­ nauere Ortsbestimmung über die Timing Advance TA Parameter vorgenommen und ebenfalls als Kurznachricht über den Short Message Service SMS oder in codierter Form über den Sprachka­ nal zu einer Notrufzentrale übermittelt.

Diese Maßnahme bedeutet einen großen Zeitgewinn bei der Über­ mittlung der Ortsbestimmung und darüber hinaus auch eine Red- undanz- oder Plausibilitätskontrolle. Da im Idle Modus stets die eingeschränkten Empfangsparameter der empfangbaren Basis­ stationen ermittelt werden, liegen deren Ergebnisse stets in aktueller Form vor. Bei Auslösen eines Alarms können somit diese Werte sofort nach einem aktiven. Verbindungsaufbau zu einer Notrufzentrale übermittelt werden. Zumindest eine zu­ ständige Einsatzleitstelle kann vorab ermittelt werden. Dar­ über hinaus können können auch bereits Notdienste und Ein­ satzkräfte ohne Zeitverzögerung in Richtung des Einsatzortes starten.

Im Anschluss an diese grobe Ortsbestimmung wird dann eine ge­ nauere Ortsbestimmung vorgenommen, indem nacheinander durch erzwungene Übergabe von einer zur anderen Basisstation die genaueren Sende- und Empfangsparameter ermittelt werden. Die­ ser Vorgang benötigt eine gewisse Zeit, und daher sind diese Informationen nicht bereits bei Auslösung eines Alarms vor­ handen. Eine ständige Durchführung dieser Maßnahmen würde nämlich zu einer erheblichen Netzbelastung führen, die nicht akzeptabel ist. Dennoch bedeutet die Zeitverzögerung in der Praxis keinen Nachteil, da ja durch die grobe Ortsbestimmung vorab schon ungefähr die Zielrichtung des Notfalleinsatzes bekannt ist und die Rettungskräfte sich in der richtigen Richtung auf dem Weg befinden. Die nunmehr genauere Ortsbe­ stimmung ermöglicht dann noch eine Feinkorrektur des Einsatz­ ortes.

Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die im Idle lModus ermittelten Empfangsparameter oder deren Auswertungser­ gebnis für eine grobe Ortsbestimmung als Dual Tone Multi Fre­ quency DTMF Code im Sprachkanal übertragen werden und die im aktiven Modus ermittelten Empfangsparameter oder deren Aus­ wertungsergebnis für eine genauere Ortsbestimmung zuerst über den Short Message Service SMS übertragen werden. Erst bei Versagen dieser Übertragungsart wird eine Ersatzübertragung von der Notrufzentrale angefordert und die Daten für eine ge­ nauere Ortsbestimmung dann ebenfalls als Dual Tone Multi Fre­ quency DTMF Code im Sprachkanal übertragen werden.

Diese Maßnahme schafft eine Optimierung der Übertragungsge­ schwindigkeit, denn die Daten für die grobe Ortsbestimmung umfassen ein geringeres Volumen als die für eine genauere Ortsbestimmung und erlauben deshalb ohne Nachteile die Über­ tragung im langsameren DTMF Betrieb. Sie lassen sich unmit­ telbar nach Empfang über den Sprachkanal auswerten und nehmen reicht wie die SMS-Signale einen Umweg über eine SMS-Stelle des Netzbetreibers.

Demgegenüber ist das Informationsvolumen für eine genauere Ortsbestimmung wesentlich größer, so dass hier trotz der Ver­ zögerung durch die SMS-Stelle eine Übertragung als SMS schneller ist und darüber hinaus den Vorteil besitzt, dass sie parallel zur Sprachübertragung ohne Beeinflussung des Sprachkanals möglich ist. Dadurch bleibt eine eventuelle Durchschaltung akustischer Informationen unbeeinträchtigt.

Allerdings kann es wegen einer möglichen Überlastung der SMS- Stelle oder bei Mobilfunknetzen, die eine SMS-Übermittlung nicht vorsehen, zu einem Versagen dieser Übertragungsart kom­ men. In diesem Fall ist unter Inkaufnahme einer Verzögerung vorgesehen, dass die umfangreicheren Daten der genaueren Ortsbestimmung ebenfalls als DTMF Signale im Sprachkanal übertragen werden, um überhaupt diese Informationen erhalten zu können.

Es kann vorgesehen sein, dass die genauere Ortsbestimmung in zeitlichen Abständen oder bei Ermittlung einer örtlichen Ver­ änderung oder durch Fernauslösung wiederholt wird und zur Notrufzentrale übertragen wird.

Damit wird beabsichtigt, dass bei bewegten mobilen Endgeräten z. B. bei einer Entführung einer Person oder bei einem Dieb­ stahl eines Gegenstandes wiederholt der aktuelle Aufenthalts­ ort ermittelt werden kann, um eine Verfolgung zu ermöglichen. Außerdem kann dies auch als Kriterium ausgewertet werden, ob eine zuschützende Person sich mit geringer Geschwindigkeit zu Fuß oder per Fahrrad fortbewegt oder aber in einem Kraft­ fahrzeug transportiert wird, was auf eine ungewöhnliche Si­ tuation, beispielsweise eine Entführung, hindeuten kann.

Weiterhin ist vorgesehen, dass das mobile Endgerät einen fernauslösbaren Alarmgeber umfasst, der ein akustisches und/oder hochfrequentes Signal abstrahlt, das aus der Nähe lokalisierbar ist.

Da eine Ortsbestimmung mittels eines zellularen Mobilfunknet­ zes selbst bei Auswertung aller Sende- und Empfangsparameter keine metergenaue Ortsbestimmung zulässt, kann es im unwegsa­ men Gelände oder in Gebäuden zweckmäßig sein, das mobile End­ gerät noch durch ein zusätzliches lokales Kriterium ermitteln zu können. Dies kann ein akustisches Signal sein, das von den Rettungskräften ohne Hilfsmittel geortet werden kann oder auch ein hochfrequentes Signal, das mit entsprechenden Peil­ empfängern aufgenommen werden kann und so eine lokale Er­ mittlung ermöglicht.

Weiterhin ist vorgesehen, dass der Alarmgeber über das Mobil­ funknetz und/oder über einen gesonderten mobilen Empfänger des mobilen Endgerätes von einem Fernauslöser über einen vom Mobilfunknetz unabhängigen Hochfrequenzkanal aktivierbar ist.

Aus taktischen Gründen oder auch zum Zwecke eines schonenden Umgangs mit den Energiereserven des mobilen Endgerätes kann es zweckmäßig sein, das akustische oder hochfrequente Signal für eine Lokalisierung nicht ständig abzustrahlen, sondern nur auf Anforderung. Dies kann dann entweder durch das Mobil­ funknetz erfolgen oder durch einen gesonderten Sender, der beispielsweise auf einer für Fernsteuerzwecke zugelassenen Frequenz arbeiten kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein. Grundschema einer Ortung im GSM-Netz,

Fig. 2 ein Grundschema einer erzwungenen Überga­ be von einer Basisstation zur anderen und

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Or­ tungs- und Meldesystems für Notfälle.

Fig. 1 zeigt ein Grundschema einer Ortung im GSM-Netz. Als wesentlicher Parameter wird hier der Timing Advance TA Para­ meter ausgewertet. Dieser Wert drückt indirekt die Länge des Weges aus, den die Funkwellen vom mobilen Endgerät zur Basis­ station nehmen. Nach dem GSM-Standard arbeiten bis zu acht mobile Endgeräte auf derselben Frequenz und eine Trennung ih­ rer Aussendungen erfolgt dadurch, daß sie in unterschiedli­ chen Zeitschlitzen erfolgen. Das Zeitschema ist sehr eng ge­ wählt und das mobile Endgerät muß deshalb sein Datenpaket vor Beginn des Empfangszeitschlitzes der Basisstation abgesandt haben, damit es dort innerhalb des Empfangsfensters ein­ trifft.

Der Timing Advance Parameter gibt die Zeit an, um die die Aussendung des mobilen Endgerätes vorverlegt werden muß, da­ mit sie im korrekten Zeitschlitz bei der Basisstation ein­ trifft. Dieser Wert wird von der Basisstation ermittelt und dem mobilen Endgerät vorgegeben. Es ist deshalb eine aktive Verbindung zwischen dem mobilen Endgerät und der Basisstation nötig. Jeder Quantisierungsschritt des zwischen 0 und 63 va­ riablen Timing Advance Parameter entspricht bei reflektions­ freiem Übertragungsweg einem ungefähren Entfernungsabschnitt von 550 m zur Basisstation.

Durch die Ermittlung der Timing Advance Parameter von mehre­ ren umliegenden Basisstationen kann über eine Kreuzpeilung ein Flächenbereich definiert werden, in dem sich das mobile Endgerät mit hoher Wahrscheinlichkeit befindet. Dabei ist na­ türlich vorausgesetzt, daß die exakte geographische Position der Standorte der Basisstationen dem System bekannt sind. Um die Genauigkeit zu erhöhen, können zusätzliche Basisstationen mit in die Ortsbestimmung einbezogen werden. Darüber hinaus lassen sich auch Parameter wie die Abstrahlungsleistung der Basisstationen in Verbindung mit der Antennenausrichtung und der Empfangsfeldstärke am mobilen Endgerät auswerten. All diese Parameter ermöglichen in einer kombinierten Auswertung eine Toleranz bei der Ortung zwischen 50 und 100 m.

Fig. 2 zeigt ein Grundschema für eine erzwungene Übergabe von einer Basisstation zur anderen. In der Zeichnung sind die Zelle, in der sich das mobile Endgerät befindet, sowie die benachbarten Zellen als sechseckförmige Waben gleicher Größe dargestellt. In der Praxis variieren sie allerdings. Nach dem GSM-Standard kann das mobile Endgerät bei aktiver Verbindung mit einer Basisstation die Informationen von weiteren sechs benachbarten Zellen oder Basisstationen empfangen, um sich bei Verschlechterung der Empfangsbedingungen in eine der sechs benachbarten Zellen einzubuchen. Dabei wird unter ande­ rem die Empfangsfeldstärke und die Bitfehlerrate als Kriteri­ um verwendet und die Übergabe erfolgt automatisch zu derjeni­ gen Basisstation, die unter Berücksichtigung dieser Kriterien die beste Übertragungsqualität erwarten läßt.

Um nun die Timing Advance Parameter aller umliegenden Basis­ stationen zu erhalten, wofür eine aktive Verbindung benötigt wird, muß im Rahmen der Erfindung eine Änderung der automati­ schen Übergabe vorgenommen werden. Dies geschieht dadurch, daß die Empfangsparameter der Basisstationen manipuliert wer­ den, so daß sie nicht mehr den tatsächlichen Verhältnissen entsprechen. Die Manipulation kann in der Weise vorgenommen werden, daß nacheinander den Empfangsparameter derjenigen Ba­ sisstation, zu der die Verbindung übergeben werden soll, be­ sonders gute Werte zugeordnet werden, und/oder den Empfangs­ parameter der übrigen Basisstationen besonders schlechte Wer­ te zugeordnet werden. Erfindungsgemäß wird diese Maßnahme da­ durch vereinfacht, daß der Base Station Identity Code, der dazu dient, benachbarte Basisstationen gleicher Frequenz zu unterscheiden, verändert wird. Dabei wird der BSIC Wert der unerwünschten Basisstationen zu Null gesetzt und nur der BSIC Wert der gewünschten Basisstation, zu der also die Übergabe erfolgen soll, unverändert belassen. Dem System wird damit vorgetäuscht, daß nur eine Basisstation vorhanden ist, zu der dann zwangsläufig die Verbindung übertragen werden muß, wäh­ rend die übrigen Basisstationen scheinbar nicht mehr existie­ ren. Da bei dieser Maßnahme keine Wahlmöglichkeit einer ande­ ren Basisstation mehr besteht, tritt auch keine Verzögerung durch irgendwelche Rechenoperationen ein, sondern die Überga­ be erfolgt sofort. Die Zeit, in der auf diese Weise alle wei­ teren sechs Basisstationen nacheinander gerufen werden, wird dadurch minimiert.

Im übrigen wird aber die Automatik des GSM-Systems ausge­ nutzt, um die Übergabe zu veranlassen. Dies hat den Vorteil, daß beispielsweise eine Informationsübertragung durch einen Sprachkanal oder durch einen SMS-Kanal ohne Unterbrechung aufrecht erhalten werden kann.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ortungs- und Meldesystems für Notfälle. Es sei hier der Fall angenommen, dass eine Person ein mobiles Endgerät trägt und einen Notruf auslösen möchte, damit ihr Polizei oder Rettungsdienst zu Hilfe kommt. Das mobile Endgerät ermittelt ständig im Idle Modus ohne aktive Verbindung zur Basisstation die Frequenzen aller umliegenden theoretisch einbuchbaren Zellen zusammen mit der Sendeleistung und Empfangsfeldstärke sowie der Zellen­ identifikation der eingebuchten Zelle mit Frequenz, Feld­ stärke und BSIC Wert. Diese Daten werden komprimiert und in einem Speicher des mobilen Endgerätes abgelegt.

Im Alarmfall, der z. B. durch einen Notschalter aber auch durch Sensoren oder durch Überwachung des Standortes über den Idle Modus ausgelöst werden kann, wählt das mobile Endgerät die. Nummer einer Notrufzentrale an. Dabei wird ein Sprachka­ nal geöffnet. Nachdem der Anruf von der Notrufzentrale ange­ nommen wurde, wird über den Sprachkanal ein DTMF Signal mit dem komprimierten Idle Modus Bericht, ergänzt um den dann verfügbaren Timing Advance Wert der aktuellen Basisstation übermittelt. Damit kann bereits nach einer entsprechenden De­ kodierung eine relativ genaue Positionierung mit einer Tole­ ranz zwischen etwa 500 und 1000 Meter erfolgen, so dass we­ nigstens die zuständige Rettungsleitstelle ermittelt werden kann und eventuell sogar Einsatzkräfte in Richtung des Gebie­ tes, indem der Notfall aufgetreten ist, starten können.

Der Idle Modus-Bericht enthält etwa 40-45 Zeichen, die als DTMF Signal innerhalb von 4-5 Sekunden über den bestehenden Sprachkanal übermittelt werden. Der Sprachkanal bleibt an­ schließend für ca. drei Minuten offen und ermöglicht dem Ope­ rator in der Notrufzentrale, sich einen Eindruck über die Notsituation zu verschaffen, z. B. über die Art und die Ernsthaftigkeit des Notrufs.

Durch das mobile Endgerät wird nun in vorbeschriebener Weise eine erzwungene Übergabe zu den entsprechenden Basisstationen vorgenommen. Der bei jeder aktiven Verbindung mit einer Ba­ sisstation ermittelte Dedicated Modus. Bericht enthält zusätz­ lich den jeweiligen Timing Advance Parameter der Basisstation sowie Angaben über die Sendeleistung und die Empfangsfeld­ stärke der eingebuchten. Zelle. Auch diese Daten werden ge­ speichert, komprimiert und ebenfalls zur Notrufzentrale über­ mittelt. Wegen des größeren Datenvolumens erfolgt hier die Übertragung vorzugsweise per SMS, da eine SMS parallel zum Sprachkanal versendet werden kann. Während der Umbuchzeit bleibt der Sprachkanal kontinuierlich geöffnet.

Nach Eingang der SMS mit den Dedicated Modus Berichten wird dieser wieder in einem Rechner der Notrufzentrale oder einem separaten Unternehmen mit sicherheitstechnischen Aufgaben de­ komprimiert, zerlegt und durchläuft danach ein Auswertepro­ gramm, in welchem durch geeignete Algorithmen die Zelldaten ausgewertet werden. Die Auswertung erfolgt auf der Basis ei­ ner hinterlegten Datenbank, die die geografischen und techni­ schen Daten aller Basisstationen des jeweiligen Netzbetrei­ bers enthält. So wird eine virtuelle GPS-Position ermittelt und auf einem Einsatzrechner in der Notrufzentrale in einer Karte dargestellt. Diese Karte wird anschließend mit einem Alarmplan verknüpft, welcher die Angaben über die hilfsbe­ dürftige Person usw. umfasst, an die zuständige Rettungsleit­ stelle übermittelt.

Sollte binnen drei Minuten wegen Überlastung der SMS-Stelle keine SMS mit dem Dedicated Modus Bericht eingehen, so wird der im mobilen Endgerät gespeicherte Dedicated Modus Bericht ebenfalls per DTMF Signal übermittelt und dann dekodiert und umgerechnet bzw. verarbeitet. Dieser Vorgang dauert zwar län­ ger als eine SMS-Übertragung, es wird so aber sichergestellt, dass die relevanten Daten, wenn auch mit Verspätung, verfüg­ bar werden.

Das mobile Endgerät kann außerdem ein Nahortungssystem umfas­ sen, das einen Transceiver umfasst, der mit einer Paging- Funktion ausgestattet ist. Das bedeutet, dass im Notfall die­ se Paging-Funktion für einen Universalgeber, mit dem die Ret­ tungskräfte ausgerüstet werden, empfänglich ist. Statt dessen kann natürlich auch das Mobilfunknetz genutzt werden, indem bei bekannter Teilnehmernummer des den Notruf absetzenden mo­ bilen Endgerätes dieses angewählt und per DTMF Signal oder per SMS die Paging-Funktion aktiviert wird. So kann bei­ spielsweise nach der Ortung einer Person in einem Haus per Paging-Funktion ein akustischer Signalgeber im mobilen Endge­ rät von den Rettungskräften angesprochen werden, so dass auch etwa hilflose Personen in Wohnungen, hinter verschlossenen Türen, im Unterholz von Parkanlagen usw. eindeutig akustisch oder durch Peilung eines Hochfrequenzsignals nahgeortet wer­ den. Die Deaktivierung des Notrufmodus erfolgt zum Schutz ge­ gen Manipulationen nur durch die Notrufzentrale. Dies kann entweder durch einen DTMF codierten Sprachruf oder aber durch eine entsprechende SMS geschehen.

Das Auslösen des Notrufs bzw. der Ortungsvorgang kann auch durch einen an der Basisstation per DTMF Signal oder SMS übermittelten Code aktiv ausgelöst werden, um so - beispiels­ weise wenn ein Kind vermisst wird - auch per Fernsteuerung gezielt eine aktive Ortung einzuleiten. So kann auch ein pe­ riodischer Wert eingestellt werden, der ein automatisches Or­ tungsintervall sicherstellt, z. B. bei einem Fahrzeug mit Geißeln oder entführten Personen an Bord.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass verschiedene Alarm-Moden eingestellt werden können. Dabei kommt ein Geh-, Lauf oder Radfahr-Modus und ein Kraftfahrzeug-Modus in Frage. So wird ständig im 60-Sekunden Intervall die Empfangsfeldstärke der eingebuchten Basisstation sowie die im Idel Modus verfügbaren Parameter der übrigen empfangbaren Stationen abgefragt und mit den vorherigen Datenmustern verglichen. Sollte innerhalb eines üblichen Hysteresefensters eine Abweichung festgestellt werden, so werden innerhalb von jeweils etwa zehn Sekunden in vorbeschriebener Weise eine Verbindung mit der jeweils zu­ ständigen Basisstation und Übergaben mit benachbarten Basis­ stationen durchgeführt, um die Timing Advance Parameter zu gewinnen und die so ermittelten genaueren Standorte miteinan­ der zu vergleichen.

Dadurch kann festgestellt werden, ob sich das mobile Endgerät fortbewegt und dies mit einer Geschwindigkeit von mehr als 30 km/h geschieht. Bei einem angenommenen Geh-, Lauf oder Rad­ fahr-Modus bedeutet dies eine Unregelmäßigkeit, z. B. dass die betreffende Person mit dem mobilen Endgerät unfreiwillig in einem Kraftfahrzeug transportiert wird. Bei einer Absiche­ rung von Baumaschinen kann auch eine geringere Geschwindig­ keit als 30 km/h bereites auf einen Diebstahl hindeuten.

Claims (7)

1. Ortungs- und Meldesystem innerhalb eines zellularen Mo­ bilfunknetzes, insbesondere des Global System for Mobile Com­ minication GSM, bei dem von einem mobilen Endgerät eine Ver­ bindung zu einer Basisstation aufgebaut wird und zusätzlich wenigstens zwei Übergaben zu benachbarten Basisstationen er­ zwungen werden und aus den von den Basisstationen mit bekann­ ten, geografischen Koordinaten ermittelten und zum mobilen Endgerät übertragenen Parametern für einen zeitlichen Versatz Timing Advance TA der Übertragung vom mobilen Endgerät zur Basisstation die Koordinaten eines Flächenbereichs für den wahrscheinlichen Aufenthalt des mobilen Endgerätes bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzwingung der Über­ gaben zu benachbarten Basisstationen nacheinander Empfangspa­ rameter der benachbarten Basisstationen gezielt so verändert werden, dass unter Anwendung der netzeigenen Kriterien für einen Wechsel der Basisstation aufgrund geänderter Empfangs­ verhältnisse dieser Wechsel automatisch vorgenommen und so oft wiederholt wird, bis die Parameter aller in die Ortung einbezogenen Basisstationen erfasst sind.

2. Ortungs- und Meldesystem nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, dass als Empfangsparameter der benachbarten Ba­ sisstationen der Base Station Identity Code BSIC beeinflußt wird, in dem nur der BSIC der Basisstation beibehalten wird, zu der die Verbindung übergeleitet werden soll, während der BSIC der übrigen empfangbaren Basisstation zu Null gesetzt wird.

3. Ortungs- und Meldesystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor Aufbau einer Verbindung in einem als Idle Modus bezeichneten Zustand, in dem das mobile Endgerät keine aktive Verbindung zum Netz hat, Empfangsparameter der empfangbaren Basisstationen ausgewertet und zwischengespei­ chert werden und nach Aufbau der Verbindung, dem Dedicated Modus, die im Idle Modus ermittelten Empfangsparameter oder deren Auswertungsergebnis für eine grobe Ortsbestimmung vorab als Kurznachricht über den Short Message Service SMS oder in kodierter Form über den Sprachkanal zu einer Notrufzentrale übermittelt werden und anschließend die genauere Ortsbestim­ mung über die Timing Advance TA Parameter vorgenommen und ebenfalls als Kurznachricht über den Short Message Service SMS oder in kodierter Form über den Sprachkanal zu einer Not­ rufzentrale übermittelt werden.

4. Ortungs- und Meldesystem nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die im Idle Modus ermittelten Empfangspa­ rameter oder deren Auswertungsergebnis für eine grobe Ortsbe­ stimmung als Dual Tone Multi Frequency DTMF Code im Sprachka­ nal übertragen werden und die im aktiven Modus ermittelten Empfangsparameter oder deren Auswertungsergebnis für eine ge­ nauere Ortsbestimmung zuerst über den Short Message Service SMS übertragen werden und bei Versagen dieser Übertragungsart eine Ersatzübertragung von der Notrufzentrale angefordert wird und die Daten für eine genauere Ortsbestimmung dann ebenfalls als Dual Tone Multi Frequency DTMF Code im Sprach­ kanal übertragen werden.

5. Ortungs- und Meldesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die genauere Ortsbestimmung in zeitlichen Abständen oder bei Ermittlung einer örtlichen Veränderung oder durch Fernauslösung wiederholt wird und zur Notrufzentrale übertragen wird.

6. Ortungs- und Meldesystem nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät einen fernauslösbaren Alarmgeber umfasst, der ein akustisches und/oder hochfrequentes Signal abstrahlt, das aus der Nähe lokalisierbar ist.

7. Ortungs- und Meldesystem nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Alarmgeber über das Mobilfunknetz und/oder über einen gesonderten Empfänger des mobilen Endge­ rätes von einem Fernauslöser über einen vom Mobilfunknetz un­ abhängigen Hochfrequenzkanal aktivierbar ist.