DE102008032749A1

DE102008032749A1 - Method and device for location determination

Info

Publication number: DE102008032749A1
Application number: DE200810032749
Authority: DE
Inventors: Bilal Khaddaj; Alejandro Ramirez; Christian Dr. Schwingenschlögl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2008-07-11
Filing date: 2008-07-11
Publication date: 2010-05-06
Also published as: WO2010003722A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ortsbestimmung einer mobilen Station (MS) mittels einer Vielzahl von Basistationen (BS). Es soll die erforderliche Anzahl von Messungen, der Energieverbrauch, eine durch einen erforderlichen Bedarf an Bandbreite bewirkte Kanalbelegung und eine Anzahl von Kollisionen von Datenpaketen gegenüber dem Stand der Technik wirksam verkleinert werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwei Signale (AS, ACK) zwischen einer m-ten Basisstation (BSm) und der mobilen Station (MS) ausgetauscht werden, die Zeitdauern jeweils zwischen dem an allen weiteren Basisstationen (BS) erfolgenden Empfang der beiden Signale (AS, ACK) mittels Zeiterfassungseinrichtungen erfasst werden und mittels einer Rechnereinrichtung und mittels der erfassten Zeitdauern der Ort der mobilen Station (MS) berechnet wird. Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich insbesondere für die Ortsbestimmung in geschlossenen Räumen.The present invention relates to a method and a device for determining the location of a mobile station (MS) by means of a plurality of base stations (BS). It is intended to effectively reduce the required number of measurements, the power consumption, a channel occupancy caused by a required bandwidth requirement, and a number of data packet collisions compared to the prior art. The invention is characterized in that two signals (AS, ACK) are exchanged between an mth base station (BSm) and the mobile station (MS), the time periods between each of the other base stations (BS) receiving the two Signals (AS, ACK) are detected by means of time detection means and by means of a computer means and by means of the detected time periods, the location of the mobile station (MS) is calculated. The method and the device are particularly suitable for determining the position in enclosed spaces.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und eine Verwendung zur Ortsbestimmung einer mobilen Station mittels einer Vielzahl von Basisstationen.The The present invention relates to a method, a device and a use for determining the location of a mobile station by means of a variety of base stations.

Es werden zahlreiche herkömmliche Verfahren zur drahtlosen Ortsbestimmung bereitgestellt. Die meisten der herkömmlichen Systeme verwenden zur Ortsbestimmung die empfangene Signalstärke (Received Signal Strength – RSS), wobei die Energie des empfangenen Signals mit dem durch das Signal zurückgelegten Weg korreliert wird. Derartige Systeme sind zwar leicht zu verwirklichen, aber diese weisen eine geringe Genauigkeit auf.It become numerous conventional ones Provided method for wireless location. Most the conventional one Systems use the signal strength received to determine their position (Received Signal Strength - RSS), where the energy of the received signal matches that of the signal traveled way is correlated. Although such systems are easy to implement, but these have a low accuracy.

Des Weiteren existieren Systeme, die die Durchlaufzeit (Time-of-Flight – ToF) eines Funksignales verwenden. Es existieren beispielsweise drei herkömmliche Verfahren zur Ortsbestimmung mittels der Durchlaufzeit (ToF).

1. Gemäß einem Ankunftszeit-(Time of Arrival – ToA)Verfahren sendet eine Sendestation ein Signal zu einer vollständig synchronisierten Empfangsstation. Die Ausbreitungszeit ist zu der Entfernung und der Lichtgeschwindigkeit proportional. Nachteiligerweise muss der Ablauf durch drei oder mehr sendenden Stationen wiederholt werden, wobei die genaue Zeit jeder Übertragung ebenso zu der empfangenen Station zugeleitet werden muss. 1 zeigt eine Darstellung zum Prinzip Ankunftszeit (ToA).
2. Das Verfahren des Zeitunterschiedes der Ankunft (Time Difference of Arrival – TDoA). Dieses Verfahren ist eine Erweiterung des vorstehend beschriebenen Ankunftszeit-(ToA)-Verfahrens. Gemäß diesem Verfahren werden eine Sendestation und mehrere Empfangsstationen verwendet. Alle Stationen sind derart vollständig synchronisiert, dass die Ausbreitungszeit unter Verwendung des gleichen Ablaufs wie beim ToA-Verfahren gemessen werden kann. Das durch die Sendestation ausgesendete Radiosignal ist das gleiche, das zur Messung aller Entfernungen verwendet wird. 2 zeigt eine Darstellung zum Prinzip des Verfahrens der Zeitdifferenz der Ankunft (TDoA).
3. Round-Trip-Time of Flight (RToF). Gemäß diesem Verfahren wird ein Signal durch eine Funkstation A zu einer Funkstation B gesendet. Nachdem die Station B die Nachricht empfängt, antwortet diese der Station A zurück. Station A misst diese Zeitdifferenz, die erneut der Entfernung und der Lichtgeschwindigkeit korreliert wird, zusätzlich zu einer internen Verarbeitungsverzögerung in der Station B. Da keine Synchronisation erforderlich ist, ist die Komplexität des Systems wirksam verringert, aber nachteiligerweise muss das gleiche Verfahren durch mindestens drei Funkstationen zum Finden der Position einer Funkstation B wiederholt werden. Ein weiterer Vorteil des RToF-Verfahrens ist dass keine explizite Messung oder Zusammenarbeit von und mit der Station B erforderlich ist. 3 zeigt eine Darstellung des Prinzips des RToF-Verfahrens.

Furthermore, there are systems that use the time-of-flight (ToF) of a radio signal. For example, there are three conventional methods for determining position by means of the throughput time (ToF).

1. According to an arrival time (Time of Arrival - ToA) method, a transmitting station sends a signal to a fully synchronized receiving station. The propagation time is proportional to the distance and the speed of light. Unfortunately, the process must be repeated by three or more transmitting stations, with the exact time of each transmission also having to be routed to the receiving station. 1 shows a representation of the principle time of arrival (ToA).
2. The Time Difference of Arrival (TDoA) method. This method is an extension of the above-described arrival time (ToA) method. According to this method, a transmitting station and a plurality of receiving stations are used. All stations are fully synchronized so that the propagation time can be measured using the same procedure as the ToA method. The radio signal transmitted by the transmitting station is the same as that used to measure all distances. 2 shows a representation of the principle of the method of time difference of arrival (TDoA).
3. Round Trip Time of Flight (RToF). According to this method, a signal is transmitted by a radio station A to a radio station B. After Station B receives the message, it replies back to Station A. Station A measures this time difference, which is again correlated to the distance and the speed of light, in addition to an internal processing delay in station B. Since no synchronization is required, the complexity of the system is effectively reduced, but disadvantageously, the same procedure must be performed by at least three radio stations to find the position of a radio station B to be repeated. Another advantage of the RToF method is that no explicit measurement or collaboration is required from and with station B. 3 shows a representation of the principle of the RToF method.

Des Weiteren ist ein Verfahren zur In-Raum-Positionsbestimmung von Funkvorrichtungen beruhend auf Messungen einer Round-Trip-Time (RTT) zwischen der Basisstation (BS) und der mobilen Station (MS) bereitgestellt. Die Round-Trip-Time (RTT) ist die Zeit, die zum Senden eines Paketes und Empfangen dessen Bestätigung erforderlich ist. Wie es in 4 dargestellt ist, stellen diese Messungen die jeweiligen Entfernungen zwischen den Basisstationen (BS) und der mobilen Station (MS) dar. Mit den gegebenen Koordinaten der Basisstationen (BS) werden zur Ortsbestimmung der mobilen Station (MS) verbundene oder getrennte Maschinenlernalgorithmen, Wahrscheinlichkeitsmodelle und Trilateration verwendet. 4 stellt das Prinzip der RTT-Ortsbestimmung dar. Jede RTT-Messung bestimmt einen Abstand.Furthermore, a method for the in-space positioning of radio devices based on measurements of a round trip time (RTT) between the base station (BS) and the mobile station (MS) is provided. The round trip time (RTT) is the time required to send a packet and receive its acknowledgment. As it is in 4 4, these measurements represent the respective distances between the base stations (BS) and the mobile station (MS). Given the coordinates of the base stations (BS), the mobile station (MS) location determination will be linked or separate machine learning algorithms, probabilistic models and trilateration used. 4 represents the principle of RTT location determination. Each RTT measurement determines a distance.

Gemäß einem herkömmlichen RToF-Ortsbestimmungssystem müssen alle Basisstationen mit der mobilen Station zur Bestimmung der Position kommunizieren. Dies bewirkt nachteiligerweise einen signifikanten Verbrauch an Bandbreite, zusätzlich zu Datenpaketkollisionen, die in dem Medium, das bspw. ein Handynetzwerk, ein RFID-Netzwerk (radio frequency identification) oder allgemein ein Radiosystem sein kann, stattfinden. Des Weiteren sind bei Verwendung von tragbaren Vorrichtungen, wie dies meistens bei der Verwendung von mobilen Stationen der Fall ist, Energieverbrauch und Batterieversorgung zu verbessern.According to one usual RToF location system need all base stations with the mobile station to determine the position communicate. This disadvantageously causes significant consumption on bandwidth, in addition to data packet collisions that occur in the medium, such as a mobile network, an RFID network (radio frequency identification) or generally a radio system can be held. Furthermore, when using of portable devices, as is usually the case with the use of mobile stations is the case, energy consumption and battery supply to improve.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Ort einer mobilen Station mittels einer Vielzahl von Basisstationen derart zu bestimmen, dass die erforderliche Anzahl von Messungen, der Energieverbrauch, eine durch einen erforderlichen Bedarf an Bandbreite bewirkte Kanalbelegung und eine Anzahl von Kollisionen von Datenpaketen gegenüber dem Stand der Technik wirksam verkleinert werden. Es sollen keine expliziten Messungen durch die mobile Station erforderlich sein.It The object of the present invention is the location of a mobile station be determined by means of a plurality of base stations such that the required number of measurements, the energy consumption, a through a required bandwidth requirement for channel allocation and a number of collisions of data packets over the State of the art can be effectively reduced. It should not be explicit Measurements by the mobile station may be required.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch, eine Vorrichtung gemäß dem Nebenanspruch und eine Verwendung gemäß dem Nebenanspruch gelöst.The The object is achieved by a method according to the main claim, a device according to the secondary claim and a use according to the independent claim solved.

Es wird ein neuartiges hybrides Verfahren vorgeschlagen, mit dem die Vorteile von TDoA genutzt und die Nachteile der Verwendung von RToF vermieden werden können.It proposes a novel hybrid method whereby the Benefits of using TDoA and the disadvantages of using RToF can be avoided.

Die vorgeschlagene Lösung nutzt den Vorteil der Natur von Funkkanälen, indem lediglich eine Basisstation direkt mit der mobilen Station kommuniziert, wobei die weiteren Basisstationen dieser Unterhaltung zuhören, sobald sie in Reichweite sind. Eine ausführliche Schritt-für-Schritt-Beschreibung des vorgeschlagenen Messverfahrens ist in Verbindung mit 13 bis 29 gegeben.The proposed solution takes advantage of the nature of radio channels in that only one base station communicates directly with the mobile station, with the other base stations listening to this conversation once in range. A detailed step-by-step description of the proposed measuring method is in connection with 13 to 29 given.

Die vorliegende Erfindung weist den Vorteil auf, dass die gesamte Menge an erforderlichen Messungen gegenüber den herkömmlichen Verfahren auf weniger als 33% der ursprünglichen Menge reduziert werden kann. Der Energieverbrauch wird wirksam verringert. Eine Kanalbelegung kann ebenso wirksam verringert werden, so dass mehr Raum für Echtzeitübertragungen bereitgestellt werden, wie es beispielsweise Voice over IP (Internet-Telefonie, VoIP) oder industrielle zeitkritische Übertragungen sind.The present invention has the advantage that the entire amount at required measurements compared to the conventional ones Procedure can be reduced to less than 33% of the original amount can. Energy consumption is effectively reduced. A channel assignment can also be effectively reduced, leaving more room for real-time broadcasts such as Voice over IP (Internet telephony, VoIP) or industrial time-critical transmissions are.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden in Verbindung mit den Unteransprüchen beansprucht.Further advantageous embodiments are claimed in conjunction with the subclaims.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt ein Aussenden eines Aussendesignals an die mobile Station und an alle weiteren Basisstationen mittels der m-ten Basisstation, wobei m = 1, 2 ... n, erfolgt ein Senden eines Bestätigungssignals an alle Basisstationen nach dem Empfang des Aussendesignals mittels der mobilen Station, erfolgt ein Erfassen der jeweiligen Zeitdauern zwischen Empfang des Aussendsignals und Empfang des Bestätigungssignals mittels den zu allen weiteren Basisstationen jeweils zugeordneten Zeiterfassungseinrichtungen.According to one advantageous embodiment, a transmission of an emission signal to the mobile station and to all other base stations by means of the mth base station, where m = 1, 2 ... n, is a transmission an acknowledgment signal to all base stations after the reception of the emission signal by means of the mobile station, there is a detection of the respective time periods between receipt of the broadcast signal and receipt of the acknowledgment signal by means of the respectively assigned to all other base stations Time recording facilities.

Auf diese Weise werden die zwei Signale, und zwar das Aussendesignal und das Bestätigungssignal, zwischen der m-ten Basisstation und der mobilen Station ausgetauscht. Die Zeiterfassungseinrichtungen erfassen die Zeitdauern jeweils zwischen dem an allen weiteren Basisstationen erfolgenden Empfang des Aussendesignals und des Bestätigungssignals. Mittels der Rechnereinrichtung und aller erfassten Zeitdauern kann ein Berechnen des Orts der mobilen Station erfolgen.On in this way, the two signals, namely the transmission signal and the confirmation signal, between the mth base station and the mobile station exchanged. The Time detectors detect the time periods between each the reception of the emission signal taking place at all other base stations and the confirmation signal. By means of the computer device and all recorded durations can a Calculate the location of the mobile station.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt ein Erfassen der Zeitdauer zwischen Aussenden des Aussendesignals und Empfang des Bestätigungssignals mittels einer der m-ten Basisstation zugeordneten Zeiterfassungseinrichtung. Auf diese Weise kann eine genauere Ortsbestimmung ausgeführt werden.According to one Further advantageous embodiment, a detection of the duration takes place between transmission of the emission signal and receipt of the confirmation signal by means of a time-acquisition device assigned to the m-th base station. In this way, a more accurate location determination can be performed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sendet die mobile Station das Bestätigungssignal nach einer internen Verarbeitungszeit aus.According to one Another advantageous embodiment, the mobile station sends the Confirmation signal after an internal processing time.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bestimmt die Rechnereinrichtung eine für jeweils eine Basisstation erfasste Zeitdauer durch die Gleichung (1):

mit

T_process:: = Verarbeitungszeit bei der mobilen Station (MS) = interne Verzögerung bei der mobilen Station (MS) zwischen Empfangen des Aussendesignals (AS) und Antworten durch das Bestätigungssignal (ACK).
d(a, b):: = der Abstand zwischen zwei Stationen a und b.
c:: = Lichtgeschwindigkeit im Medium.

According to a further advantageous refinement, the computer device determines a time period recorded for each base station by equation (1):

With

T _process :: = Processing time at the mobile station (MS) = internal delay at the mobile station (MS) between receiving the transmission signal (AS) and responses by the acknowledgment signal (ACK).
d (a, b):: = the distance between two stations a and b.
c:: = Speed of light in the medium.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ordnen die Rechnereinrichtungen eine Vielzahl von Gleichungen (1) in einer Matrixform (2). Das heißt, für n verfügbare Basisstationen, mit der m-ten Basisstation, die direkt mit der mobilen Station kommuniziert, kann eine Matrix in der Form der Gleichung (2) angeordnet werden:

According to a further advantageous embodiment, the computer devices arrange a plurality of equations (1) in a matrix form (2). That is, for n available base stations, with the mth base station communicating directly with the mobile station, a matrix may be arranged in the form of equation (2):

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Rechnereinrichtung die Abstände zwischen Basisstationen und mobiler Station mittels einer Gleichung (3) berechnen, wobei A eine Matrix vollständiger Ordnung ist. Der Abstand zwischen der mobilen Station und der Basisstation kann mittels der Gleichung (3) berechnet werden, und zwar unter der Annahme, dass die Zeiterfassungseinrichtungen unbegrenzte Auflösung besitzen:

According to a further advantageous embodiment, the computer device can calculate the distances between base stations and mobile station by means of an equation (3), where A is a matrix of complete order. The distance between the mobile station and the base station can be calculated using equation (3), assuming that the time detectors have unlimited resolution:

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung berechnet die Rechnereinrichtung die Abstände zwischen Basisstationen und mobiler Station mittels Gleichung (4). Gleichung (4) gibt die Beziehung zwischen den Abständen zwischen den Basisstationen und der mobilen Station an.According to one Another advantageous embodiment calculates the computer device the distances between Base stations and mobile station using equation (4). equation (4) gives the relationship between the distances between the base stations and the mobile station.

{x₁, x₂, ... x_m, ..., x_n}&{y₁, y₂, ..., y_m, y_n} stellen die entsprechenden Ordinaten und Abszissen der n Basisstationen in einem orthogonalen Bezugsrahmen dar. (X_MS, Y_MS) sind die Koordinaten der zu bestimmenden mobilen Station:

{x ₁ , x ₂ , ... x _m , ..., x _n } & {y ₁ , y ₂ , ..., y _m , y _n } represent the corresponding ordinates and abscissas of the n base stations in an orthogonal one Reference frames (X _MS , Y _MS ) are the coordinates of the mobile station to be determined:

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung berechnet die Rechnereinrichtung die Koordinaten der mobilen Station mittels den Abständen, Trilaterationen und Gleichung (5). Das heißt, sind einmal die Abstände zu der mobilen Station bestimmt, werden Trilaterationen bzw. im Allgemeinen, abhängig von der Anzahl der Basisstationen, Multilaterationen zur Bestimmung der Koordinaten der mobilen Station verwendet, wobei die vorstehenden Gleichungen (1) bis (4) in einer Matrixform gemäß Gleichung (5) dargestellt werden können:

According to a further advantageous embodiment, the computer device calculates the coordinates of the mobile station by means of the distances, trilaterations and equation (5). That is, once the distances to the mobile station are determined, trilaterations, or generally, depending on the number of base stations, multilaterations are used to determine the coordinates of the mobile station, with the above equations (1) to (4) in one Matrix form according to equation (5) can be shown:

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung berechnet die Rechnereinrichtung die Koordinaten der mobilen Station mittels eines Verfahrens des kleinsten quadratischen Fehlers und der Gleichung (6). Da gemäß Gleichung (5) K = (m – 1)·2 ist, und zwei Unbekannte zu bestimmen sind, ist das Ergebnis des Systems von Gleichung (5) überbestimmt. Gleichung (6) verwendet das Verfahren des kleinsten quadratischen Fehlers zur Bestimmung der Ortskoordinaten der mobilen Station (x_MS, y_MS):

According to a further advantageous embodiment, the computer device calculates the coordinates of the mobile station by means of a method of least square error and the equation (6). Since, according to equation (5), K = (m-1) * 2, and two unknowns are to be determined, the result of the system of equation (5) is overdetermined. Equation (6) uses the least squares error method to determine the location coordinates of the mobile station (x _MS , y _MS ):

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Zeiterfassungseinheiten jeweils in den Basisstationen integriert.According to one Another advantageous embodiment, the time recording units each integrated in the base stations.

Die vorliegende Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben. Es zeigen:The The present invention will be described with reference to exemplary embodiments closer with the figures described. Show it:

1 ein erstes herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Ortsbestimmungsverfahrens; 1 a first conventional embodiment of a location determination method;

2 ein zweites herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Ortsbestimmungsverfahrens; 2 a second conventional embodiment of a location determination method;

3 ein drittes herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Ortsbestimmungsverfahrens; 3 a third conventional embodiment of a location determination method;

4 eine Darstellung zum herkömmlichen RTT-Ortsbestimmungsverfahren; 4 a representation of the conventional RTT location method;

5 bis 9 zeigen ein herkömmliches Ausführungsbeispiel einer Ortsbestimmung; 5 to 9 show a conventional embodiment of a location determination;

10 bis 12 ein erstes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Ortsbestimmungsverfahrens; 10 to 12 a first embodiment of a location determination method according to the invention;

13 bis 29 zeigen einen genaueren Ablauf des ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Ortsbestimmungsverfahrens; 13 to 29 show a more detailed sequence of the first embodiment of a location determination method according to the invention;

30 zeigt schematisch eine Basisstation; 30 schematically shows a base station;

31 zeigt schematisch das Verfahren zur Ortsbestimmung einer mobilen Station. 31 schematically shows the method for determining the location of a mobile station.

1 zeigt ein erstes herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Ortsbestimmungsverfahrens. Das dargestellte Ankunftszeit-(Time of Arrival – ToA)-Verfahren wird folgendermaßen ausgeführt: Ein Sender sendet ein Signal zu einer perfekt synchronisierten Empfängerstation. Die Ausbreitungszeit ist zu der Entfernung und der Lichtgeschwindigkeit proportional. Dieser Ablauf muss durch drei oder mehr sendende Stationen wiederholt werden und die genaue Zeit jeder Sendung muss ebenso zu der empfangenden Station zugeleitet werden. Bezugszeichen 1 bezeichnet einen Sender, Bezugszeichen 2 bezeichnet einen Empfänger. 1 shows a first conventional embodiment of a location determination method. The illustrated time of arrival (ToA) method is performed as follows: A transmitter sends a signal to a perfectly synchronized receiver station. The propagation time is proportional to the distance and the speed of light. This process must be repeated by three or more transmitting stations and the exact time of each transmission must also be forwarded to the receiving station. reference numeral 1 denotes a transmitter, reference numeral 2 denotes a receiver.

2 zeigt ein zweites herkömmliches Ausführungsbeispiel eines Ortsbestimmungsverfahrens. Ein derartiges Verfahren ist durch die Zeitdifferenz der Ankunft bestimmt (Time Difference of Arrival – TDoA). Dieses Verfahren ist eine Erweiterung des in Verbindung mit 1 beschriebenen Verfahrens der Ankunftszeit (ToA). Gemäß diesem Verfahren werden eine Sendestation und mehrere Empfangsstationen verwendet. Alle Stationen sind perfekt synchronisiert, so dass die Ausbreitungszeit unter Verwendung desselben Ablaufs wie bei der ToA gemessen werden kann. Das durch die sendende Station ausgesendete Radiosignal wird zur Messung aller Abstände verwendet. 2 shows a second conventional embodiment of a location determination method. Such a method is determined by the time difference of arrival (Time Difference of Arrival - TDoA). This procedure is an extension of in conjunction with 1 described method of arrival time (ToA). According to this method, a transmitting station and a plurality of receiving stations are used. All Stations are perfectly synchronized so that the propagation time can be measured using the same procedure as the ToA. The radio signal transmitted by the transmitting station is used to measure all distances.

3 zeigt ein drittes herkömmliches Ausführungsbeispiel eines RToF-Ortsbestimmungsverfahrens. Bezugszeichen 1 kennzeichnet einen Sender, Bezugszeichen 2 kennzeichnet einen Empfänger. 3 shows a third conventional embodiment of an RToF location method. reference numeral 1 denotes a transmitter, reference numeral 2 identifies a recipient.

Round-Trip-Time of Flight (RToF). Gemäß diesem Verfahren wird ein Signal durch eine Funkstation A zu einer Funkstation B gesendet. Nachdem die Station B die Nachricht empfängt, antwortet diese der Station A zurück. Station A misst diese Zeitdifferenz, die erneut der Entfernung und der Lichtgeschwindigkeit korreliert wird, zusätzlich zu einer internen Verarbeitungsverzögerung in der Station B. Da keine Synchronisation erforderlich ist, ist die Komplexität des Systems wirksam verringert, aber nachteiligerweise muss das gleiche Verfahren durch mindestens drei Funkstationen zum Finden der Position einer Funkstation B wiederholt werden. Ein weiterer Vorteil des RToF-Verfahrens ist dass keine explizite Messung oder Zusammenarbeit von und mit der Station B erforderlich ist. 3 zeigt eine Darstellung des Prinzips des RToF-Verfahrens.Round Trip Time of Flight (RToF). According to this method, a signal is transmitted by a radio station A to a radio station B. After Station B receives the message, it replies back to Station A. Station A measures this time difference, which is again correlated to the distance and the speed of light, in addition to an internal processing delay in station B. Since no synchronization is required, the complexity of the system is effectively reduced, but disadvantageously, the same procedure must be performed by at least three radio stations to find the position of a radio station B to be repeated. Another advantage of the RToF method is that no explicit measurement or collaboration is required from and with station B. 3 shows a representation of the principle of the RToF method.

4 zeigt ein herkömmliches Ausführungsbeispiel eines RTT-Ortsbestimmungsverfahrens. 4 shows a conventional embodiment of an RTT location determination method.

5 bis 9 zeigen eine ausführliche Darstellung eines herkömmlichen RToA-Ortsbestimmungsverfahrens. Gemäß 5 sendet die Station AP₁ ein Signal zu der mobilen Station MS. Die mobile Station MS antwortet zurück. Die Station AP₁ misst die Zeit, um die Entfernung zu bestimmen. 6 zeigt das durch die Station AP₂ erfolgende Messen der Entfernung zwischen Station AP₂ und der mobilen Station MS. 7 zeigt, dass die Station AP₃ ebenso den entsprechenden Abstand misst. 8 zeigt wie die Station AP₄ den Abstand misst. 9 zeigt wie abschließend die Station AP₅ eine eigene Messung ausführt. 5 bis 9 zeigen zehn Sendungen, die für den RToE-Algorithmus erforderlich sind. 5 to 9 show a detailed representation of a conventional RToA location method. According to 5 the station AP ₁ sends a signal to the mobile station MS. The mobile station MS answers back. Station AP ₁ measures the time to determine the distance. 6 shows the AP by the station ₂ taking place measuring the distance between station AP ₂ and the mobile station MS. 7 shows that the station AP ₃ also measures the corresponding distance. 8th shows how the station AP ₄ measures the distance. 9 shows how the station AP ₅ executes its own measurement. 5 to 9 show ten broadcasts required for the RToE algorithm.

10 bis 12 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ortsbestimmungsverfahrens. Ein derartiges Verfahren wird hier als ein Round-trip-time-difference-of-arrival-(RTDOA-)Verfahren bezeichnet. 10 zeigt, dass eine Basisstation BS ein Paket PACK zu der mobilen Station MS sendet. Das Paket PACK entspricht einem Aussendesignal AS. Die verbleibenden Basisstationen BS starten jeweils lokale interne Zeiterfassungseinrichtungen beim Erfassen, dass ein Paket PACK ausgesendet wurde. Die mobile Station MS antwortet der Basisstation BS mit einem Bestätigungssignal ACK nach dem Empfangen des Pakets. Dies stellt 11 dar. Das Bestätigungssignal ACK wird ebenso durch die anderen Basisstationen BS im Bereich erfasst, wobei die lokalen Zeiterfassungseinrichtungen bei Empfang des Bestätigungssignals ACK gestoppt werden. 10 zeigt, dass eine Basisstation BS zu der mobilen Station MS sendet, wobei die weiteren Basisstationen BS empfangen. 11 zeigt, dass die mobile Station MS mit einem Bestätigungssignal ACK antwortet, das alle Basisstationen BS empfangen. Es wird also vorgeschlagen, dass die Basisstationen BS, die derzeit nicht in die Punkt zu Punkt-Übertragung einbezogen sind, dem Kanal zuhören und die Zeit zwischen dem ersten Paket AS und dem entsprechenden Bestätigungssignal ACK messen, das von der mobilen Station MS als Antwort ausgesendet wurde. Da diese Zeiten nicht auf einfache Weise in echte Abstände umgewandelt werden können, da die geometrischen Lagen der Stationen kompliziert sind, wird eine mathematische Lösung vorgeschlagen. 10 to 12 show a first embodiment of a location determination method according to the invention. Such a method is referred to herein as a round trip time difference of arrival (RTDOA) method. 10 shows that a base station BS sends a packet PACK to the mobile station MS. The packet PACK corresponds to an emission signal AS. The remaining base stations BS each start local internal time detectors upon detecting that a packet PACK has been sent out. The mobile station MS responds to the base station BS with an acknowledgment signal ACK after receiving the packet. This poses 11 The acknowledgment signal ACK is also detected by the other base stations BS in the area, the local time detectors are stopped upon receipt of the acknowledgment signal ACK. 10 shows that a base station BS transmits to the mobile station MS, the other base stations receiving BS. 11 shows that the mobile station MS responds with an acknowledgment signal ACK that all base stations BS receive. It is therefore proposed that the base stations BS, which are not currently involved in the point-to-point transmission, listen to the channel and measure the time between the first packet AS and the corresponding acknowledgment signal ACK, which is sent out by the mobile station MS in response has been. Since these times can not easily be converted to true distances because the geometric locations of the stations are complicated, a mathematical solution is suggested.

Die verstrichene Zeit, die durch eine Basisstation BS bemessen wurde, wird indirekt auf die Entfernung zu der mobilen Station MS bezogen. Ein Zeitablaufdiagramm des vorgeschlagenen Verfahrens wird in Verbindung mit 12 dargestellt. Die Basisstation BS_m stellt die Basisstation dar, die direkt mit der mobilen Station MS kommuniziert. Die gestrichelte Linie ist das Paket, das von der Basisstation BS_m zu der mobilen Station MS gesendet wird. Die durchgezogene Linie stellt das Radiopaket dar, das von der mobilen Station MS zu der Basisstation BS_m gesendet wurde. Die weiteren Basisstationen BS hören den Radiokanal ab. Die Basisstation BS_i ist physikalisch näher an der Basisstation BS_m angeordnet, wobei die Basisstation BS_j weiter beabstandet ist. 12 stellt die verstrichene Zeit an den Basisstationen BS dar. Die Basisstation BS_m sendet deren Paket beziehungsweise Aussendesignal zu der mobilen Station MS. Das Paket löst die Zeiterfassungseinrichtungen der Basisstationen BS_i und BS_j aus. Diese beiden Basisstationen werden zu verschiedenen absoluten Zeiten ausgelöst. Es ist eine Verarbeitungszeit durch die mobile Station MS vor Antworten an die Basisstation BS_m mit einem Bestätigungssignal ACK erforderlich. Diese Verarbeitungsverzögerung ist um mehrere Größenordnungen größer als die Ausbreitungszeiten der Radiosignale. Wenn die mobile Station MS antwortet, gelangen die Pakete über verschiedene Pfade zu den Basisstationen BS_i und BS_j Die durchgezogenen Linie zwischen der mobilen Station, der Basisstation BS_i und BS_j weisen eine zu der gestrichelten Linie unterschiedliche Steigungen auf. Die verstrichene Zeit, die durch eine Basisstation BS gemessen wird, ist durch die Gleichung (1) bestimmt:

mit

The elapsed time, as measured by a base station BS, is indirectly related to the distance to the mobile station MS. A timing diagram of the proposed method will be described in connection with 12 shown. The base station BS _m represents the base station which communicates directly with the mobile station MS. The dashed line is the packet sent from the base station BS _m to the mobile station MS. The solid line represents the radio packet sent from the mobile station MS to the base station BS _m . The further base stations BS listen to the radio channel. The base station BS _i is physically located closer to the base station BS _m , with the base station BS _j further spaced apart. 12 represents the elapsed time at the base stations BS. The base station BS _m sends its packet or emission signal to the mobile station MS. The packet triggers the time detectors of the base stations BS _i and BS _j . These two base stations are triggered at different absolute times. A processing time is required by the mobile station MS before responding to the base station BS _m with an acknowledgment signal ACK. This processing delay is several orders of magnitude greater than the propagation times of the radio signals. When the mobile station MS responds, the packets reach the base stations BS _i and BS _j via different paths. The solid line between the mobile station, the base stations BS _i and BS _j have gradients different from the dashed line. The elapsed time measured by a base station BS is determined by the equation (1):

With

Diese Zeiten sind in 12 vertikal dargestellt.These times are in 12 shown vertically.

Das erfindungsgemäße Verfahren verringert die Gesamtgröße von Messungen, die erforderlich sind, auf weniger als 33% der ursprünglichen Größe. Bei einer Realisierung des vorgeschlagenen Systems, wenn fünf messende Stationen verwendet werden, ist die Batterielebensdauer sechs Mal länger als bei einer Realisierung eines herkömmlichen RToF-Verfahrens. Die Kanalbelegung wird ebenso um das Zehnfache verringert, so dass mehr Raum für Echtzeitübertragungen bereitgestellt wird, wie dies beispielsweise Voice over IP oder industrielle zeitkritische Kommunikation sind.The inventive method reduces the overall size of measurements, which are required to less than 33% of the original Size. at a realization of the proposed system, if five measuring Stations are used, the battery life is six times longer as in a realization of a conventional RToF method. The Channel occupancy is also reduced tenfold, so more room for Real-time communications is provided, such as Voice over IP or industrial time-critical communication.

13 bis 22 zeigen ausführliche Darstellungen zum erfindungsgemäßen Ortsbestimmungsverfahren, das als RTDoA-Verfahren abgekürzt wird. 13 zeigt wie eine Basisstation AP₁ ein Datenpaket PACK beziehungsweise Aussendesignal AS zu der mobilen Station MS sendet. Eine Zähleinrichtung bei der Basisstation AP₁ wird zum Beginnen des Zählvorgangs aktiviert. Die Zähleinrichtung wird gestoppt, wenn die entsprechende Antwort empfangen wurde. Aufgrund der Rundfunkeigenschaften des Funkmediums und der örtlichen Anordnung der Moden in diesem Ausführungsbeispiel, ist die Basisstation AP₃ die erste, die das gesendete Paket empfängt. Dies zeigt 13. Zu diesem Zeitpunkt startet die Basisstation AP₃ deren interne Zähleinrichtung. Das Aussenden des Aussendesignals AS ist in den 13 bis 17 mit PACK dargestellt. 13 to 22 show detailed illustrations of the location determination method according to the invention, which is abbreviated as RTDoA method. 13 shows how a base station AP ₁ sends a data packet PACK or emission signal AS to the mobile station MS. A counter at the base station AP ₁ is activated to begin the counting process. The counter is stopped when the corresponding answer has been received. Due to the broadcasting characteristics of the radio medium and the local arrangement of the modes in this embodiment, the base station AP _{3 is} the first to receive the transmitted packet. this shows 13 , At this time, the base station AP ₃ starts its internal counter. The transmission of the emission signal AS is in the 13 to 17 shown with PACK.

Dasselbe Datenpaket PACK, das durch die Basisstation AP₁ ausgesendet worden ist, kommt an der mobilen Station MS an. Dies zeigt 14. Daraufhin bereitet die mobile Station MS eine Antwort, und zwar das Aussenden des Bestätigungssignals ACK als Antwort auf das Paket PACK beziehungsweise Aussendesignal AS vor.The same data packet PACK sent out by the base station AP ₁ arrives at the mobile station MS. this shows 14 , Thereafter, the mobile station MS prepares a response, namely the transmission of the acknowledgment signal ACK in response to the packet PACK or emission signal AS.

15 stellt dar, wie das durch die Basisstation AP₁ ausgesendete Datenpaket PACK beziehungsweise Aussendesignal AS an der Basisstation AP₂ ankommt. An der Basisstation AP₂ wird die lokale Zähleinrichtung beziehungsweise Zeiterfassungseinrichtung gestartet. 15 represents how the transmitted by the base station AP ₁ data packet PACK or emission signal AS arrives at the base station AP ₂ . At the base station AP ₂ , the local counting device or time detection device is started.

16 stellt dar, wie dasselbe Datenpaket PACK an der Basisstation AP₅ ankommt. Die lokale Zähleinrichtung der Basisstation AP₅ beginnt mit dem Zählen. 16 illustrates how the same data packet PACK arrives at the base station AP ₅ . The local counter of the base station AP ₅ starts counting.

17 stellt dar, wie die Basisstation AP₄ als letzte Basisstation das Datenpaket PACK empfängt, da die Basisstation AP₄ am weitesten von der Basisstation AP₁ entfernt ist. Die entsprechende lokale Zähleinrichtung startet den Zählvorgang. 17 illustrates how the base station AP ₄ as the last base station receives the data packet PACK, since the base station AP _{4 is} farthest from the base station AP ₁ . The corresponding local counter starts the counting process.

Zu diesem Zeitpunkt wird ein neuer Ablauf gestartet. Alle Basisstationen AP₂ bis AP₅ haben dasselbe Paket PACK beziehungsweise Aussendesignal AS empfangen, das durch die Basisstation AP₁ ausgesendet worden ist. Jetzt ist die interne Verarbeitungszeit in der mobilen Station MS abgelaufen und es wird ein Bestätigungssignal ACK beziehungsweise ein ACK-Paket an die Adresse der Basisstation AP₁ ausgesendet.At this time, a new process is started. All base stations AP ₂ to AP ₅ have received the same packet PACK or emission signal AS which has been transmitted by the base station AP ₁ . Now the internal processing time in the mobile station MS has expired and an acknowledgment signal ACK or an ACK packet is sent out to the address of the base station AP ₁ .

18 stellt dar, wie das Bestätigungssignal ACK, das durch die mobile Station MS ausgesendet worden ist, zuerst an der Basisstation AP₄ ankommt, da diese der mobilen Station MS örtlich am nächsten ist. Die mit 17 gestartete Zähleinrichtung wird nun gestoppt. 18 illustrates how the acknowledgment signal ACK transmitted by the mobile station MS first arrives at the base station AP ₄ because it is closest to the mobile station MS locally. With 17 started counter is now stopped.

19 stellt dar, wie das Bestätigungssignalpaket ACK bei der Basisstation AP₂ ankommt. Nun wird der dortige Zähler gestoppt. 19 represents how the acknowledgment signal packet ACK arrives at the base station AP ₂ . Now the local counter is stopped.

20 stellt dar, wie das Bestätigungssignal ACK bei der Basisstation AP₁ ankommt, wobei die dortige lokale Zeiterfassungseinrichtung gestoppt wird. 20 represents how the acknowledgment signal ACK arrives at the base station AP ₁ , where the local time detecting means is stopped there.

21 stellt dar, dass das Bestätigungssignal ACK bei der Basisstation AP₅ anlangt. Die dortige lokale Zeiterfassungseinrichtung wird gestoppt. 21 represents that the acknowledgment signal ACK arrives at the base station AP ₅ . The local time recording device is stopped there.

22 zeigt die Ankunft des Bestätigungssignals ACK an der Basisstation AP₃, die in diesem Fall von der mobilen Station MS am weitesten entfernt ist. Die Zeiterfassungseinrichtung der Basisstation AP₃ wird gestoppt. 22 shows the arrival of the acknowledgment signal ACK at the base station AP ₃ , which in this case is furthest from the mobile station MS. The time detection device of the base station AP ₃ is stopped.

Zu diesem Zeitpunkt haben alle Basisstationen AP ihre Messungen beendet. Diese Messungen entsprechen nicht direkt den Entfernungen, aufgrund der komplizierten Geometrie, die der gemessenen Zeit zugeordnet ist. Um auf der Grundlage dieser Messungen zu der Position der mobilen Station MS zu gelangen, müssen mathematische Verfahren angewendet werden. Derartige Verfahren sind in Verbindung mit den Ansprüchen beansprucht.To At this time, all base stations AP have completed their measurements. These measurements do not correspond directly to the distances, due the complicated geometry associated with the measured time is. On the basis of these measurements to the position of the mobile Station MS need to get mathematical methods are applied. Such methods are in connection with the claims claimed.

23 bis 29 sind zeitliche Darstellungen zum besseren Verständnis der verwendeten mathematischen Gleichungen (1) bis (6). 23 to 29 are time charts for a better understanding of the mathematical equations (1) to (6) used.

23 stellt dar, dass die Basisstation BS_m die Übertragung zu der mobilen Station MS beginnt. Da die Basisstation BS_i einen kleineren Abstand von der Basisstation BS_m als die mobile Station MS aufweist, wird das Paket PACK beziehungsweise das Aussendesignal AS zuerst an der Basisstation BS_i ankommen. 24 stellt dar, wie das Packet PACK bei der mobilen Station MS angelangt ist. 23 illustrates that the base station BS _m starts transmission to the mobile station MS. Since the base station BS _{i has} a smaller distance from the base station BS _m than the mobile station MS, the packet PACK or the transmission signal AS will first arrive at the base station BS _i . 24 represents how the packet PACK has arrived at the mobile station MS.

25 stellt dar, wie das Paket PACK bei der Basisstation BS_j ankommt, wobei diese eine Basisstation darstellt, die weiter als die mobile Station MS von der Basisstation BS_m entfernt positioniert ist. Gemäß 26 wird dargestellt, dass die mobile Station MS nun genug Zeit gehabt hat, ein Bestätigungssignal ACK vorzubereiten und dieses zu senden. In diesem besonderen Ausführungsbeispiel ist die Basisstation BS_j näher an der mobilen Station MS als jede andere Basisstation BS. 25 illustrates how the packet PACK arrives at the base station BS _j , representing a base station positioned further than the mobile station MS away from the base station BS _m . According to 26 It is shown that the mobile station MS has now had enough time to prepare and send an acknowledgment signal ACK. In this particular embodiment, the base station BS _{j is} closer to the mobile station MS than any other base station BS.

Gemäß 27 wird dargestellt, wie das Bestätigungssignal ACK an der Basisstation BS_m als nächsten Schritt in der Zeitdarstellung ankommt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Entfernung zwischen der mobilen Station MS und der Basisstation BS_m kleiner als die Entfernung zwischen der mobilen Station MS und der Basisstation BS_i. 28 stellt dar, wie das Bestätigungssignal ACK abschließend an der Basisstation BS_i ankommt. Es wird auf die unterschiedlichen Gradienten der durchgezogenen Linie hingewiesen, die durch die räumliche Geometrie der teilnehmenden Stationen verursacht ist.According to 27 It is shown how the acknowledgment signal ACK arrives at the base station BS _m as the next step in the time representation. According to this embodiment, the distance between the mobile station MS and the base station BS _{m is} smaller than the distance between the mobile station MS and the base station BS _i . 28 represents how the acknowledgment signal ACK finally arrives at the base station BS _i . Attention is drawn to the different gradients of the solid line caused by the spatial geometry of the participating stations.

29 stellt in vertikalen Richtungen die Zeitunterschiede dar, die durch die örtlichen internen Zeiterfassungseinrichtungen gemessen worden sind. Diese Informationen werden für den erfindungsgemäßen mathematischen Ansatz gemäß den Ansprüchen verwendet. 29 represents in vertical directions the time differences measured by the local internal time detectors. This information is used for the inventive mathematical approach according to the claims.

Die 30 zeigt schematisch eine Basisstation BS_m, die bei dem beschriebenen Verfahren zum Einsatz kommen kann. Die Basisstation BS_m weist hierzu die bereits erwähnte Zeiterfassungseinrichtung 110 sowie die Rechnereinrichtung 120 auf.The 30 schematically shows a base station BS _m , which can be used in the described method. The base station BS _m has for this purpose the already mentioned time recording device 110 and the computer device 120 on.

In der 31 ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Ortsbestimmung einer mobilen Station schematisch dargestellt. In einem ersten Schritt 210 werden zwei Signale AS, ACK zwischen einer m-ten Basisstation BS_m und der mobilen Station MS ausgetauscht. Mittels der Zeiterfassungseinrichtungen 110 werden in einem zweiten Schritt 220 die Zeitdauern zwischen dem Empfang der beiden Signale AS, ACK jeweils an allen weiteren Basisstationen erfasst. Im dritten Schritt 230 wird schließlich mittel der Rechnereinrichtung 120 der Ort der mobilen Station MS mittels der erfassten Zeitdauern errechnet.In the 31 the inventive method for determining the location of a mobile station is shown schematically. In a first step 210 two signals AS, ACK are exchanged between an mth base station BS _m and the mobile station MS. By means of time recording devices 110 be in a second step 220 the time periods between the reception of the two signals AS, ACK detected at each other base stations. In the third step 230 eventually becomes the computing device 120 the location of the mobile station MS is calculated by means of the detected time periods.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich insbesondere für die Ortsbestimmung außerhalb geschlossener (outdoors) Räume, da in diesem Fall in der Regel gewährleistet ist, dass sich keine Hindernisse zwischen den Stationen befinden, die die Übertragung zwischen den Stationen stören könnte.The method according to the invention and the device according to the invention are particularly suitable for positioning outside of closed (outdoors) spaces, as in this case it is usually ensured that there are no obstacles between the stations that could interfere with the transmission between the stations.

Claims

A method for determining the location of a mobile station (MS) by means of a plurality of base stations (BS ₁ , ... BS _m , ... BS _n ), characterized by exchanging two signals (AS, ACK) between one mth Base station (BS _m ) and the mobile station (MS); by means of time detection means detecting the time periods between the reception of the two signals (AS, ACK) respectively at all other base stations; by means of a computer device, calculating the location of the mobile station (MS) by means of the detected time periods.

Method according to Claim 1, characterized in that the first signal is a transmission signal (AS) transmitted by means of the mth base station (BS _m ) to the mobile station (MS) and to all further base stations; the second signal is an acknowledgment signal (ACK) sent to all base stations by means of the mobile station (MS) after it has received the broadcast signal (AS); all other base stations in each case a time recording device is assigned, each of which detects a period of time between the reception of the transmission signal (AS) and the receipt of the acknowledgment signal (ACK).

Method according to Claim 2, characterized by detection of the time duration (T _BSm ) between transmission of the emission _signal (AS) and reception of the confirmation _signal (ACK) by means of a time acquisition device assigned to one of the _mth base station (BS _m ).

Method according to one of the preceding claims 2 or 3, characterized in that the mobile station (MS) transmits the acknowledgment signal (ACK) after an internal processing time (T _process ).

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a for each one base station (BS _i ) detected time period by the equation

with T _process : = processing time at the mobile station (MS) = internal delay at the mobile station (MS) between receiving the transmission signal (AS) and responses by the acknowledgment signal (ACK). d (a, b): = the distance between two stations a and b. c: = speed of light in the medium. is determined.

A method according to claim 5, characterized in that the computer means arranges the equations (1) in a matrix form

A method according to claim 6, characterized in that the computer means the distances between base stations (BS) and mobile station (MS) by means of the following equation

calculated, where A is a matrix of complete order.

A method according to claim 7, characterized in that the computer means the distances between base stations (BS) and mobile station (MS) by means of the following equation

where x and y represent the corresponding abscissa and ordinate values of the stations.

A method according to claim 8, characterized in that the computer means the coordinates of the mobile station (MS) by means of the distances, trilateration and the following equation

calculated.

A method according to claim 9, characterized in that the computer means the coordinates of the mobile station (MS) by means of a method of least square error and the following equation

calculated.

Device for determining the location of a mobile station (MS) by means of a plurality of base stations (BS ₁ , ... BS _m , ... BS _n ), characterized by an m th base station (BS _m ) and the mobile station ( MS) for exchanging two signals (AS, ACK); Time detecting means for detecting the time periods between the reception of the two signals (AS, ACK) respectively at all other base stations; a computer device for calculating the location of the mobile station (MS) by means of the detected time periods.

Device according to claim 11, characterized in that the first signal is a transmission signal (AS) transmitted by means of the mth base station (BS _m ) to the mobile station (MS) and to all further base stations; the second signal is an acknowledgment signal (ACK) sent to all base stations by means of the mobile station (MS) after it has received the broadcast signal (AS); all other base stations in each case a time recording device is assigned, each of which detects a period of time between the reception of the transmission signal (AS) and the receipt of the acknowledgment signal (ACK).

Apparatus according to claim 12, characterized in that the _mth base station (BS _m ) is associated with a time detection _device for detecting the time duration (T _BSm ) between transmission of the emission _signal (AS) and receiving the confirmation _signal (ACK).

Apparatus according to claim 11, 12 or 13, characterized characterized in that the time recording devices each in the base stations are integrated.

Device according to one of the preceding claims 12 to 14, characterized by the mobile station (MS) for transmitting the acknowledgment signal (ACK) after an internal processing time (T _process )

Use of a device according to one of the preceding claims 11 to 15, characterized by the computer means for executing a Method according to one of the claims 5 to 10.