DE10201474A1 - Verfahren zur Bestimmung der Position eines Kommunikationsgeräts - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Ortes eines ersten Kommunikationsgerätes, bei dem DOLLAR A - ein zweites Kommunikationsgerät die Position des ersten Kommunikationsgeräts abfragt (LQ), DOLLAR A - überprüft wird, ob das zweite Kommunikationsgerät eine Berechtigung besitzt, diese Position abzufragen (VA), DOLLAR A - im Falle, dass das zweite Kommunikationsgerät diese Berechtigung besitzt, die Position des ersten Kommunikationsgeräts ermittelt wird (LD) und DOLLAR A - die ermittelte Position des ersten Kommunikationsgeräts an das zweite Kommunikationsgerät übertragen wird (TX).

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Position eines Kommunikationsgerätes.
• Um einen Mobilfunkteilnehmer die Kommunikation über Dienste eines Mobilfunknetzbetreibers zu ermöglichen, muss die Position des Mobilfunkteilnehmers bekannt sein. Zur Positionsermittlung oder Lokalisierung sind verschiedenste Techniken bekannt. Dazu gehören:
  
• a) Die Basismethode, welche im Wesentlichen auf eine Zellsektorenerkennung (Cell Sector Identifier) und den Timing- Advance-Parameter mit zusätzlichen Informationen des Basisstationssystems zurückgreift. Jede Zelle eines Mobilfunknetzes ist durch ihre Zellenidentifizierungen (CI: Cell Identification) eindeutig gekennzeichnet. Durch die Verwendung gerichteter Antennen an der Basisstation ist weiterhin eine Unterteilung der Zelle in einzelne Sektoren möglich. Der Timing-Advance-Parameter bezeichnet den notwendigen Unterschied, unterschiedliche Signallaufzeiten innerhalb einer Zelle auszugleichen, da diese ja in Abhängigkeit vom Abstand zur Basisstation unterschiedlich sind. Zur Bestimmung des Timing-Advance-Parameters misst die Basisstation kontinuierlich den Unterschied zwischen Sende- und Empfangsburst.
  Unter zusätzlichen Informationen, welche vom Basisstationssystem generiert werden, wird beispielsweise die Empfangsfeldstärke des Signals verstanden, welche ebenfalls zur Bestimmung der Positionsdaten beiträgt.
  Die erzielbare Genauigkeit der Ortsbestimmung liegt hier abhängig von der Zellengröße, welche beispielsweise zwischen ländlichem Bereichen und Stadtgebieten variiert, zwischen mehreren hundert Metern und einigen Kilometern.
• b) Die E-OTD-Methode (Enhanced Observed Time Difference) bei dem die Verzögerung der Signale von benachbarten Basisstationen bestimmt wird. Die Genauigkeit liegt in einem Großteil der Fälle zwischen 30 und 300 m.
• c) Die GPS-Methode (Global Positioning System), bei der auf ein weltweites Satellitensystem zur Ortung und Navigation zurückgegriffen wird. Mit Weiterbildungen wie differentiellem GPS, welches auch oft als Advanced GPS (A-GPS) bezeichnet wird, sind Genauigkeiten im Meterbereich erzielbar.
• Generell hängt die Genauigkeit dieser Methoden von einer Vielzahl von Faktoren ab. Bei der Basismethode spielen insbesondere die Größe der Funkzelle, der Typ der Basisstation, nämlich ob es sich um eine ganze oder sektorisierte Zelle handelt, die Entfernung des Endgerätes vom Mittelpunkt der Zelle, der sogenannte Timing-Advance-Wert, weiterhin die Genauigkeit der Timing-Advance-Messung, inwieweit sich Signale auf direktem Weg ausbreiten (LOS: Line Of Site) und die Anzahl der Basisstationen, die das Endgerät "hören" kann, eine Rolle.
• Bei der E-OTD-Methode muss das Endgerät mindestens drei Basisstationen "hören". Genauigkeitsbegrenzende Faktoren sind hier insbesondere die mehrwegige Ausbreitung, die Anzahl der empfangenen Basisstationen, Line Of Site-Bedingungen, Interferenz mit benachbarten Kanälen, die Kapazität des Endgerätes, die OTD-Werte präzise zu bestimmen sowie die Geschwindigkeit des sich bewegenden Teilnehmers. In der Mehrzahl der Fälle ergibt sich hier eine Genauigkeit zwischen 30 und 300 Metern.
• Beim Einsatz der GPS-Methode kann das Kommunikationsgeräts seine Position selbstständig ermitteln, jedoch ist innerhalb von Gebäuden keine Positionsbestimmung möglich. Daher ist entweder eine Unterstützung durch das Mobilfunknetz oder eine Kombination mit anderen Technologien, beispielsweise E-OTD, sinnvoll.
• Auf der einen Seite ermöglicht erst die Bestimmung des Ortes das Durchführen von Kommunikation und weiterhin das Anbieten von sogenannten ortsabhängigen Diensten (LBS: Location Based Services). Andererseits handelt es sich bei der Information, wo sich der Benutzer eines Kommunikationsgeräts, beispielsweise ein Mobilfunkteilnehmer, aufhält, um eine sensitive Information, die, wenn sie zu nicht gerechtfertigten Zwecken herangezogen wird, einen gravierenden Eingriff in die Persönlichkeitsrechte des Benutzers darstellt.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verfahren zur Ermittlung des Ortes eines Kommunikationsgerätes anzugeben, welches einen Missbrauch der Kenntnis, wo sich das Kommunikationsgerät befindet, verhindert.
• Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
• Erfindungsgemäß wird, wenn die Position eines ersten Kommunikationsgerätes abgefragt wird, überprüft, ob der Abfragende, ein zweites Kommunikationsgerät, eine Berechtigung besitzt, diese Position zu erfahren. Nur im Falle, dass er sie besitzt, erfährt er die Position des Kommunikationsgerätes, welche dann ermittelt und an ihn übertragen wird. Dadurch wird verhindert, dass Unberechtigte erfahren, wo sich beispielsweise eine andere Person aufhält.
• In Weiterbildungen wird die Berechtigung in Abhängigkeit von weiteren Parametern modifiziert. Hierbei handelt es sich um die Uhrzeit oder um den Ort, an dem sich ein Kommunikationsgerät befindet. Eine weitere Modifikation besteht darin, dass über die Berechtigung auch die Genauigkeit, mit der der Aufenthaltsort des Kommunikationsgerätes bestimmt wird, definiert wird. Dies ist beispielsweise über die Verwendung der eingangs beschriebenen unterschiedlichen Ortungstechniken möglich.
• Die Benutzerfreundlichkeit wird erhöht, indem die Liste, welche die Berechtigungen zur Bestimmung der Position enthält, vom Kommunikationsgerät aus angepasst werden kann. Die Liste der Berechtigungen kann dazu im Kommunikationsgerät gespeichert sein, oder an einer zentralem Einheit des Kommunikationsnetzes hinterlegt sein.
• In Fig. 1 ist eine beispielhafte Ausgestaltung eines Verfahrens zu sehen, bei dem der Ort eines Kommunikationsgerätes nur bei Vorliegen einer entsprechenden Berechtigung bestimmt wird. Von einem zweiten Kommunikationsgerät aus wird abgefragt, wo sich ein erstes Kommunikationsgerät befindet (LQ: Location Query: Ortsabfrage). Bei den Kommunikationsgeräten kann es sich um ein beliebiges Gerät handeln, welches Zugang zu einem Kommunikationsnetz besitzt. Hierzu gehören beispielsweise Mobiltelefone, PDA's (Personal Digital Assistent), mobile Computer, fest installierte Computer mit einem Modem oder auch Festnetz-Telefongeräte. Die Ortsabfrage LQ kann optional festlegen, wie genau der Ort des zweiten Kommunikationsgerätes bestimmt werden soll. Dies beinhaltet auch, welche der eingangs beschriebenen Positionsermittlungsmethoden zur Lokalisierung verwendet wird.
• Im nächsten Schritt wird überprüft, ob eine gültige Berechtigung VA (Valid Authorisation) für das anfragende Kommunikationsgerät vorliegt. Eine gültige Berechtigung VA kann für einen Benutzer oder ein Kommunikationsgerät erteilt werden. Eine Berechtigung für ein Kommunikationsgerät greift auf Identifikationsparameter zurück, mit denen das Kommunikationsgerät im Kommunikationsnetz identifiziert wird, beispielsweise über die Teilnehmerkennung, etwa im GSM System die sogenannte IMSI (International Mobile Subscriber Identity). Im Falle, dass die Ortsabfrage LQ von einem Rechner aus getätigt wird, der mehreren Personen zugänglich ist, kann ein berechtigter Nutzer über ein entsprechenden Passwort identifiziert werden. Liegt nun eine gültige Berechtigung VA nicht vor, so wird der Vorgang zu Ende E geführt, das heißt, dass beispielsweise das zweite Kommunikationsgerät eine Nachricht erhält, dass es nicht berechtigt ist, diese Ortsabfrage durchzuführen.
• Diese gültige Berechtigung AV oder eine Liste von gültigen Berechtigungen AV wird wahlweise im Kommunikationsgerät oder einer zentralen Einrichtung im Netz abgespeichert. Eine Speicherung in einer zentralen Einrichtung des Netzes weist auch den Vorteil auf, dass im Kommunikationsgerät dazu kein Speicherbedarf anfällt. Eine Speicherung im Kommunikationsgerät gewährleistet unter Umständen eine höhere Sicherheit, dass die Berechtigungsliste nicht ungewünscht manipuliert wird.
• Im Falle, dass eine gültige Berechtigung VA vorliegt, wird die Ortsermittlung LD (LD: Location Determination) durchgeführt. Hierzu kann beispielsweise in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit der Ortsbestimmung LD auf die eingangs beschriebenen Methoden zurückgegriffen werden. Die ermittelten Ortsdaten werden dann in einem Übermittlungsschritt TX an das zweite Kommunikationsgerät übermittelt. Optional werden in diesem Schritt die bei der Ortsermittlung LD ermittelten Daten nochmals aufbereitet, beispielsweise auch vergröbert, wenn die Genauigkeit der Ortsbestimmung größer war als die durch die gültige Berechtigung VA erlaubte.
• Die Vorgänge im Entscheidungsbereich D (Decision) werden in Abhängigkeit von der Gestalt einer Berechtigungstabelle, in der die einzelnen Berechtigungen aufgelistet werden, noch feiner aufgespaltet. Tabelle 1 Berechtigungsliste
  
  
• In Tabelle 1 ist eine beispielhafte Berechtigungsliste zu sehen. Person A, beispielsweise die Mutter, besitzt die Berechtigung, den Ort des ersten Kommunikationsgeräts, beispielsweise dem Mobilfunkendgerät der Tochter, welches sich normalerweise bei der Tochter befindet, zu jedem Zeitpunkt, an allen Orten, wo sich die Tochter befindet (Ort 1), sowie von allen Orten, an denen sich die Mutter befindet (Ort 2) mit der maximalen Genauigkeit zu bestimmen. Ein beispielhafter Ablauf der Ortsermittlung wäre dann Folgender:
  Das Telefon der Mutter schickt eine Nachricht, beispielsweise eine SM (Short Message) oder eine Nachricht über das Internet, mit der Anfrage zur Ortsabfrage LQ an das Telefon der Tochter. Das Telefon der Tochter identifiziert den Sender, beispielsweise anhand der Telefonnummer oder der IP-Adresse (IP: Internet Protocol) des Absenders, und überprüft, ob dieser in der Berechtigungsliste auftaucht und mit den entsprechenden Rechten versehen ist, und somit berechtigt ist, die Position abzufragen. Da die Mutter in dieser Liste mit allen Rechten versehen ist, ermittelt das Telefon der Tochter seine relative Position, beispielsweise mit Hilfe der eingangs beschriebenen Methoden. Da die Mutter weiterhin die Berechtigung besitzt, die Ortsermittlung mit maximaler Genauigkeit durchzuführen, wird zur Ortsermittlung auf die verfügbare Methode zurückgegriffen, welche die größte Genauigkeit aufweist. Die ermittelten Koordinaten werden in einer Nachricht zurück an das Telefon der Mutter gesendet. Das Telefon der Mutter berechnet nun aus den relativen Koordinaten, die das Telefon der Tochter geschickt hat, die absolute Position der Tochter. Diese Umrechnung kann im Telefon selbst erfolgen oder auch über eine entfernte, beispielsweise auf einem Server ablaufende, Applikation unter der Zuhilfenahme von WAP (WAP: Wireless Application Protocoll) oder anderen Netzwerkdiensten. Optional wird vom Netzbetreiber als Nachricht direkt die Position, beispielsweise als grafische Karte oder Text, an das Telefon der Mutter zurückgeschickt.
• Die Konsequenzen einer beschränkten Berechtigung werden anhand einer weiteren Person B, beispielsweise eines Freundes, erläutert. Die Berechtigung zur Ortsermittlung ist derart beschränkt, das Person B die Position des ersten Kommunikationssystemgerätes nur ermitteln kann, wenn sie sich in einem bestimmten Gebiet, beispielsweise der Stadt A, befindet und sich dort aus das erste Kommunikationsgerät befindet. Es wird weiterhin festgelegt, das die Genauigkeit der Ortsermittlung nicht maximal ist, was beispielsweise bei der Verwendung von A-GPS (Advance-GPS) eine Genauigkeit im Meterbereich bedeuten würde, sondern nur andere Methoden, welche weniger genau sind, beispielsweise E-OTD.
• Die Berechtigungen können auch zeitlich beschränkt erteilt werden. Dies wird anhand der Person C, beispielsweise des Arbeitgebers, erläutert. Dieser besitzt eine unbeschränkte Berechtigung, zu wissen wo sein Angestellter sich in der Zeit von 8 bis 18 Uhr aufhält. In diesem Zeitraum wird die Ortsermittlung mittels einer GPS-Methode durchgeführt. Außerhalb der Arbeitszeit darf Person C die Ortsermittlung nur auf Anfrage durchführen. Das heißt, dass er eine Ortsermittlungsanfrage LQ an den Arbeitnehmer mit dem ersten Kommunikationsgerät schickt, dieser entscheidet dann, ob er die Ortsermittlung zulässt oder nicht und dementsprechend wird die Ortsermittlung durchgeführt oder nicht. Damit der Arbeitgeber nicht Druck auf den Arbeitnehmer ausüben kann, die Ortsanfrage LQ in jedem Fall zu gestatten, kann als Rückmeldung an das anfragende Kommunikationsgerät auch gesendet werden, dass die Ortsermittlung LD derzeit nicht durchführbar ist, weil beispielsweise die Netzinfrastruktur fehlt. Diese Rückmeldung erscheint auch, wenn die Netzinfrastruktur tatsächlich im betreffenden Moment keine Ortsermittlung zulässt.
• Die Berechtigung kann vielfach anders modifiziert werden, um an die jeweiligen Erfordernisse angepasst zu werden:
  Ortung von Kindern ist beispielsweise von deren Eltern erwünscht, Ortung von Fahrzeugen beim sogenannten Flottenmanagment von Fuhrunternehmern, Ortung von Arbeitnehmern innerhalb von Großeinrichtungen wie Labors, um sie im Notfall leichter auffinden zu können, um nur einige Beispiele zu nennen.
• Weiterhin ist unter Umständen, nicht nur der momentane Aufenthaltsort interessant, sondern auch die bis dahin zurückgelegte oder weiterhin eingeschlagene Route, das heißt, in welche Richtung oder/und mit welcher Geschwindigkeit der Teilnehmer sich bewegt. Auch Geschwindigkeitsermittlung oder Richtungen, oder die Länge, auf der sich eine Route zurückverfolgen lässt, sind daher als Modifikationsparameter für die gültige Berechtigung VA heranziehbar, um wiederum nur einige Beispiele aufzugreifen. Bezugszeichenliste LQ Ortsabfrage
  VA gültige Berechtigung
  E Ende
  LD Ortsbestimmung
  IX Übermittlung
  

Claims (8)

1. Verfahren zur Bestimmung der Position eines ersten Kommunikationsgeräts, bei dem
ein zweites Kommunikationsgerät die Position des ersten Kommunikationsgeräts abfragt (LQ),
überprüft wird, ob das zweite Kommunikationsgerät eine Berechtigung besitzt, diese Position abzufragen (VA),
im Falle, dass das zweite Kommunikationsgerät diese Berechtigung besitzt, die Position des ersten Kommunikationsgeräts ermittelt wird (LD) und
die ermittelte Position der ersten Kommunikationsgeräts an das zweite Kommunikationsgerät übertragen wird (TX).

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Berechtigung (VA) in Abhängigkeit von der Zeit vorliegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Berechtigung (VA) in Abhängigkeit von dem Gebiet vorliegt, in dem sich das erste Kommunikationsgerät befindet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Berechtigung (VA) in Abhängigkeit von dem Gebiet vorliegt, in dem sich das zweite Kommunikationsgerät befindet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Berechtigung (VA) auch die Genauigkeit der Bestimmung der Position des ersten Kommunikationsgeräts festlegt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Liste von Berechtigungen (VA) zur Bestimmung der Position des ersten Kommunikationsgeräts für zumindest ein weiteres Kommunikationsgerät, vom ersten Kommunikationsgerät aus modifizierbar ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Berechtigung (VA) in einer zentralen Einheit eines Kommunikationsnetzes gespeichert ist.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, bei dem die Berechtigung (VA) im ersten Kommunikationsgerät gespeichert ist.