DE102015122145A1 - Method for improved position determination of a mobile station within a mobile radio network - Google Patents

Method for improved position determination of a mobile station within a mobile radio network Download PDF

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DE102015122145A1 DE102015122145.4A DE102015122145A DE102015122145A1 DE 102015122145 A1 DE102015122145 A1 DE 102015122145A1 DE 102015122145 A DE102015122145 A DE 102015122145A DE 102015122145 A1 DE102015122145 A1 DE 102015122145A1
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Abstract

Ein Verfahren (500) zur Positionsbestimmung einer Mobilstation innerhalb eines Mobilfunknetzes umfasst: Übertragen (501) von mindestens drei Funksignalen zwischen der Mobilstation und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen, wobei zumindest jedes von den drei Funksignalen eine zeitliche Information umfasst, die eine Absendezeit des entsprechenden Funksignals anzeigt; Berechnen (502) einer Zeitverzögerung für jedes der mindestens drei Funksignale auf der Basis einer Differenz zwischen einer Ankunftszeit und der Absendezeit des entsprechenden Funksignals; Abrufen (503) der Information für jedes der mindestens drei Funksignale über die Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals aus einem Datenspeicher; Berechnen (504) eines Abstands der Mobilstation von der entsprechenden Basisstation für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste; und Bestimmen eines Orts (505) der Mobilstation basierend auf der Trilateration der mindestens drei Abstände.A method (500) for determining the position of a mobile station within a mobile radio network comprises: transmitting (501) at least three radio signals between the mobile station and a corresponding number of at least three base stations, wherein at least each of the three radio signals comprises a time information comprising a transmission time of the mobile station indicates corresponding radio signal; Calculating (502) a time delay for each of the at least three radio signals based on a difference between an arrival time and the dispatch time of the corresponding radio signal; Retrieving (503) the information for each of the at least three radio signals about the transmission path losses of the corresponding radio signal from a data memory; Calculating (504) a distance of the mobile station from the corresponding base station for each of the at least three radio signals based on the time delay and the information about the transmission path losses; and determining a location (505) of the mobile station based on the trilateration of the at least three distances.

Description

  • TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
  • Die vorliegende Druckschrift betrifft ein Verfahren zur verbesserten Positionsbestimmung einer Mobilstation beziehungsweise eines Handgeräts innerhalb eines Mobilfunknetzes, das zum Beispiel ein Funknetz mit mindestens drei Basisstationen und einen Funknetz-Controller umfasst. The present document relates to a method for improved position determination of a mobile station or a handheld device within a mobile radio network, which comprises, for example, a radio network with at least three base stations and a radio network controller.
  • HINTERGRUNDBACKGROUND
  • Dienstleistungen, die auf der Positionsbestimmung basieren, sind heutzutage in den meisten Fällen Teil von allem, von Kontrollsystemen bis zu den präzisionsgelenkten Waffen, die sich auf die sphärische Trigonometrie durch eine Vielzahl von Antennen beziehen. Typischerweise haben die meisten Endgeräte der Vorrichtungen der Mobilkommunikation einen integrierten GPS-Chip, der seinem Benutzer alle gewünschten Informationen über die Position zur Verfügung stellt. Jedoch ist das Benutzen von einem solchen satellitengestützten System eine Frage von erhöhten Kosten aufgrund der technischen Komplexität des Systems und das gibt dem GPS-System einen weltweiten Vorteil oder sogar eine Monopolstellung über andere Lösungen, wie zum Beispiel das Galileo-Satellitennavigation-System. Die Abhängigkeit von dem US-Verteidigungsministerium-GPS-System ist riesig zumindest von den verschiedenen und weltweiten zivilen Anwendungen, da es ein essentieller Teil vom Alltag von Millionen Menschen weltweit geworden ist. Es gibt fast kein ähnliches System, das die Rolle, die das GPS-System in der Gesellschaft spielt, übernehmen könnte, wenn zum Beispiel das GPS-System, wegen eines Konfliktes, ausgeschaltet wird. Positioning-based services nowadays are in most cases part of everything, from control systems to precision-guided weapons, which relate to spherical trigonometry through a variety of antennas. Typically, most mobile communication devices have a built-in GPS chip that provides their users with all desired location information. However, using such a satellite-based system is a matter of increased cost due to the technical complexity of the system, and this gives the GPS system a worldwide advantage or even monopoly over other solutions, such as the Galileo satellite navigation system. Dependence on the US Department of Defense GPS system is huge, at least from the various and global civilian applications, as it has become an essential part of the daily lives of millions of people worldwide. There is almost no similar system that could take over the role that the GPS system plays in society when, for example, the GPS system is turned off because of a conflict.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung von einem solchen auf GPS satellitengestützten Positionsbestimmungssystem 100 und eine beispielhafte Verteilung von Satelliten 101 um die Erdbahn 102 herum. 1 shows a schematic representation of such a GPS satellite-based positioning system 100 and an exemplary distribution of satellites 101 around the Earth's orbit 102 around.
  • Das GPS ist ein Satellitennavigations- und Positionsbestimmungssystem, das aus nicht weniger als 24 Satelliten (dazu noch welche, die man ‚,Hot Spares‘‘ nennen kann, wenn eins davon ausfällt) auf 6 verschiedenen Umlaufebenen mit 4 Satelliten pro Ebene auf ungefähr 20.200 km Höhe besteht, wobei der Neigungswinkel 55° beträgt. Die Grundlage des GPS wird aus den verschiedenen Kugeln der Satelliten gebildet. Um eine Position eines Satelliten zu bestimmen, misst der GPS-Empfänger eine sehr genaue Dauer der Signallaufzeit (die Höhe der Umlaufbahn des Satelliten) und mit dem Zeitpunkt die eigentliche Position auf der Umlaufbahn des Satelliten. Die Probleme der Abweichungen aufgrund der Fehler beim Senden des Signals, die von atmosphärischen Störungen verursacht werden können, müssen korrigiert werden. The GPS is a satellite navigation and positioning system consisting of no less than 24 satellites (plus what one may call "hot spares" if one fails) on 6 different orbital planes with 4 satellites per plane at about 20,200 km Height is, with the inclination angle is 55 °. The basis of the GPS is formed from the different orbs of the satellites. To determine a position of a satellite, the GPS receiver measures a very precise duration of the signal travel time (the altitude of the orbit of the satellite) and at the time the actual position in the orbit of the satellite. The problems of deviations due to the errors in the transmission of the signal, which may be caused by atmospheric noise, must be corrected.
  • Eine GPS-Positionsbestimmung findet statt, wenn man ,,in Sicht‘‘ von mindestens drei Satelliten und zusätzlich von einem der 24 aktiven GPS-Satelliten auf der Umlaufbahn ist. Die ersten drei Satelliten bestimmen den Standort von jemandem und der Vierte ermöglicht die Berechnung eines Korrekturwertes für alle Messungen, wenn es notwendig ist. Der Korrekturwert wird von dem satellitengestützten Erweiterungssystem [Satellite-Based-Augmentation-System (SMAS)] zur Verfügung gestellt, der aufgrund der Störungen der verschiedenen Teilchen in der Ionosphäre und darunter – aus der Perspektive des Satelliten gesehen-, hauptsächlich Wasserteilchen in der Troposphäre, gebraucht wird. Außerdem ermöglicht er die Anpassung der gemessenen Zeit und die Synchronisierung der Zeit der Satelliten mit der Weltzeit, so dass man eine ,,Fadenkreuz‘‘-Positionsbestimmung, beziehungsweise Linien-Kreuzung der Positionsbestimmung [lines of position (LOP)] bei einer einzelnen Position innerhalb eines Toleranzbereiches von ungefähr 10 Metern, genauso wie mit einer waagrechten Genauigkeit für Erholungs-/Verbrauchergeräte und viele Mobiltelefonen, bis hinzu nur 1 mm wie zum Beispiel im militärischen Gebrauch, erreicht. GPS positioning takes place when one is "in sight" of at least three satellites and, in addition, one of the 24 active GPS satellites in orbit. The first three satellites determine someone's location, and the fourth allows calculation of a correction value for all measurements, if necessary. The correction value is provided by the Satellite Based Augmentation System (SMAS), which is due to the disturbances of the various particles in the ionosphere and below, as viewed from the satellite's perspective, mainly water particles in the troposphere, is needed. It also allows the adjustment of the measured time and the synchronization of the time of the satellites with the world time, so that a "cross hairs" - position determination, or line intersection of the positions [LOP] at a single position within a tolerance range of about 10 meters, as well as with a horizontal accuracy for recovery / consumer equipment and many mobile phones, up to only 1 mm as achieved, for example, in military use.
  • Eine Positionsbestimmung durch das Globale-Positionsbestimmungssystem (GPS) ist möglich, wenn das mobile Endgerät ,,in Sicht‘‘ von mindestens drei und vorzugsweise von einem zusätzlichen Satelliten von den 24 GPS-Satelliten im Orbit ist, die die Positionsdaten des mobilen Endgeräts zur Verfügung stellen. Positioning by the Global Positioning System (GPS) is possible when the mobile terminal is "in sight" of at least three, and preferably one, additional satellite of the twenty-four GPS satellites orbiting the position data of the mobile terminal put.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines geographischen Gebietes 200, das von dem in 1 dargestellten satellitengestützten Positionsbestimmungssystem 100 abgedeckt ist und die beispielhaften Zeitverzögerungen von drei Satelliten-Signalen, die auf ihrem aktuellen Ort, auf der Bewegungsrichtung der Bewegung, der Bahngeschwindigkeit und der Zeit basieren. In der beispielhaften Anordnung deckt ein erster Satellit SAT1 das geographische Gebiet innerhalb eines ersten Kreises 201 ab, dessen Radius dem Abstand, der ein vom ersten Satelliten SAT1 emittiertes Funksignal binnen 0.5 Sekunden abdecken kann, entspricht. Ein zweiter Satellit SAT2 deckt das geographische Gebiet innerhalb eines zweiten Kreises 202 ab, dessen Radius dem Abstand, der ein vom zweiten Satelliten SAT2 emittiertes Funksignal binnen 0.4 Sekunden abdecken kann, entspricht. Ein dritter Satellit SAT3 deckt das geographische Gebiet innerhalb eines dritten Kreises 203 ab, dessen Radius dem Abstand, der ein vom dritten Satelliten SAT3 emittiertes Funksignal binnen 0.3 Sekunden abdecken kann, entspricht. 2 shows a schematic representation of a geographical area 200 that of the in 1 illustrated satellite positioning system 100 and the exemplary time delays of three satellite signals based on their current location, motion direction, orbit velocity, and time. In the exemplary arrangement, a first satellite SAT1 covers the geographic area within a first circle 201 whose radius corresponds to the distance that can cover a radio signal emitted by the first satellite SAT1 within 0.5 seconds. A second satellite SAT2 covers the geographical area within a second circle 202 whose radius is the distance, the radio signal emitted by the second satellite SAT2 within 0.4 seconds can cover. A third satellite SAT3 covers the geographical area within a third circle 203 whose radius corresponds to the distance that can cover a radio signal emitted by the third satellite SAT3 within 0.3 seconds.
  • Die genaue Stationierung jedes Satelliten SAT1, SAT2, SAT3 auf der eigenen Umlaufbahn ist sehr entscheidend und der wichtigste Punkt, um einen Standort auf der Oberfläche der Erde mit hoher Genauigkeit bestimmen zu können. Zu diesem Zweck muss ein sehr weiterentwickeltes und teures Antenne-Steuerung- und Überwachung-System für die ganze GPS-Lösung, bis hin zu jedem Satelliten auf der eigenen Satelliten-Umlaufbahn, installiert werden. Die eigentliche Position und das Timing von jedem GPS-Satelliten ist die wichtigste Grundlage, um durch ein GPS-Positionsbestimmungssystem einen Standort zu bestimmen. The exact stationing of each satellites SAT1, SAT2, SAT3 in their own orbit is very crucial and the most important point to be able to determine a location on the surface of the earth with high accuracy. To do this, a very advanced and expensive antenna control and monitoring system needs to be installed for the entire GPS solution, right down to each satellite in its own satellite orbit. The actual position and timing of each GPS satellite is the most important basis for determining a location through a GPS positioning system.
  • Der öffentliche Coarse/Acquisition(C/A)-Code hat eine viele geringere Genauigkeit (gut unter 3 Metern). Die tatsächliche Geometrie der Satelliten auf der Umlaufbahn bezüglich der empfangenden Seite beeinflusst direkt die Genauigkeiten der Messungen. Eine Messung der Geometrie des Satelliten wird Verringerung der Genauigkeit [Dilution of Precision (DOP)] genannt. Die genauere Positionsbestimmung innerhalb eines Gebietes kleiner als 3 Meter oder noch kleiner ist nur durch Anwendung von einem Differentiell-GPS-Verfahren möglich, das für die meisten der Benutzer ausgeschlossen ist. Es wird nur in einem sogenannten Precisions/Encrypted(P/Y)-Code in einem getrennten Kanal benutzt, der nur in nicht-öffentlichen / militärischen Anwendungen benutzt wird. The public Coarse / Acquisition (C / A) code has a much lower accuracy (well below 3 meters). The actual geometry of the satellites in the orbit with respect to the receiving side directly affects the accuracies of the measurements. A measurement of the satellite's geometry is called Dilution of Precision (DOP). The more accurate position determination within an area smaller than 3 meters or even smaller is possible only by using a differential GPS method which is excluded for most of the users. It is only used in a so-called Precision / Encrypted (P / Y) code in a separate channel, which is used only in non-public / military applications.
  • Ein Fehler in der berechneten GPS-Position eines Gegenstandes auf der Oberfläche der Erde wird zum Beispiel bei der durchgeführten Triangulation festgestellt, da die gemessenen Zeiten genau identisch sein müssen. Jede Abweichung von einem gemessenen Zeitwert stellt einem Fehler dar. An error in the calculated GPS position of an object on the surface of the earth is detected, for example, in the performed triangulation, since the measured times must be exactly identical. Any deviation from a measured time value represents an error.
  • Tabelle 1 nach der Internet-Veröffentlichung:
    <http://www.microsurvey.com/support/fieldgenius/documentation/PositionAccuracy.pdf> stellt einen Einblick zu den systematischen Fehlern, die bei der GPS Positionsbestimmung auftreten, zur Verfügung und gibt dem Benutzer ein Verständnis dafür richtige Verfahren anzuwenden.
    Fehler Beschreibung Mögliche Größenordnung Methoden zu Verringerung
    Broadcast Ephemeriden Bahnen 25 m Verwende differentielle Korrekturen, benutze genaue Ephemeriden
    Satellitenuhr 10 m Verwende differentielle Korrekturen, benutze berechnete Uhr Korrekturen
    Ionosphärische und troposphärische Ausbreitungen 2–150 m Verwende differentielle Korrekturen, benutze Dual-Frequenz-Sensoren, die Basislinien sollten vernünftig sein, sonst wird die Modellierung erforderlich, vermeide die Zeiträume mit hoher Sonnenaktivität
    Selektive Verfügbarkeit 50 m Existiert nicht mehr
    Geräusch des Empfängers 0.0002 m–1.5 m Benutze identische Sensoren für Referenz- und Rover Paare
    Uhr des Empfängers 10 m Verwende differentielle Korrekturen
    Signal-Mehrweg 0.001 m–20 m Antenne Grundplatten, wechselnde Umgebung, Signalanalsye
    Tab. 1: Systematische Fehler, die bei der GPS Positionsbestimmung auftreten.
    Table 1 after the Internet publication:
    < http://www.microsurvey.com/support/fieldgenius/documentation/PositionAccuracy.pdf > Provides insight into the systematic errors that occur in GPS positioning and gives the user an understanding of how to apply proper procedures.
    Error Description Possible order of magnitude Methods for reduction
    Broadcast ephemeris tracks 25 m Use differential corrections, use exact ephemeris
    satellite clock 10 m Use differential corrections, use calculated clock corrections
    Ionospheric and tropospheric dispersions 2-150 m Use differential corrections, use dual-frequency sensors, baselines should be reasonable, otherwise modeling will be required, avoid periods of high solar activity
    Selective availability 50 m Does not exist anymore
    Noise of the receiver 0.0002 m-1.5 m Use identical sensors for reference and rover pairs
    Clock of the receiver 10 m Use differential corrections
    Signal multipath 0.001m-20m Antenna base plates, changing environment, signalanalsye
    Tab. 1: Systematic errors that occur during GPS position determination.
  • Daraus folgt, dass der Aufwand für ein hervorragendes GPS-System fast ohne (Budget) Grenzen sein kann, aufgrund der Ausgaben für Satelliten Hardware, wegen einer Mehrzahl von verschiedenen Bodenstationen (z. B. Antenne, Steuerung, Überwachung), Hard- und Software und wegen des Managements von sehr großen Rechenzentren – insgesamt –, die man nur braucht nur, um die benötigte Signaltechnik zu erreichen, um die Berechnung in einer schon sehr hochgradig feinkörnigen Positionsbestimmung durchzuführen, wie es das GPS leistet.It follows that the overhead of an excellent GPS system can be almost without (budget) limits, due to spending on satellite hardware, because of a variety of different ground stations (eg, antenna, control, monitoring), hardware and software and because of the management of very large data centers - all in all - all you need is to get the signal technology you need to perform the calculation in a very high-precision fine-grained position, as the GPS does.
  • Eine neue GPS-Übertragung mit einer Aktualisierung aller wichtigen Informationen einer Ortung wird in Sequenzen von mindestens allen 30 Sekunden aktualisiert, außer für militärische Zwecke, bei denen die Sequenzen in viel kürzeren Zeitintervallen aktualisiert werden. A new GPS transmission with an update of all important information of a location is updated in sequences of at least every 30 seconds, except for military purposes, where the sequences are updated in much shorter time intervals.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines globalen Positionsbestimmungssystem [Global Positioning System (GPS)] 300 in Zusammenwirkung mit einem Mobilfunknetz 301, um den Standort eines Mobilfunkendgerätes 302 z. B. durch den im Mobilfunkendgerät 302 eingebauten A-GPS-Chip mit hoher Präzision zur Verfügung zu stellen. Das Mobilfunknetz 301 stellt Unterstützungsdaten 303 zur Verfügung, wie beispielsweise die benötigten Ruhezeiten in der Abwärtsstrecke des UEs 302, um die Detektierbarkeit des benachbarten BSS/(e)NodeB oder jeder anderen (zukünftigen) Antennenlösung des UEs 302 bereitzustellen. 3 shows a schematic representation of a Global Positioning System (GPS) 300 in cooperation with a mobile network 301 to the location of a mobile station 302 z. B. by the in the mobile station 302 built-in A-GPS chip with high precision to provide. The mobile network 301 provides support data 303 available, such as the required rest periods in the downlink of the UEs 302 to detect the detectability of the neighboring BSS / (e) NodeB or any other (future) antenna solution of the UE 302 provide.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung einer allgemeinen Anordnung der Architektur 400 der Positionsbestimmung des UEs in UTRAN gemäß dem 3GPP TS 25.305. 4 shows a schematic representation of a general arrangement of the architecture 400 the positioning of the UE in UTRAN according to the 3GPP TS 25.305.
  • Bezüglich der Fähigkeiten zur Positionsbestimmung des Mobilfunknetzes steht auf Seite 11 des Kapitels 4.2 vom 3GPP TS 25.305, gemäß http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/25305-b00.pdf, geschrieben: „Die Positionsbestimmung des UEs erfolgt in zwei Schritten: Messung der Signale und eine Schätzung des Standortes und seine optionale Berechnung der Geschwindigkeit basierend auf den Messungen‘‘. Dabei kann die Messung des Signals vom Endgerät [bzw. User Equipment (EP)] – [mobil initiiert bzw. mobile originated, MO], vom NodeB und/oder einem (eventuell alleinstehenden) Positionsbestimmungs-Gerät [bzw. Location Measurement Unit (LMU)] – [mobil abgeschlossen bzw. mobile terminated, MT] durchgeführt werden.With regard to the capabilities for determining the position of the mobile network, see page 11 of Chapter 4.2 of 3GPP TS 25.305, according to http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/25305-b00.pdf , written: "The positioning of the UE is done in two steps: measurement of the signals and an estimate of the location and its optional calculation of the speed based on the measurements ''. The measurement of the signal from the terminal [or User Equipment (EP)] - [mobile originated, MO], the NodeB and / or a (possibly stand-alone) position-determining device [resp. Location Measurement Unit (LMU)] - [mobile terminated or mobile terminated, MT].
  • Die Funknetz-Positionsbestimmungen eines UEs an Hand der Ankunftszeit [bzw. Time of Arrival (TOA)] eines bekannten Signals von einem UE sollten von vier oder mehreren LMUs empfangen werden. Diese LMUs sollten dann in der geographischen Nähe von dem UE platziert sein, um die TOA der Signalblöcke, die von der UE zur Verfügung gestellt werden, genau zu messen. The radio network position determinations of a UE based on the arrival time [or Time of Arrival (TOA)] of a known signal from a UE should be received by four or more LMUs. These LMUs should then be placed in the geographical vicinity of the UE to accurately measure the TOA of the signal blocks provided by the UE.
  • In dem beschriebenen Verfahren gibt es eine gewisse Ähnlichkeit zum GPS und anderen ähnlichen Navigations- und Positionsbestimmungssystemen, jedenfalls kann eine Genauigkeit der Positionsbestimmung von ungefähr 100 Metern bis zu wenigstens 25 Metern mit einer Entwicklung mittels des kleinsten Teil der U. S. GPS-Kosten abhängig von den Umständen erreicht werden. Daher bleibt nichts anderes als eine Berechnung der Positionsbestimmung übrig, die darauf verzichtet eine gleichwertige Hard- und Software zu benutzen, die gegen GPS und ähnliche Systeme konkurrieren könnte. In the described method, there is some similarity to the GPS and other similar navigation and positioning systems; in any case, an accuracy of position determination can be from about 100 meters to at least 25 meters with development using the least amount of US GPS costs, depending on the circumstances be achieved. Therefore, there is nothing left but a calculation of position determination which refrains from using equivalent hardware and software that could compete with GPS and similar systems.
  • Innerhalb des UTRAN wird das oben genannte Verfahren von dem Zell-ID-Verfahren, ein Verfahren der beobachteten Ankunftsdifferenzzeit [bzw. Time Difference of Arrival (TDOA)], verbessert, das von vom Netzwerk einstellbaren-Ruhezeiten, von netzgestützten globalen Verfahren des Satellitennavigationssystem [bzw. Global Navigation Satellite System (GNSS)] und von der Uplink-Verbindung – Ankunftsdifferenzzeit (U-TDOA) unterstützt werden kann, das auch von den einstellbaren Ruhezeiten und von der Nähe des LMUs zum UE abhängt. Within the UTRAN, the above-mentioned method is performed by the cell ID method, a method of observed arrival difference time. Time Difference of Arrival (TDOA)], which improves on network settable rest periods, on network-based global methods of the satellite navigation system. Global Navigation Satellite System (GNSS)] and can be supported by the uplink connection - Arrival Difference Time (U-TDOA), which also depends on the settable rest periods and the proximity of the LMU to the UE.
  • Daher bleibt es sowohl von den rechnerischen und strukturmäßigen Toleranzen innerhalb des Mobilfunknetzes, als auch von dem globalen Satellitennavigationssystem, wie es zum Beispiel Galileo und GPS sind, abhängig. Therefore, it remains dependent both on the computational and structural tolerances within the mobile network, as well as on the global navigation satellite system, such as Galileo and GPS.
  • Es gibt einen Bedarf, eine als Ausgangspunkt eines Positionsbestimmungssystems präzisere Schätzung des Standortes und eine optionale Berechnung der Geschwindigkeit zu gewinnen. Daher kann nur eine erhebliche Verbesserung erreicht werden, wenn nur ein kleiner Teil des oben genannten Mittels zur Verbesserung beispielsweise der Fähigkeiten zur Positionsbestimmung eines Funknetzwerkes benutzt wird. There is a need to obtain a location estimate more accurate as the starting point of a positioning system and an optional calculation of speed. Therefore, only a small portion of the above means can be used to improve, for example, the capabilities of positioning a radio network.
  • ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Positionsbestimmung eines Mobilgerätes, insbesondere ohne Verwendung eines Satelliten-Positionsbestimmungssystems, zur Verfügung zu stellen.It is the object of the present invention to provide an improved method for determining the position of a mobile device, in particular without using a satellite positioning system.
  • Übrigens haben die Vielfältigkeit der Toleranzausgleichungen, z. B. die Genauigkeit des Verlusts an Präzision [bzw. Dilution of Precision (DOP)], die waagrechte und senkrechte RMS Toleranz, und auch die Beobachtungen und Toleranzzeit innerhalb des GPS und möglicher ähnlichen Navigationssysteme, ein verschiedenes Lösungsverfahren bei dieser Idee. Incidentally, the variety of tolerance adjustments, z. For example, the accuracy of the loss of precision. Dilution of Precision (DOP)], the horizontal and vertical RMS tolerance, and also the observations and tolerance time within the GPS and possible similar navigation systems, a different solution method to this idea.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsformen sind ersichtlich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Abbildungen. This object is solved by the features of the independent claims. Further embodiments are apparent from the dependent claims, the description and the drawings.
  • Um die Erfindung ausführlich zu beschreiben, werden die folgenden Begriffe, Abkürzungen und Notationen benutzt:
  • MT:
    mobile terminated or mobile terminal bzw. mobil abgeschlossen oder mobiles Engerät
    MO:
    mobile originated bzw. mobil initiiert
    LBS:
    location-based service bzw. standortbasierter Dienst
    LCS:
    location services bzw. Standortdienste
    RTLS:
    real time location system bzw. Echtzeit-Standortsystem
    UE:
    user equipment or mobile terminal bzw. Teilnehmereinrichtung oder mobiles Endgerät
    TDOA:
    time difference of arrival bzw. Ankunftszeitdifferenz
    E-OTD:
    enhanced observed time difference bzw. verbesserte Beobachtungszeitdifferenz
    GPS:
    Global Positioning System bzw. Globales Positionsbestimmungssystem
    SAS:
    Stand Alone Serving Mobile Location Centre bzw. selbständiges vermittelndes mobiles Lokationszentrum
    BSS:
    base station system bzw. Basisstation-System
    BSC:
    Base Station Controller bzw. Basisstation-Controller
    RNC:
    Radio Network Controller bzw. Funknetz-Controller
    SRNC:
    Serving Radio Network Controller bzw. vermittelnder Funknetz-Controller
    SMLC:
    Serving Mobile Location Centre bzw. vermittelndes mobiles Lokationszentrum
    CRNC:
    Controlling Radio Network Controller bzw. steuernder Funknetz-Controller LMU: Location Measurement Unit bzw. Positionsbestimmung-Gerät
    IP:
    Internet Protocol bzw. Internetprotokoll
    ISO:
    International Standardization Organization bzw. Internationale Standardisierungsorganisation
    ISP:
    Internet Service Provider bzw. Internetdienstanbieter
    OSI:
    Open Systems Interconnection Model bzw. Referenzmodell für Netzwerkprotokolle
    To describe the invention in detail, the following terms, abbreviations and notations are used:
    MT:
    mobile terminated or mobile terminal or mobile terminal or mobile terminal
    NOT A WORD:
    mobile originated or initiated by mobile
    LBS:
    location-based service
    LCS:
    location services or location services
    RTLS:
    real time location system or real-time location system
    UE:
    user equipment or mobile terminal or subscriber device or mobile terminal
    TDOA:
    time difference of arrival or arrival time difference
    E-OTD:
    enhanced observed time difference or improved observation time difference
    GPS:
    Global Positioning System or Global Positioning System
    SAS:
    Stand Alone Serving Mobile Location Center or self-mediating mobile location center
    BSS:
    base station system or base station system
    BSC:
    Base Station Controller or Base Station Controller
    RNC:
    Radio Network Controller or Radio Network Controller
    SRNC:
    Serving Radio Network Controller or Mediating Radio Network Controller
    SMLC:
    Serving Mobile Location Center or mediating mobile location center
    CRNC:
    Controlling Radio Network Controller or Controlling Radio Network Controller LMU: Location Measurement Unit or Positioning Device
    IP:
    Internet Protocol or Internet Protocol
    ISO:
    International Standardization Organization or International Standardization Organization
    ISP:
    Internet Service Provider or Internet Service Provider
    OSI:
    Open Systems Interconnection Model or Reference Model for Network Protocols
  • Die Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Druckschrift können standortbasierte Dienste [bzw. location-based service (LBS)], beziehungsweise Standortdienste [bzw. location services (LCS)] oder Echtzeit-Lokalisierungs-Systeme [bzw. Real Time Location Systems (RTLS)] anwenden, um die Position oder den Standort eines Benutzers innerhalb eines Mobilfunknetzes zu bestimmen. In diesem Fall wird eine Positionsbestimmung im Allgemeinen durch eine Mobilfunkzugangsantenne eines Basisstations-System (BSS) beziehungsweise (evolved)NodeB oder mögliche zukünftige Lösungen bestimmt. Ein Abstand wird basierend auf der Rückmeldung des Endgerätes (UE) oder eines mobilen Endgerätes (MT) basierend auf der Anfang-Ankunftszeit-Differenz [bzw. Initial Time Difference of Arrival (TDOA)] oder der verbesserten beobachteten Zeitdifferenz [bzw. Enhanced Observed Time Difference (E-OTD)] aus den Mobilfunkzugangsantennen des Netzwerkes berechnet. Das Verfahren kann genauer sein, da kleinere Störungen, ein kleinerer Sendeleistungsabfall (über längere Strecken) und zum Beispiel eine bessere Bereitstellung der verfügbaren Bandbreite und/oder der Zeitfenster erreicht werden können. Mit Hilfe des globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) oder ähnlichen Navigation-Satelliten-Systemen kann eine höhere Auflösung und daher eine höhere Präzision der Positionsbestimmung zur Verfügung gestellt werden. The methods and apparatus of the document may provide location-based services. location-based service (LBS)] or location services [resp. location services (LCS)] or real-time localization systems [resp. Real Time Location Systems (RTLS)] to determine the location or location of a user within a cellular network. In this case, a position determination is generally determined by a base station system (BSS) or (evolved) NodeB mobile access antenna or possible future solutions. A distance is established based on the response of the terminal (UE) or a mobile terminal (MT) based on the start-arrival time difference [resp. Initial Time Difference of Arrival (TDOA)] or the improved observed time difference [or Enhanced Observed Time Difference (E-OTD)] calculated from the mobile network access antennas of the network. The method may be more accurate because smaller perturbations, lower transmission power drop (over longer distances) and, for example, better provision of available bandwidth and / or time windows can be achieved. With the aid of the global positioning system (GPS) or similar navigation satellite systems, a higher resolution and therefore a higher precision of the position determination can be provided.
  • Die Verfahren und Vorrichtungen gemäß der Druckschrift können zusammen mit Near LBS (NLBS) Technologien benutzt werden, um eine genaue Positionsbestimmung eines UEs innerhalb einer Umgebung des Funknetzwerks zu bestimmen. NLBS ist ein Verfahren, wobei Nahbereich-Technologien wie beispielsweise Bluetooth Low Energy, WLAN, Infrarot und/oder RFID/ Nahbereich-Kommunikations-Technologien benutzt werden, um die Vorrichtungen an die Dienstleistungen in der Nähe anzugleichen. The methods and apparatus of the document may be used in conjunction with Near LBS (NLBS) technologies to determine an accurate location of a UE within an environment of the wireless network. NLBS is a method using short-range technologies such as Bluetooth low energy, WLAN, infrared and / or RFID / short-range communication technologies to align the devices to nearby services.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Mobilfunknetzes bzw. Handgerätes innerhalb eines Mobilfunknetzes, mit: Übertragen (501) von mindestens drei Funksignalen zwischen der Mobilstation und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen, wobei zumindest jedes von den drei Funksignalen eine zeitliche Information umfasst, die eine Absendezeit des entsprechenden Funksignals anzeigt; Berechnen (502) einer Zeitverzögerung für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf einer Differenz zwischen der Ankunftszeit und der Absendezeit des entsprechenden Funksignals; Abrufen (503) der Information für jedes der mindestens drei Funksignale über die Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals aus einem Datenspeicher; Berechnen (504) eines Abstands zwischen der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste; und Bestimmen (505) eines Orts der Mobilstation basierend auf der Trilateration von den mindestens drei Abständen. Alle zusätzlichen Basisstationen können benutzt werden, um zum Beispiel die Fehler in den Zeitverzögerungen und daher in den Abständen bzw. Übertragungslängen zu korrigieren. Die drei stärksten (und nächsten) Antennen zum Netznutzer mit seinem Endgerät können der erste Ausgangspunkt für die durchgeführte Trilateration sein, weiterhin können diese Werte von den zusätzlichen Basisstationen kontrolliert werden. According to a first aspect, the invention relates to a method for determining the position of a mobile radio network or handset within a mobile radio network, comprising: transmitting ( 501 ) at least three radio signals between the mobile station and a corresponding number of at least three base stations, wherein at least each of the three radio signals comprises temporal information indicative of a transmission time of the corresponding radio signal; To calculate ( 502 ) a time delay for each of the at least three radio signals based on a difference between the arrival time and the transmission time of the corresponding radio signal; Recall ( 503 ) the information for each of the at least three radio signals on the transmission path losses of the corresponding radio signal from a data memory; To calculate ( 504 ) a distance between the mobile station and the corresponding base station for each of the at least three radio signals based on the time delay and the information about the transmission path losses; and determining ( 505 ) of a location of the mobile station based on the trilateration of the at least three distances. All additional base stations can be used, for example, to correct the errors in the time delays and therefore in the distances or transmission lengths. The three strongest (and next) antennas to the network user with his terminal may be the first starting point for the trilateration performed, furthermore, these values may be controlled by the additional base stations.
  • So ein Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation innerhalb eines Mobilfunknetzes bietet den Vorteil, dass ein verbessertes Verfahren zur Positionsbestimmung eines Mobilgerätes zur Verfügung gestellt wird, da die zusätzliche Information über die Übertagungspfadverluste benutzt werden kann, um die Abschätzung des Abstands und daher die Abschätzung der Positionsbestimmung zu verbessern. Ein weiterer Vorteil ist die verringerte Komplexität eines Systems, das dieses Verfahren verwendet, da kein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem und keine entsprechende Ausrüstung notwendig sind. Such a method for determining the position of a mobile station within a mobile radio network offers the advantage that an improved method for determining the position of a mobile device is provided, since the additional information about the transmission path losses can be used to estimate the distance and therefore estimate the position determination improve. Another advantage is the reduced complexity of a system using this method, since no satellite-based positioning system and equipment are necessary.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Information über die Übertragungspfadverluste als eine Korrekturmatrix in dem Datenspeicher gespeichert.In one embodiment of the method, the information about the transmission path losses is stored as a correction matrix in the data memory.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Information über die Übertragungspfadverluste als Datei bzw. in Form einer Matrix oder als Tabelle verfügbar ist und diese effizient benutzt werden kann, um die durch die Übertragung des Funksignals abgeschätzten Werte des Abstands zu korrigieren. This has the advantage that the information about the transmission path losses is available as a file or in the form of a matrix or as a table and this can be used efficiently to correct the values of the distance estimated by the transmission of the radio signal.
  • In einer Ausführungsform besteht das Verfahren aus: Berechnen eines groben Abstands der Mobilstation bzw. Handgerät von der entsprechenden Basisstation basierend auf der berechneten Zeitverzögerung und der Lichtgeschwindigkeit; und Verfeinern der Berechnung Abstands der Mobilstation von der entsprechenden Basisstation, indem die Korrekturmatrix auf den groben Abstand angewendet wird. In one embodiment, the method consists of: calculating a coarse distance of the mobile station from the corresponding base station based on the calculated time delay and the speed of light; and refining the calculation of the distance of the mobile station from the corresponding base station by applying the correction matrix to the coarse distance.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Genauigkeit des Verfahrens abhängig von der Verfügbarkeit der Information über die Übertragungspfadverluste verbessert werden kann. Das heißt, das Verfahren kann schnell mit einer groben Abschätzung des Abstands anfangen und es kann seine Genauigkeit mit der Zeit verbessern. Dies ist im Gegensatz zu einer satellitengestützten Positionsbestimmung, in der eine lange Anfangszeit (in einem Intervall von 30 Sekunden) für einen ersten Empfang des Signals des Satelliten und für die Feststellung der Information der Position erforderlich ist. This has the advantage that the accuracy of the method can be improved depending on the availability of the information about the transmission path losses. That is, the method can quickly start with a rough estimate of the distance and it can improve its accuracy over time. This is in contrast to satellite positioning where a long start time (at a 30 second interval) is required for a first reception of the satellite's signal and for the determination of position information.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren die Aktualisierung der Korrekturmatrix basierend auf mindestens einem der folgenden Ereignisse: internen Ereignissen, die innerhalb des Mobilfunknetzes geschehen, externen Ereignissen, die in einem Antennenabdeckungsgebiet der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation geschehen, und statischen Ereignissen in einem geographischen Gebiet der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation.In one embodiment, the method includes updating the correction matrix based on at least one of the following events: internal events occurring within the cellular network, external events occurring in an antenna coverage area of the mobile station and the corresponding base station, and static events in a geographic area Mobile station and the corresponding base station.
  • Dies hat den Vorteil, dass die Korrekturmatrix flexibel für verschiedenen Genauigkeitsgrade eingestellt werden kann. In Abhängigkeit der Menge der verfügbaren Information, das heißt, der verfügbaren internen, externen und statischen Ereignisse, kann die Genauigkeit des Standortes der Mobilstation flexibel eingestellt werden. This has the advantage that the correction matrix can be adjusted flexibly for different degrees of accuracy. Depending on the amount of information available, that is, the available internal, external and static events, the accuracy of the location of the mobile station can be flexibly adjusted.
  • In einer Ausführungsform besteht das Verfahren aus: Verlagern von einer entwickelten Kalkulation- und Rechenaufgabe der Funknetzwerkzugang(RAN)-Knotenelemente in einen Rechenzentrum; und einer steigenden Rechenleistung wegen der Anwendung von detaillierteren und genaueren geographischen Daten, um die Übertragungspfade in der Luft mit ihren internen, externen und geographischen Ereignissen innerhalb ihres Empfangsgebiets zu messen und zu definieren.In one embodiment, the method comprises: relocating a developed calculation and computational task of the wireless network access (RAN) node elements to a data center; and increasing computational power due to the application of more detailed and accurate geographic data to measure and define airborne transmission paths with their internal, external and geographical events within their coverage area.
  • Dies hat den Vorteil, dass das Verfahren eine flexible und skalierbare Methode zur Verfügung stellt, um die Genauigkeit der Positionsmessung zu verbessern, um den Standort eines Mobilgerätes zu bestimmen. Die Berechnung und die Rechenaufgabe können gemäß den Anforderungen an die Genauigkeit flexibel und skalierbar in einen Rechenzentrum verlagert werden. This has the advantage that the method provides a flexible and scalable method to improve the accuracy of the position measurement to determine the location of a mobile device. The calculation and calculation task can be flexibly and scalably relocated to a data center according to the requirements of accuracy.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens betreffen die internen Ereignisse innerhalb des Mobilfunknetzes mindestens die Verbindungslatenzzeit, die Verzögerungen, die Störungen, die Fehlererkennung und Korrektur, die Interferenzen. In one embodiment of the method, the internal events within the mobile network relate to at least the link latency, the delays, the faults, the fault detection and correction, the interference.
  • Dies ist vorteilhaft, weil die Berücksichtigung der Übertragungspfadverluste unter Berücksichtigung der Verbindungslatenz, der Verzögerungen, der Störungen, der Fehlererkennung und Korrektur, der Interferenzen, die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht. This is advantageous because the consideration of the transmission path losses, taking into account the connection latency, the delays, the disturbances, the error detection and correction, the interference, increases the accuracy of the position determination.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens betreffen die externen Ereignisse Änderungen mindestens eines der folgenden Parameter: Dämpfungsverlustparameter, Kanaleigenschaften, elektronisches Feld innerhalb der Luftschicht, Verlust des Signals, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung und Übertragungswinkel. In one embodiment of the method, the external events relate to changes in at least one of the following parameters: attenuation loss parameter, channel characteristics, electronic field within the air layer, loss of the signal, temperature, humidity, motion, and transmission angle.
  • Dies ist vorteilhaft, weil die Berücksichtigung der Übertragungspfadverluste unter Berücksichtigung der Änderungen der Dämpfungsverlustparameter, der Kanaleigenschaften, des elektronischen Feldes innerhalb der Luftschicht, des Verlusts des Signals, der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit, der Bewegung und des Übertragungswinkels die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht. This is advantageous because the consideration of the transmission path loss taking into account the changes of the loss loss parameters, the channel characteristics, the electronic field within the air layer, the loss of the signal, the temperature, the humidity, the movement and the transmission angle increases the accuracy of the position determination.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens betreffen die statischen Ereignisse die statischen Änderungen von einem Empfangsgebiet einer einzelnen Antenne der Mobilstation bzw. des Handgerätes oder der entsprechenden Basisstation mit mindestens einem von den folgenden Gegenständen: Antennenhöhe, Antennenposition, Antennenabsenkung, Antennenerhöhung, Gegenständen innerhalb eines Empfangsgebiets der Antenne, Höhen und Größen der Breiten der Gegenstände, spezifischen Winkeln der Gegenstände bezüglich der geographischen Höhe, der geographischen Breite und der geographischen Länge bezüglich der Antenne, Material auf einer Fassade in Richtung der Antenne, Reflexionsbereichen der Gegenstände, Materialien der Gegenstände. In one embodiment of the method, the static events relate to the static changes from a receiving area of a single antenna of the mobile station or the corresponding base station to at least one of the following items: antenna height, antenna position, antenna dip, antenna elevation, objects within a receiving area of the antenna , Heights and sizes of the widths of the objects, specific angles of the objects with regard to the geographical height, the latitude and the longitude with respect to the antenna, material on a facade in the direction of the antenna, areas of reflection of the objects, materials of the objects.
  • Dies ist vorteilhaft, weil die Berücksichtigung der Übertragungspfadverluste unter Berücksichtigung der Antennenhöhe, der Antennenposition, der Antennenabsenkung, der Antennenerhöhung, der Gegenstände innerhalb eines Empfangsgebiets der Antenne, der Höhen und Größen der Breiten der Gegenstände, der spezifischen Winkeln der Gegenstände bezüglich der geographischen Höhe, der geographischen Breite und der geographischen Länge in Bezug auf die Antenne, des Materials einer Fassade in Richtung der Antenne, der Reflexionsflächen der Gegenstände, der Materialien der Gegenstände die Genauigkeit der Positionsbestimmung erhöht. This is advantageous because the consideration of the transmission path loss taking into account the antenna height, the antenna position, the antenna lowering, the antenna elevation, the objects within a receiving area of the antenna, the heights and sizes of the widths of the objects, the specific angles of the objects with respect to the geographic altitude, the latitude and longitude with respect to the antenna, the material of a facade in the direction of the antenna, the reflection surfaces of the objects, the materials of the objects increases the accuracy of positioning.
  • In einer Ausführungsform besteht das Verfahren aus: Ableiten eines direkten Übertragungspfades zwischen der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation aus der statischen Information. In one embodiment, the method consists of: deriving a direct transmission path between the mobile station and the corresponding base station from the static information.
  • Dies hat den Vorteil, dass durch Ableitung eines direkten Übertragungspfades die Positionsbestimmung verbessert werden kann, da die Dämpfungseffekte im Vergleich zu indirekten Übertragungspfaden verringert werden. This has the advantage that, by deriving a direct transmission path, the position determination can be improved, since the attenuation effects are reduced in comparison to indirect transmission paths.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Übertragung der mindestens drei Signale mobil initiiert oder mobil abgeschlossen. In one embodiment of the method, the transmission of the at least three signals is initiated in a mobile or mobile manner.
  • Dies hat den Vorteil, dass dieses Verfahren flexibel entweder vom mobilen Endgerät, wenn zum Beispiel der/die Benutzer/Benutzerin seinen/ihren Standort wissen möchte, oder von einer Basisstation oder von einem Funknetz-Controller, wenn zum Beispiel ein anderer Benutzer des Kommunikation-Netzwerks oder eine Service-Anwendung den Standort der Mobilstation wissen möchte, angewendet werden kann. This has the advantage that this method is flexible either from the mobile terminal, for example when the user wants to know his / her location, or from a base station or from a radio network controller, for example when another user of the communication Network or a service application wants to know the location of the mobile station can be applied.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Information über die Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals eine Übertragungsantennen-Identifizierung und eine Atomuhr-Referenzzeit.In one embodiment of the method, the information about the transmission path losses of the corresponding radio signal comprises a transmission antenna identification and an atomic clock reference time.
  • Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass durch Berücksichtigung der Übertragungsantennen-Identifizierung das gesendete Funksignal eindeutig identifiziert werden kann. Weiterhin hat ein solches Verfahren den Vorteil, dass durch Berücksichtigung der Atomuhr-Referenzzeit eine sehr genaue Zeitbasis verfügbar ist, um die Zeitverzögerungen und daher den Standort des mobilen Endgerätes berechnen zu können. Such a method has the advantage that, by taking into account the transmission antenna identification, the transmitted radio signal can be uniquely identified. Furthermore, such a method has the advantage that by taking into account the atomic clock reference time a very accurate time base is available to calculate the time delays and therefore the location of the mobile terminal can.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens befindet sich der Datenspeicher in einem Basisstation-Controller (BSC) oder einem Funknetz-Controller (RNC), der zum Steuern der entsprechenden Basisstation ausgebildet ist. Vorzugsweise sollten die Controller mit mindestens einem Rechenzentrum verbunden sein, um die Rechnungen der steigernden Präzision in Echtzeit zu übernehmen. In one embodiment of the method, the data memory is located in a base station controller (BSC) or a radio network controller (RNC), which is designed to control the corresponding base station. Preferably, the controllers should be connected to at least one data center in order to take over the bills of increasing precision in real time.
  • Dies hat den Vorteil, dass solch ein BSC oder RNC genug Rechenleistung hat, um die verschiedenen Abschätzungen des Abstands zu berechnen, das heißt, das Verfahren kann in diesen Netzwerk-Elementen effizient durchgeführt werden. Jeder Controller kann mindestens die wichtigen Eingaben zum Netznutzer mit seinem Endgerät (UE) übertragen, da der UE in der Lage sein sollte, seine Positionsbestimmung mit der (den) maximalen verfügbaren Korrektur(-en) zu berechnen. This has the advantage that such a BSC or RNC has enough computational power to compute the different estimates of the distance, that is, the method can be used in these network elements be carried out efficiently. Each controller can transmit at least the important inputs to the network user with its terminal (UE), since the UE should be able to calculate its position determination with the maximum available correction (s).
  • In einer Ausführungsform besteht das Verfahren aus: Auswerten der Information über die Übertragungspfadverluste basierend auf der folgenden Formel: L = 20·log10(4·π·d)/λ, wobei L ein Pfadverlust in dB von dem entsprechenden Übertragungspfad ist, d ein Abstand des entsprechenden Übertragungspfad ist und λ die Wellenlänge des entsprechenden Funksignals ist. In one embodiment, the method consists of: evaluating the information about the transmission path losses based on the following formula: L = 20 * log 10 (4 * π * d) / λ, where L is a path loss in dB from the corresponding transmission path, d Distance of the corresponding transmission path and λ is the wavelength of the corresponding radio signal.
  • Dies hat den Vorteil, dass eine effiziente Berechnung der Abstände d möglich ist, wenn die Übertragungspfadverluste L vom Datenspeicher abgerufen werden können. Die Wellenlänge ist a priori bekannt. This has the advantage that an efficient calculation of the distances d is possible if the transmission path losses L can be retrieved from the data memory. The wavelength is known a priori.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Funknetzwerk, mit: mindestens drei Basisstationen; und einem, oder mehreren (z. B., in Fall einer Übergabe), Funknetz-Controller (604) derart ausgebildet: um die Übertragung von mindestens drei Funksignalen zwischen einer Mobilstation (605) innerhalb eines Abdeckungsgebiets des Funknetzes und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen anzustoßen, wobei jeder von den mindestens drei Funksignalen eine Zeitinformation umfasst, die eine Absendezeit des entsprechenden Funksignals zeigt; um eine Zeitverzögerung für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf einer Differenz zwischen einer Ankunftszeit und einer Absendezeit des entsprechenden Funksignals zu berechnen; um die Information für jedes der mindestens drei Funksignale über die Übertragungspfadverluste der entsprechenden Funksignale aus einem Dataspeicher abzurufen; um einen Abstand für jedes der mindestens drei Funksignale zwischen der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste zu berechnen; und um eine Positionsbestimmung der Mobilstation basierend auf der Triangulation von mindestens drei Abständen durchzuführen.In a second aspect, the invention relates to a radio network comprising: at least three base stations; and one or more (eg, in case of a handover), radio network controller ( 604 ) in such a way: the transmission of at least three radio signals between a mobile station ( 605 ) within a coverage area of the radio network and a corresponding number of at least three base stations, each of the at least three radio signals comprising time information showing a transmission time of the corresponding radio signal; to calculate a time delay for each of the at least three radio signals based on a difference between an arrival time and a dispatch time of the corresponding radio signal; to retrieve the information for each of the at least three radio signals about the transmission path losses of the corresponding radio signals from a data memory; to calculate a distance for each of the at least three radio signals between the mobile station and the corresponding base station based on the time delay and the information about the transmission path losses; and to perform a positioning of the mobile station based on the triangulation of at least three distances.
  • So ein Funknetzwerk hat den Vorteil, dass ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung des Standortes eines Mobilgerätes zur Verfügung gestellt wird, da die zusätzliche Information über die Übertragungspfadverluste verwendet werden kann, um die Abschätzung des Abstands und daher die Positionsbestimmung zu verbessern. Ein weiterer Vorteil ist die verringerte Komplexität von solch einem Funknetz, da kein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem und keine entsprechende Ausrüstung erforderlich sind. Such a radio network has the advantage of providing an improved method for determining the location of a mobile device, as the additional information about the transmission path losses can be used to improve the estimation of the distance and therefore the position determination. Another advantage is the reduced complexity of such a radio network, since no satellite-based positioning system and equipment are required.
  • In einer Ausführungsform des Funknetzes umfasst jede Basisstation eine Vielzahl von Antennen, wobei die Information über die Übertragungspfadverluste, die einer spezifischen Antenne der Basisstation zugeordnet sind, in einem zu einer spezifischen Antenne der Basisstation zugeordneten Datenspeicher gespeichert ist.In one embodiment of the radio network, each base station comprises a plurality of antennas, the information about the transmission path losses associated with a specific antenna of the base station being stored in a data memory associated with a specific antenna of the base station.
  • Dies hat den Vorteil, dass die notwendige Information über das ganze Funknetzwerk verteilt werden kann. Insbesondere hat jede Antenne Zugang zu den Übertragungspfadverluste, die von der Übertragung der Funksignale mittels der spezifischen Antenne erzeugt werden. This has the advantage that the necessary information can be distributed over the entire wireless network. In particular, each antenna has access to the transmission path losses generated by the transmission of the radio signals by means of the specific antenna.
  • Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung einen Datenspeicher, um die Information über die Übertragungspfadverluste zu speichern, wobei der Datenspeicher aus einem nicht-transitorischen maschinen-lesbaren Datenträger der eine Vielzahl von durch einen Identifizierer der Mobilstation und durch einen Identifizierer der Basisstation adressierbaren Datenspeichern umfasst, besteht, wobei jeder Datenspeicher derart ausgebildet ist, um die Information über die Übertragungspfadverluste der Funksignalübertagung zwischen der Basisstation und der Mobilstation abzuspeichern.According to a third aspect, the invention relates to a data memory to store the information about the transmission path losses, the data memory comprising a non-transitory machine-readable data medium comprising a plurality of data memories addressable by an identifier of the mobile station and by an identifier of the base station, wherein each data memory is arranged to store the information about the transmission path losses of the radio signal transmission between the base station and the mobile station.
  • Ein solcher Datenspeicher hat den Vorteil, dass ein verbessertes Verfahren zur Positionsbestimmung eines mobilen Gerätes durch den Zugang zu diesem Datenspeicher durchgeführt werden kann. Die zusätzliche Information über die Übertragungspfadverluste, die in dem Datenspeicher abgespeichert ist, kann benutzt werden, um die Abschätzung des Abstands und daher des Standortes zu verbessern. Such a data memory has the advantage that an improved method for determining the position of a mobile device by accessing this data memory can be performed. The additional information about the transmission path losses stored in the data memory can be used to improve the estimation of the distance and therefore of the location.
  • Die oben genannten Verfahren und Vorrichtungen zur Positionsbestimmung einer Mobilstation bzw. eines Handgerätes innerhalb eines Mobilfunknetzes haben die folgenden Vorteile:
    Kostenreduzierungen für den Endnutzer, da er nur die Zugangsantennen des Mobilfunknetzes braucht, ohne GPS Prozessoren oder ähnliche oder auch unterschiedliche Interfaces, um eine genaue Positionsbestimmung zu haben. Daher können die Kosten durch Verfügung von günstigeren Ausführungen innerhalb einer UE-Ausgestaltung reduziert werden und würde es keinen (weiteren) Bedarf für andere (NLBS-)Positionsbestimmungsdienstleistungen von Mobilfunknetzes-Unternehmen geben.
    The above-mentioned methods and devices for determining the position of a mobile station or a handheld device within a mobile radio network have the following advantages:
    Cost reductions for the end user, since he needs only the access antennas of the mobile network, without GPS processors or similar or even different interfaces to have an accurate position determination. Therefore, the cost can be reduced by providing more favorable embodiments within a UE design, and there would be no (further) need for other (NLBS) positioning services of mobile network companies.
  • Ortsabhängige Spiele, Geomarketing, standortbezogene Medien, Lokation-Intelligenz, lokale Suche, mobile Dating-Dienste und mobile Positionsbestimmungsdienstleistungen können zum Kunden als eine vollständige netzwerkgestützte Versorgung gebracht werden, wobei ein Dritter wird nur gebraucht, um die eigentliche Dienstleistung zu aktivieren aber man braucht keinen Dritten für die Positions-/Standortsbestimmung wie beispielsweise Galileo, GLONASS, GPS etc. Location-based games, geomarketing, location-based media, location intelligence, local search, mobile dating services, and mobile positioning services can be brought to the customer as a complete network-based service, with a third party only needed to activate the actual service, but you do not need one Third party for location / location determination such as Galileo, GLONASS, GPS etc.
  • Weiterhin können Business-Anträge sowohl von dem Funknetzbetreiber als auch von den Herstellern der App-Funktionalitäten entwickelt werden, die abhängig von der Positionsbestimmung sind, da auch ohne eine GPS-Abdeckung, ein vollständiger, abhängiger, genauer und eigener Standort der Netzwerkes oder Positionsbestimmung die genauen Koordinaten zu jedem geeigneten Empfänger liefern können. Furthermore, business applications can be developed both by the radio network operator and the manufacturers of the app functionalities, which are dependent on the position determination, since even without a GPS coverage, a complete, dependent, accurate and own location of the network or position determination provide accurate coordinates to any suitable recipient.
  • Es ist nicht notwendig, die ganzen Einrichtungen von einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem zu installieren, da ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem nicht erforderlich ist. It is not necessary to install all the facilities from a satellite positioning system because a satellite positioning system is not required.
  • Ein weiterer Vorteil im Vergleich zu jedem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem ist, dass das oben genannte Verfahren in einem Tunnel, wie beispielsweise Tunnel Gotthard, dessen Länge 17 km beträgt, verwendet werden kann. In diesem Tunnel ist jeder UE von allen Satelliten-(Navigations-)Dienstleistungen ausgeblendet, da in einem solchen Ort keiner in seiner Sichtlinie ist, aber er kann sehr genau seinen Strandort durch die Einrichtungen des Mobilfunknetzes innerhalb seines Funkantennenzugangs im Tunnel wissen. Ähnliche Beispiele findet man in jedem U-Bahn-System der Welt, wie beispielsweise der EURO-Tunnel, dessen Länge 50 km beträgt (38 km davon befinden sich unter dem Meer). Another advantage compared to any satellite positioning system is that the above method can be used in a tunnel, such as the Gotthard Tunnel, which is 17km in length. In this tunnel, each UE is hidden from all satellite (navigation) services because there is no one in its line of sight in such a location, but it can very accurately know its beach location through the facilities of the mobile network within its radio antenna access in the tunnel. Similar examples can be found in every subway system in the world, such as the EURO Tunnel, whose length is 50 km (38 km of which are under the sea).
  • Vor allem im Falle von Katastrophen kann die Anwendung eines solchen Systems die Hilfe und die Informationsrückgewinnung beschleunigen, da die Genauigkeit der Positionsbestimmung ähnlich wie die Genauigkeit eines Satelliten-Positionsbestimmungssystem ist, wie oben in Bezug auf die Bilder 1 und 3 beschrieben wurde. Die Genauigkeit der Positionsbestimmung kann bis zum Zentimeter oder Millimeter verringert werden. Das ganze kann mit sehr verringerten Kosten für Hard- und Software im Vergleich zu den beschriebenen satellitengestützten Systemen erreicht werden, da die meisten der notwendigen Bauelemente in den Funknetzen schon in Betrieb sind. Especially in the case of catastrophes, the application of such a system can speed up help and information retrieval since the accuracy of position determination is similar to the accuracy of a satellite positioning system as described above with respect to Figures 1 and 3. The accuracy of the position determination can be reduced up to the centimeter or millimeter. The whole can be achieved with very reduced hardware and software costs compared to the satellite-based systems described, since most of the necessary components in the radio networks are already in operation.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Fehler in dem Kommunikationssystem schneller repariert werden können, da es keine satellitengestützten Bauteile der Positionsbestimmung gibt. Wenn Fehler in der Funkübertragung auftreten, werden meistens Menschen und nicht Maschinen gebraucht, um jedes Problem zu lösen. Um einen Fehler zu reparieren, braucht man Parameter des Systems, neue Messungen und die wertvolle Erfahrung der Fachleute mit Erfahrung in diesem Gebiet, so dass eine relativ schnelle und effiziente Lösung gefunden wird. Jedenfalls, aufgrund der steigenden Komplexität der Kommunikationssysteme des Funknetzes und der neuen Technologien, werden die Suche nach einem Fehler, seine Erkenntnis und seine Lösung zeitaufwendiger, ausführlicher und deshalb teurer. Daher muss man beispielsweise die Abhängigkeit der verschiedenen Parameter, Fehler und Messungen betrachten. Daher sollte jeder Mobilfunknetzbetreiber seine Funknetzantennen in Bezug auf die oben genannten Gegenstände ständig und in vollem Umfang kontrollieren. Wenn man das oben beschriebene Verfahren anwendet, wird die Komplexität des Systems reduziert und daher können die Fehler mit wenig Aufwand gefunden werden. Another advantage is that the errors in the communication system can be repaired faster, since there are no satellite-based components of the position determination. When errors occur in radio transmission, it is mostly people and not machines that are needed to solve every problem. In order to repair a fault, one needs parameters of the system, new measurements and the valuable experience of the experts with experience in this field, so that a relatively fast and efficient solution is found. In any case, due to the increasing complexity of the communication systems of the radio network and the new technologies, the search for a mistake, its realization and its solution become more time-consuming, more detailed and therefore more expensive. Therefore, for example, one must consider the dependency of the various parameters, errors and measurements. Therefore, each mobile network operator should constantly and fully control its radio network antennas with respect to the above-mentioned items. Applying the method described above reduces the complexity of the system and therefore the errors can be found with little effort.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden in Bezug auf die folgenden Bilder beschreiben: Other embodiments of the invention will be described with reference to the following figures:
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystem 100, wie beispielsweise das Globale-Positionsbestimmungssystem (GPS), und eine beispielhafte Verteilung der Satelliten um die Erdbahn; 1 shows a schematic representation of a satellite-based position determination system 100 such as the Global Positioning System (GPS), and an exemplary distribution of satellites around the Earth's orbit;
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines geographischen Gebiets 200, das vom in 1 beschriebenen satellitengestützten Positionsbestimmungssystem 100 gemessen wurde, und beispielhafte Zeitverzögerungen der Signalen von drei Satelliten; 2 shows a schematic representation of a geographical area 200 from the in 1 described satellite-based positioning system 100 and exemplary time delays of the signals from three satellites;
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Globale-Positionsbestimmungssystems (GPS) 300 zusammen mit einem Funknetz, um den Standort eines mobilen Gerätes bereitzustellen; 3 shows a schematic representation of a Global Positioning System (GPS) 300 together with a radio network to provide the location of a mobile device;
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung der allgemeinen Anordnung einer UE-Positionsarchitektur 400 in UTRAN gemäß 3GPP TS 25.305; 4 shows a schematic representation of the general arrangement of a UE position architecture 400 in UTRAN according to 3GPP TS 25.305;
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 500 zur Bestimmung des Standortes einer Mobilstation bzw. eines Handgerätes innerhalb eines Mobilfunknetzes gemäß einer Ausführungsform; 5 shows a schematic representation of a method 500 for determining the location of a mobile station or a handheld device within a mobile radio network according to an embodiment;
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Funknetzes 600 gemäß einer Ausführungsform; 6 shows a schematic representation of a radio network 600 according to an embodiment;
  • 7 zeigt eine geographische Karte 700, die beispielhafte Dämpfung- und Reflexion-Übertragungspfadverluste in einem Funknetz gemäß einer Ausführungsform darstellt; 7 shows a geographical map 700 illustrating exemplary attenuation and reflection transmission path losses in a radio network in accordance with an embodiment;
  • 8 zeigt eine geographische Karte 800, die eine Draufsicht von beispielhaften Abweichungen und Reflexionen eines Signales in einer mobil abgeschlossenen Übertragung in Richtung eines Benutzers mit einem UE als Pfadverlust darstellt. 8th shows a geographical map 800 , which illustrates a top view of example deviations and reflections of a signal in a mobile terminated transmission towards a user with a UE as path loss.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer beispielhaften physikalischen Einrichtung einer Funknetzantenne 900, die drei beispielhafte proportionale 120°-Winkel-Abdeckungsgebiete für jede Antenne hat. 9 shows a schematic representation of a plan view of an exemplary physical device of a radio network antenna 900 which has three exemplary proportional 120 ° angle coverage areas for each antenna.
  • 10a zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Teiles von einem Funknetz 1000a; 10a shows a schematic representation of a plan view of an exemplary embodiment of a part of a radio network 1000a ;
  • 10b zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Karte 1000b, welche die Abstände zwischen den drei Basisstationen des in 10a dargestellten Funknetzes 1000a und einem mobilen Endgerät umfasst; 10b shows a schematic representation of an exemplary card 1000b showing the distances between the three base stations of the in 10a illustrated radio network 1000a and a mobile terminal;
  • 11 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Anordnung 1100 der Mittelpunkte von drei Kugeln, um den Standort eines Mobilendgerätes gemäß einer Ausführungsform zu bestimmen; 11 shows a schematic representation of an exemplary arrangement 1100 the centers of three balls to determine the location of a mobile terminal according to an embodiment;
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems 1200 gemäß einer Massive-MIMO-Technik mit phasengesteuerten Antennen gemäß einer Ausführungsform, um den Standort eines mobilen Endgerätes zu bestimmen; 12 shows a schematic representation of a communication system 1200 according to one embodiment of the invention with a phased array antenna MIMO technique to determine the location of a mobile terminal;
  • 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems 1300 gemäß einer Massive-MIMO-Technik mit phasengesteuerten Antennen gemäß 5G gemäß einer Ausführungsform, um den Standort eines mobilen Endgerätes zu bestimmen; 13 shows a schematic representation of a communication system 1300 according to a massively-MIMO phased-array antenna technique of FIG. 5G, according to one embodiment, to determine the location of a mobile terminal;
  • 14 zeigt eine schematische Darstellung der verschiedenen Antennensystemen (SISO 1400a, SIMO 1400b, MISO 1400c und MIMO 1400d) und die unabhängige Phase einer MIMO Antenne gemäß einer Ausführungsform, um den Standort eines mobilen Endgerätes zu bestimmen; 14 shows a schematic representation of the various antenna systems (SISO 1400a , SIMO 1400b , MISO 1400c and MIMO 1400d and the independent phase of a MIMO antenna according to an embodiment for determining the location of a mobile terminal;
  • 15 zeigt eine Draufsicht 1500a und eine Seitenansicht 1500b eines geographischen Gebietes, welche eine Positionsbestimmung durch einer Verbindung mit mehreren Antennen gemäß einer Ausführungsform darstellen; und 15 shows a plan view 1500a and a side view 1500b of a geographic area representing position determination through a multi-antenna connection according to an embodiment; and
  • 16 zeigt eine Kugel 1600 mit verschiedenen Winkeln zwischen den x, y, und z Achsen, um die Positionsbestimmung eines mobilen Endgerätes gemäß einer Ausführungsform darzustellen. 16 shows a ball 1600 with different angles between the x, y, and z axes to represent the location of a mobile terminal according to an embodiment.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen und der Umfang der vorliegenden Erfindung definiert sich durch die beigefügten Ansprüche.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part hereof, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the concept of the present invention. The following detailed description is therefore not to be considered in a limiting sense and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
  • Es versteht sich, dass Kommentare, die in Zusammenhang mit einem beschriebenen Verfahren gemacht wurden, auch für die entsprechende Vorrichtung oder das entsprechende System gelten, die dafür ausgelegt sind, das Verfahren auszuführen, und umgekehrt. Wenn zum Beispiel ein spezifischer Verfahrensschritt beschrieben ist, kann eine entsprechende Vorrichtung eine Einheit umfassen, die den beschriebenen Verfahrensschritt ausführt, selbst wenn solch eine Einheit nicht explizit in den Figuren beschrieben oder dargestellt ist. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist. It is understood that comments made in connection with a described method also apply to the corresponding apparatus or system designed to carry out the method and vice versa. For example, if a specific method step is described, a corresponding device may comprise a unit that performs the described method step, even if such a unit is not explicitly described or illustrated in the figures is. Further, it should be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise.
  • In der folgenden Beschreibung werden Verfahren und Vorrichtungen zum Lokalisieren eines mobilen Terminals bzw. Handgeräts in einem mobilen zellularen Netzwerk beschrieben. Die beschriebenen Vorrichtungen und Systeme können integrierte Schaltkreise und/oder passive Bauelemente umfassen und können durch verschiedene Technologien hergestellt sein. Zum Beispiel, Schaltkreise können integrierte Logikschalkreise, integrierte analogische Schaltkreise, integrierte Schaltkreise mit gemischten Signalen, optische Schaltkreise, Speicherstromkreisen und/oder integrierte passive Elemente umfassen. In the following description, methods and apparatus for locating a mobile terminal in a mobile cellular network will be described. The described devices and systems may include integrated circuits and / or passive devices, and may be manufactured by various technologies. For example, circuits may include integrated logic circuits, integrated analog circuits, mixed signal integrated circuits, optical circuits, memory circuits and / or integrated passive elements.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens 500 zur Bestimmung des Standortes einer Mobilstation bzw. eines Handgerätes innerhalb eines Mobilfunknetzes gemäß einer Ausführungsform. 5 shows a schematic representation of a method 500 for determining the location of a mobile station or a handheld device within a mobile radio network according to one embodiment.
  • Das Verfahren 500 umfasst die folgenden Schritte: Übertragen 501 von mindestens drei Funksignalen zwischen der Mobilstation und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen, wobei zumindest jedes von den drei Funksignalen eine zeitliche Information umfasst, die eine Absendezeit des entsprechenden Funksignals anzeigt; Berechnen 502 einer Zeitverzögerung für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf einer Differenz zwischen der Ankunftszeit und der Absendezeit des entsprechenden Funksignals; Abrufen 503 der Information für jedes der mindestens drei Funksignale über die Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals aus einem Datenspeicher; Berechnen (504) eines Abstands zwischen der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste; und Bestimmen (505) eines Orts der Mobilstation basierend auf der Trilateration von den mindestens drei Abständen. Die Information über die Übertragungspfadverluste kann als Korrekturmatrix in dem Datenspeicher gespeichert werden.The procedure 500 includes the following steps: Transfer 501 at least three radio signals between the mobile station and a corresponding number of at least three base stations, wherein at least each of the three radio signals comprises temporal information indicative of a transmission time of the corresponding radio signal; To calculate 502 a time delay for each of the at least three radio signals based on a difference between the arrival time and the dispatch time of the corresponding radio signal; Recall 503 the information for each of the at least three radio signals on the transmission path losses of the corresponding radio signal from a data memory; To calculate ( 504 ) a distance between the mobile station and the corresponding base station for each of the at least three radio signals based on the time delay and the information about the transmission path losses; and determining ( 505 ) of a location of the mobile station based on the trilateration of the at least three distances. The information about the transmission path losses can be stored as a correction matrix in the data memory.
  • Das Verfahren 500 kann weiterhin umfassen: Berechnen eines groben Abstands der Mobilstation von der entsprechenden Basisstation basierend auf der berechneten Zeitverzögerung und der Lichtgeschwindigkeit; und Verfeinern der Berechnung des Abstands der Mobilstation von der entsprechenden Basisstation, indem die Korrekturmatrix auf den groben Abstand angewendet ist. The procedure 500 may further comprise: calculating a coarse distance of the mobile station from the corresponding base station based on the calculated time delay and the speed of light; and refining the calculation of the distance of the mobile station from the corresponding base station by applying the correction matrix to the coarse distance.
  • Das Verfahren 500 kann weiterhin umfassen: Aktualisieren der Korrekturmatrix basierend auf mindestens einem der folgenden Ereignisse: internen Ereignissen, die innerhalb des Mobilfunknetzes geschehen, externen Ereignissen, die in einem Antennenabdeckungsgebiet der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation geschehen, und statischen Ereignissen in einem geographischen Gebiet der Mobilfunkendgerät und der entsprechenden Basisstation.The procedure 500 may further comprise: updating the correction matrix based on at least one of the following events: internal events occurring within the mobile network, external events occurring in an antenna coverage area of the mobile station and the corresponding base station, and static events in a geographical area of the mobile station and corresponding base station.
  • Die internen Ereignisse innerhalb des Mobilfunknetzes können mindestens die Verbindungslatenzzeit, die Verzögerungen, die Störungen, die Fehlererkennung und Korrektur oder die Interferenzen betreffen, wie in Bezug auf 9 beschrieben wird. The internal events within the cellular network may at least relate to the connection latency, the delays, the faults, the fault detection and correction or the interferences, as related to 9 is described.
  • Die externen Ereignisse können mindestens eines der folgenden Parameter betreffen: Dämpfungsverlustparameter, Kanaleigenschaften, elektronisches Feld innerhalb der Luftschicht, Verlust des Signals, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung und Übertragungswinkel. The external events may affect at least one of the following parameters: attenuation loss parameter, channel characteristics, electronic field within the air layer, loss of signal, temperature, humidity, motion and transmission angle.
  • Die statischen Ereignisse können die statischen Änderungen von einem Empfangsgebiet einer einzelnen Antenne der Mobilstation bzw. des Handgerätes oder der entsprechenden Basisstation betreffen. Diese Änderungen können mindestens einen von den folgenden Gegenständen umfassen: Antennenhöhe, Antennenposition, Antennenabsenkung, Antennenerhöhung, Gegenständen innerhalb eines Empfangsgebiets der Antenne, Höhen und Größen der Breiten der Gegenstände, spezifischen Winkeln der Gegenstände bezüglich der geographischen Höhe, der geographischen Breite und der geographischen Länge bezüglich der Antenne, Material auf einer Fassade in Richtung der Antenne, Reflexionsbereichen der Gegenstände und Materialien der Gegenstände.The static events may relate to the static changes from a reception area of a single antenna of the mobile station or the handset or the corresponding base station. These changes may include at least one of the following items: antenna height, antenna position, antenna lowering, antenna elevation, objects within a receiving area of the antenna, heights and sizes of the widths of the objects, specific angles of the objects with respect to the altitude, the latitude and the longitude concerning the antenna, material on a facade in the direction of the antenna, reflection areas of the objects and materials of the objects.
  • Das Verfahren 500 kann außerdem umfassen: Ableiten eines direkten Übertragungspfades zwischen der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation aus der statischen Information. The procedure 500 may further comprise: deriving a direct transmission path between the mobile station and the corresponding base station from the static information.
  • Die Übertragung der mindestens drei Signale kann mobil initiiert oder mobil abgeschlossen sein. The transmission of the at least three signals may be initiated by a mobile or mobile terminated.
  • Die Information über die Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals kann eine Übertragungsantennen-Identifizierung und eine Atomuhr-Referenzzeit umfassen.The information about the transmission path loss of the corresponding radio signal may include a transmission antenna identification and an atomic clock reference time.
  • Der Datenspeicher kann in einem Basisstation-Controller (BSC) oder einem Funknetz-Controller (RNC), der zum Steuern der entsprechenden Basisstation ausgebildet ist, angebracht werden. The data memory may be mounted in a base station controller (BSC) or a radio network controller (RNC) adapted to control the corresponding base station.
  • Das Verfahren 500 kann außerdem umfassen: Auswerten der Information über die Übertragungspfadverluste basierend auf der folgenden Formel: L = 20·log10(4·π·d)/λ, wobei L ein Pfadverlust in dB von dem entsprechenden Übertragungspfad ist, d ein Abstand des entsprechenden Übertragungspfad ist und λ die Wellenlänge des entsprechenden Funksignals ist. The procedure 500 may further comprise: evaluating the information about the transmission path losses based on the following formula: L = 20 * log 10 (4 * π * d) / λ, where L is a path loss in dB from the corresponding transmission path, d is a distance of the corresponding transmission path and λ is the wavelength of the corresponding radio signal.
  • Das Verfahren 500 kann die Zeitverzögerung zum Beispiel basierend auf standortbezogenen Dienstleistungen berechnen, wie oben beispielsweise für UTRAN beschrieben wurde, siehe 4. Die Zeitverzögerung kann anhand von der verbesserten Zelle-ID (bzw. Cell-ID), der beobachteten Ankunftszeitdifferenz (OTDOA) und der Ankunftszeitdifferenz der Uplink-Verbindung (U-TDOA) oder auf ähnlichen Verfahren berechnet werden. The procedure 500 For example, the time delay may be calculated based on location-based services, as described above for UTRAN, for example 4 , The time delay can be calculated from the improved cell ID, the observed time of arrival difference (OTDOA) and the time of arrival difference of the uplink (U-TDOA) or similar methods.
  • Die grundlegende Technik ist die Triangulation oder Trilateration eines Gegenstandes, vorzugsweise von mindestens drei Antennen, wobei die Ankunftszeitverzögerungen oder die Ankunftszeiten den gewünschten Standort bestimmen. Alle Antennen, die den Gegenstand in Sicht haben, können ihre eigene netzwerkinduzierte Standortsanfrage [bzw. network induced location request (NI-LR)] durchführen oder sie können zu den von Benutzern mobil initiierten Standortsanfragen [bzw. mobile originating location requests (MO-LR)], z. B. von mobilen Endgeräten, antworten. Der Vorteil vom einem Gegenstand ,,in Sicht‘‘ von mehr als drei Antennen ist, dass drei Antennen für die Durchführung der Triangulation bzw. Trilateration gebraucht werden und jede andere Antenne außer diesen drei, um die Toleranzbereiche innerhalb dieses Verfahrens zu verringern, benutzt werden kann, da jede Inkonsistenz in der Berechnung der Zeit durch die zusätzlichen Antennen gefunden und korrigiert werden kann.The basic technique is the triangulation or trilateration of an object, preferably of at least three antennas, with the arrival time delays or the times of arrival determining the desired location. All antennas that have the object in view can have their own network-induced location request. network induced location request (NI-LR)], or they can access the location requests [/ mobile originating location requests (MO-LR)], z. B. of mobile devices, answer. The advantage of having one object "in view" of more than three antennas is that three antennas are needed to perform the triangulation or trilateration and any antenna other than these three is used to reduce the tolerance ranges within that method because any inconsistency in the calculation of time can be found and corrected by the additional antennas.
  • Die Verbesserung wird durch eine Matrix durchgeführt, in der zum Beispiel die Variablen der Trajektorie jedes Signales gespeichert sind und, wenn möglich, sind sie in verschiedenen Bereichen getrennt (zum Beispiel ohne Faktoren der Signaldämpfung in den ländlichen Gebieten). Jede Variable, die einen Einfluss oder einen möglichen Einfluss auf die Luftübertragung des Funksignales hat, wird vorzugsweise in der vorgenannten Matrix berücksichtigt. The enhancement is performed by a matrix in which, for example, the variables of the trajectory of each signal are stored and, if possible, they are separated in different areas (for example, without signal attenuation factors in rural areas). Any variable which has an influence or a possible influence on the air transmission of the radio signal is preferably taken into account in the aforementioned matrix.
  • Es gibt verschiedene Verluste (sowohl in der Leistung als auch in der Qualität), die in Funkübertragungen betrachtet werden sollen. Es gibt Verluste, die einen größeren Effekt oder einen kleineren Effekt auf jede Funkübertragung haben. Jeder Verlust erhöht das Potential der Verzögerungen und der Ungenauigkeit einer Signalisierung und daher verringert die Leistungsfähigkeit des Funknetzes, um sein Leistungspotential zu benutzen, um ein ähnliches zum GPS System, beispielsweise für die Genauigkeit der Positionsbestimmung, herauszufordern. There are various losses (in both performance and quality) to be considered in radio transmissions. There are losses that have a larger effect or a smaller effect on each radio transmission. Each loss increases the potential for delays and inaccuracy of signaling, and therefore reduces the performance of the radio network to use its power potential to challenge a similar one to the GPS system, for example, for positioning accuracy.
  • Ein Beispiel mit einem minimalen Effekt, da die Verlustmenge sehr klein ist, ist die Dissipation, das heißt, die Messung der Verlustrate der elektrischen potentiellen Energie in einer Funkübertragung. Beispiele von wahrscheinlich größeren Verlustmengen sind diejenige, die den Wiederstand in einer Funkübertragung erhöhen (können), wie beispielsweise die Dämpfung oder die Extinktion, das heißt, der allmähliche Verlust der Intensität jeder Art von Fluss durch ein Medium. Eine Dämpfung des Pfades ist auch bekannt als Pfadverlust, der von der Luftfeuchtigkeit, vom Dampf und/oder von der Ionisation, das heißt von magnetischen Ursachen, verursacht wird. An example with a minimal effect, since the amount of loss is very small, is the dissipation, that is, the measurement of the loss rate of the electric potential energy in a radio transmission. Examples of likely larger loss quantities are those that can increase the resistance in a radio transmission, such as attenuation or extinction, that is, the gradual loss of intensity of each type of flow through a medium. Damping the path is also known as path loss caused by humidity, vapor and / or ionization, that is, magnetic causes.
  • Die Parameter, die eine größere Wirkung auf die Stärke und Qualität des Funksignales haben, können von der Korrekturmatrix benutzt werden, um die Fähigkeit der Funkübertragung zum Bestimmen einer genaueren Position zu verbessern, insbesondere wenn das Satelliten-Positionsbestimmungssystem (GPS) von Umständen abhängt, die für den Benutzer des Mobilfunknetzes nicht mehr verfügbar sind. The parameters that have a greater effect on the strength and quality of the radio signal may be used by the correction matrix to enhance the ability of the radio transmission to determine a more accurate position, particularly if the satellite positioning system (GPS) depends on circumstances are no longer available to the user of the mobile network.
  • Das hier beschrieben Verfahren unterscheidet sich von den Satelliten-Positionsbestimmungssystemen der jüngst aktualisierten Netzstrukturen durch die mögliche Vernachlässigung des Satelliten-Positionsbestimmungssystems, um sehr genaue Positionsbestimmungen der verschiedenen UE zu erreichen, die von Netznutzer innerhalb des Netzwerks durchgeführt werden. Das Satelliten-Positionssystem kann benutzt werden, um die genauen Standorte der Basisstationen zu bestimmen. Auf jeden Fall kann dies nur einmal beim Aufbau der Basisstation durchgeführt werden. Mittels der Standorte der Basisstationen kann die genaue Positionsbestimmung eines Mobilendgerätes berechnet werden. Jedenfalls muss man nicht die Satellitensignale verwenden, um die Koordinaten der Mobilstation zur Mobilstation zur Verfügung zu stellen. The method described herein differs from the satellite positioning systems of the most recently updated network structures by the possible neglect of the satellite positioning system in order to achieve very accurate position determinations of the various UEs being performed by network users within the network. The satellite positioning system can be used to determine the exact locations of the base stations. In any case, this can only be done once during the setup of the base station. By means of the locations of the base stations, the exact position determination of a mobile terminal can be calculated. In any case, one need not use the satellite signals to provide the coordinates of the mobile station to the mobile station.
  • Das Verfahren 500 kann auf verschiedenen Funknetzwerkzugang-(RAN)-Systemen beruhen, die eine Verbindung mit Rechenzentren für seine Berechnungen haben. Daher kann eine verbesserte Rechenleistung benutzt werden, die eine Maschen-Verbindung der aktuellen Insel-Implementierungen der getrennten RAN-Ausstattungen innerhalb des Funknetzes zur Verfügung stellen kann. The procedure 500 can be based on different Radio Network Access (RAN) systems that have a connection to data centers for its calculations. Therefore, an improved computational power can be used which can provide a mesh connection of the current island implementations of the separate RAN equipments within the radio network.
  • Der Bedarf für Rechenleistung wird von der Matrix erhöht, in der alle Korrekturwerte für jede Trajektorie, aufgelistet sind. Zum Beispiel, geladene Teilchen und/oder Wasserdampf und oder Wassertropfen in der Luft verringern die Übertragungsgeschwindigkeit. The need for computational power is increased by the matrix, which lists all the correction values for each trajectory. For example, charged particles and / or water vapor and or water droplets in the air reduce the transmission speed.
  • Geladene Teilchen sind ein schnell wachsendes Phänomen in dem elektronischen, elektrischen und magnetischen Umfeld (es gibt kein Ende in Sicht für seine Entwicklung), da immer mehr Produkte sowohl für industriellen Gebrauch, wie beispielsweise Plasmabeschichtung, als auch für private Kunden hergestellt werden. Die Neon-Beleuchtung (Gasentladungslichtquelle) auch ist ein anderes bekanntes Beispiel innerhalb der sehr großen Gruppe der Ionen. Daher ist die Anwesenheit von geladenen Teilchen in der Atmosphäre ganz normal. Die Berücksichtigung der Wirkungen der geladenen Teilchen in der Korrekturmatrix verbessert die Genauigkeit des zur Positionsbestimmung Verfahren 500. Charged particles are a rapidly growing phenomenon in the electronic, electrical and magnetic environments (there is no end in sight for its development) as more and more products are being produced for both industrial use such as plasma coating and for private customers. The neon lighting (gas discharge light source) also is another well-known example within the huge group of ions. Therefore, the presence of charged particles in the atmosphere is quite normal. The consideration of the effects of the charged particles in the correction matrix improves the accuracy of the positioning method 500 ,
  • Der Wasserdampf, oder mit anderen Worten die Gasphase des Wassers, wird ständig durch Verdampfung erzeugt. Wassertropfen können auch in Form von Wolken, Nebel oder Dunst gesehen werden. Insbesondere erzeugen die Verdampfung des Wassers (das Wasser ist ein Flüssigzustand) und die Sublimation des Eises (das Eis ist ein fester Zustand) eine gewisse Feuchtigkeit in allen natürlichen Umgebungen der Welt. In diesem Fall auch handelt es sich um ein wachsendes Phänomen, da beispielsweise das Kochen und die Energieerzeugung meistens auf dem Gebrauch des Wasserdampfes bzw. The water vapor, or in other words the gas phase of the water, is constantly generated by evaporation. Water drops can also be seen in the form of clouds, mist or haze. In particular, the evaporation of the water (the water is a liquid state) and the sublimation of the ice (the ice is a solid state) produce some moisture in all the natural environments of the world. In this case, it is also a growing phenomenon, since, for example, the cooking and energy production mostly on the use of water vapor or
  • Dampfes basieren. Mit einer weiter waschsenden Weltbevölkerung wird die Luftfeuchtigkeit sicher und nicht nur in den Ländern der Welt mit dem größten Bevölkerungswachstum steigen. Weiterhin hat die Umweltverschmutzung einen großen Einfluss auf die Erzeugung des Wasserdampfes, da beispielsweise die globale mittlere Temperatur – wie eine der Energiequellen, welche die Erzeugung des Wasserdampfes unterstützen – ständig steigt. Steam based. As the world's population continues to improve, humidity will rise safely and not only in the world's fastest-growing population. Furthermore, environmental pollution has a major impact on the production of water vapor, since, for example, the global average temperature - such as one of the energy sources that support the generation of water vapor - is constantly increasing.
  • Die Anwesenheit von Wasserdampf und/oder Wassertropfen in der unteren Schicht der Troposphäre der Atmosphäre ist gewöhnlich. Der Wasserdampf hat auch einen direkten Einfluss auf die Erzeugung von beispielsweise Gewittern mit Blitzen. Die Menge des Wasserdampfs hat einen direkten Einfluss auf die Permittivität der Luft. Die Permittivität und die Kapazitanz wirken eng zusammen, um die Megawatt-Blitze zu erzeugen. Weiterhin wächst die Häufigkeit von Gewittern mit Blitzen wegen des Klimawandels. Die Berücksichtigung der Wirkungen des Wasserdampfes und/oder der Wassertropfen in der Korrekturmatrix verbessert die Genauigkeit des zur Positionsbestimmung Verfahren 500. The presence of water vapor and / or water droplets in the bottom layer of the troposphere of the atmosphere is common. The water vapor also has a direct influence on the generation of, for example, thunderstorms with lightning. The amount of water vapor has a direct influence on the permittivity of the air. The permittivity and capacitance work closely together to produce the megawatt flashes. Furthermore, the frequency of thunderstorms with lightning due to climate change is growing. The consideration of the effects of the water vapor and / or the water droplets in the correction matrix improves the accuracy of the position determination method 500 ,
  • Die Grundlage für jede Berechnung wird von den (verschiedenen) BSCs bzw. (S)RNCs der heutigen Funknetzwerke zur Verfügung gestellt. Diese bekommen die relevanten Daten, beispielsweise die Kanaleigenschaften und/oder die Interferenzen, von ihren BSS/(e)Node Bs oder, um genauer zu sein, von der geeigneten Antenne der Antennenstation. Eine entwickelte Rechnung und eine Rechenaufgabe der Funknetzwerkzugang-(RAN)-Knotenelemente mittels dieses Verfahrens 500 können für die relevanten Aufgaben in einen Rechenzentrum verlagert werden.The basis for each calculation is provided by the (different) BSCs or (S) RNCs of today's wireless networks. These receive the relevant data, such as the channel characteristics and / or interferences, from their BSS / (e) Node Bs or, more specifically, from the appropriate antenna of the antenna station. A developed bill and arithmetic task of the Radio Network Access (RAN) node elements by this method 500 can be moved to a data center for the relevant tasks.
  • Eine Korrekturmatrix gemäß dem Verfahren 500, die auch von allen möglichen ermittelten Übertragungen aktualisiert wird, kann Funknetznutzer befähigen, genaue Positionen in nahezu der gleichen Güte wie das sehr teure Satelliten-Navigationssystem zu ermitteln, da die Korrekturmatrix alle Daten, die von und während der durchgeführten Übertragungen seiner Antenne ermittelt werden, beinhaltet. Die Korrekturmatrix enthält alle Daten der Übertragungsverluste und ermöglicht eine verbesserte Abschätzung der Abstände basierend auf den Funkübertragungen. A correction matrix according to the method 500 which is also updated from all possible detected transmissions, can enable wireless network users to determine accurate locations in nearly the same goodness as the very expensive satellite navigation system, since the correction matrix detects all data collected by and during the transmissions of its antenna, includes. The correction matrix contains all data of the transmission losses and allows an improved estimation of the distances based on the radio transmissions.
  • Eine entsprechende Korrekturmatrix kann jeder Antenne zugeordnet werden, um alle Werte von beispielsweise internen, externen und geographischen Abhängigkeiten, innerhalb ihres Abdeckungsgebiets abzuspeichern. Die Anwendung der Korrekturmatrix bedeutet eine höhere Rechenleistung im Vergleich zu heute zur Verfügung stehenden Kapazitäten. Ein dediziertes Rechenzentrum könnte die oben genannten Aufgaben der Knoten innerhalb des RANs übernehmen, um die notwendigen Rechnungen zu machen. Die geeigneten Werte der Matrix jeder relevanten Antenne können zusammen mit der Antennen-ID, den genauen Koordinaten der Antenne und dem eigentlichen Zeitpunkt zu einer UE übertragen werden. A corresponding correction matrix can be assigned to each antenna to store all values of, for example, internal, external and geographical dependencies, within its coverage area. The application of the correction matrix means a higher computing power compared to the capacities available today. A dedicated data center could perform the above tasks of the nodes within the RAN to make the necessary bills. The appropriate values of the matrix of each relevant antenna may be transmitted to a UE along with the antenna ID, the exact coordinates of the antenna, and the actual time.
  • Um eine gleichmäßige und sehr genaue Zeitkalibration und Korrektur in allen Netzwerkelementen zu ermitteln (auch in Funknetzwerkzugang-(RAN)-Systemen, z. B. BSS, NodeB und/oder ähnlichen), kann insbesondere ein Zugang zu einem Atomuhr-System eingebaut werden, um die erforderliche Synchronisation und Präzision zu erreichen. In order to determine a uniform and very accurate time calibration and correction in all network elements (also in radio network access (RAN) systems, eg BSS, NodeB and / or similar), in particular access to an atomic clock system can be installed, to achieve the required synchronization and precision.
  • Die genaue Zeit kann an die Netzwerkelemente insbesondere entweder durch eine Netzwerk-Faserkabel-Verdrahtung weitergeleitet werden oder jedes Netzwerkelement könnte mit einer Antenne ausgestattet sein, um die übermittelte Atomuhrzeit zu empfangen. Die übertragenen Zeitsignale können eine sehr hohe Genauigkeit haben, da ihre Genauigkeit in dem Bereich einer Nanosekunde [ns] bzw. einer Milliardsten einer Sekunde (d. h. 0,000000001 bzw. 1 × 10–9 einer Sekunde in dem kurzen oder Amerikanischen Maßstab) liegt. Solch eine Übertragung über einen Abstand von beispielsweise 300.000 Metern könnte nur eine Verzögerung von ungefähr einer Millisekunde (≈ 1 ms d. h. ≈ 0,001 s) bewirken. Specifically, the exact time may be forwarded to the network elements either through network fiber cable wiring, or each network element could be equipped with an antenna to receive the transmitted atomic clock time. The transmitted time signals can have very high accuracy since their accuracy is in the range of one nanosecond [ns] or one billionth of a second (ie, 0.000000001 and 1x10 -9 of a second, respectively, in the short or American scale). Such a transmission over a distance of for example 300,000 meters could only cause a delay of about one millisecond (≈ 1 ms, ie ≈ 0.001 s).
  • Dies hat viele Vorteile, da jegliche Dienstleistung von dem Funknetz unabhängig von irgendeiner dritten Person, wie es das GPS ist, selber zur Verfügung gestellt werden kann, da eine Positionsbestimmung z. B. in einem Gebäude, unter Laub, in Tunneln, in U-Bahn-Systemen oder einfach innerhalb einer nicht vorhandenen oder nicht ausreichenden Abdeckung von den minimal notwendigen GPS-Satelliten, bereitgestellt ist. Bei einem Unglück oder ähnlichen Ereignissen kann das Verfahren 500 sehr wertvoll sein. This has many advantages, since any service of the radio network can be provided independently of any third person, such as the GPS, itself, since a position determination z. In a building, under foliage, in tunnels, in subway systems, or simply within nonexistent or inadequate coverage from the minimum necessary GPS satellites. In case of calamity or similar events, the procedure may 500 be very valuable.
  • Außerdem hat der Netznutzer sowohl die ganze Entwicklung als auch die Genauigkeit in seinen Händen, da er/sie die notwendige Hardware, Werkzeugbereitstellung kauft, seine/ihre Entscheidungen trifft und in diesem Sinne vollkommen unabhängig von Änderungen, Migrationen, Modernisierungen und/oder auch sogar von Auswechslungen von jeglichen satellitengestützten Positionsbestimmungssystemen ist.In addition, the network user has both the whole development and the accuracy in his hands, since he / she buys the necessary hardware, tooling, makes his / her decisions and in this sense completely independent of changes, migrations, modernizations and / or even of Replacements of any satellite-based positioning systems is.
  • Jedes mobile Netzwerk kann eine Abdeckung bis zu einem bestimmten Höchstmaß haben, d. h. in senkrechter bzw. lateraler Richtung, übergeordnet oder transversal und in der äußerlichen Umgebung, d. h. In horizontaler, vorderer, bzw. longitudinaler Richtung. Each mobile network can have coverage to a certain extent, i. H. in the vertical or lateral direction, superordinate or transversal and in the external environment, d. H. In horizontal, front or longitudinal direction.
  • Basierend auf einer geographischen Erfassung innerhalb der Abdeckung jeder Antenne, basierend auf gemessenen Werten, die von z.B. den Grundbuchämtern genommen werden können (Bewertung von den Größen des Landes), kennt eine Datenbank den räumlichen Standort innerhalb ihrer Abdeckung bzw. die geographischen Änderungen-Merkmale der Gradienten bergauf und bergab innerhalb einer gewissen Umgebung sowohl in Landwirtschaft-, Wirtschafts-, Wald-, Industrie-, Wohngebiet-Landesteilen und Eigenschaften des Landes (z. B. Wüste, Marschland, Dauerfrostboden, Tundra, Felsen, Morast usw.) als auch in den Umgebungen. Based on geographic coverage within the coverage of each antenna based on measured values derived from e.g. can be taken from the land registries (assessment of the sizes of the country), a database knows the spatial location within its coverage or the geographic changes characteristics of the gradients uphill and downhill within a certain environment in both agricultural, economic, forestry, Industrial, residential, and rural areas (eg, desert, marshland, permafrost, tundra, rocks, quagmires, etc.) as well as in environments.
  • Die oben genannten geographischen Eigenschaften können einen direkten Einfluss auf die Übertragungseigenschaften eines Funksignals haben und sie sind Parameter in der hier genannten Korrekturmatrix der Antenne. Die geographischen Eigenschaften, die in der Korrekturmatrix eingebaut sind, können wie ein Parameter die auftretenden und eventuellen Änderungen in der Reflexion und/oder Schwächung der Funksignale in Richtung des Empfängers / Ziels beschreiben. The above-mentioned geographical characteristics may have a direct influence on the transmission characteristics of a radio signal and they are parameters in the correction matrix of the antenna mentioned here. The geographic features built into the correction matrix can, like a parameter, describe the occurring and eventual changes in the reflection and / or attenuation of the radio signals towards the receiver / target.
  • Indem ein UE innerhalb der Abdeckung eines Funknetzes verwendet wird, kann eine Position innerhalb der wenigstens drei Funkzellen von jeder einzelnen BSS/(e)NodeB/zellularen Antennen-Substation für ein mobiles Endgerät auf der Basis einer Trilateration von solch einer Position bestimmt werden (die erwarteten Messungen der Signale von einer oder mehrerer Quellen). Dies ist das grundlegende Verfahren zur Ortung innerhalb einer Abdeckung der Antennen. Mit Hilfe einer Menge von sogar mehr als drei Funkzellen von verschiedenen BSS/(e)NodeB/zellularen Antennen-Substationen können jegliche Unterschiede in der Laufzeitbestimmung für eine Positionsbestimmung basierend auf einer Trilateration einer solchen Position kontrolliert werden und dadurch durch die Zusätzlichen zu den drei notwendigen Antennen definiert werden. By using a UE within the coverage of a radio network, a position within the at least three radio cells of each individual BSS / (e) NodeB / cellular antenna substation for a mobile terminal may be determined based on trilateration from such a location (the expected measurements of the signals from one or more sources). This is the basic method of locating within a coverage of the antennas. With the help of a set of even more than three radio cells from different BSS / (e) NodeB / cellular antenna substations, any differences in transit time determination can be controlled for position determination based on a trilateration of such a position and thereby through the additions to the three necessary ones Antennas are defined.
  • Für die verbesserte Positionsbestimmung durch ein Funknetz kann die Verteilung über die verfügbaren (und sichtbaren) mobilen Funkzugangs-Subsystem-Antennen des Funknetzes durchgeführt werden, indem eine Signalquelle eine Zugangsschwelle erfüllt und wenn diese erreicht ist die Verbindung zum UE aufbaut.For the improved position determination by a radio network, the distribution over the available (and visible) mobile radio access subsystem antennas of the radio network can be performed by a signal source fulfilling an access threshold and, when reached, establishing the connection to the UE.
  • Übermittlungen von Signalquellen, die die Signale zum UE liefern, werden an Hand der Höhe der geeigneten Grenzschwelle der Signalquelle entschieden. Wenn der Schwellenwert einer Antenne den Schwellenwert von noch einer anderen Signalquelle überschreitet, kann ein Übergang zum Subsystem mit dem höheren Schwellenwert durchgeführt werden. Zu diesem Zweck kann die regelmäßige Kontrolle über die Übertragungsmodalitäten durchgeführt werden, wobei jede Antenne die Stärke der Signalisierung und daher die optimale Versorgung für Internet, Signalisierung und/oder Stimme-Kanalisierung kontrolliert. An Hand dieser Werte kann die beste Subsystemantenne basierend auf den Schwellenwerten jeder Antenne vom BSC für die Konnektivität vom UE bezüglich seiner spezifischen Position innerhalb des Funknetzes ausgewählt werden. Alle sichtbaren Antennen können den UE ‚,sehen‘‘ und können seine Konnektivität kontrollieren. Der BSC kann kontrollieren, welche Antenne von den verschiedenen Antennen die beste ist und welche Antenne benutzt werden kann, so dass die Verbindung aufgebaut werden kann. Durch das BSS/BSC-Paar kann der UE seine Positionsbestimmung erhalte falls notwendig oder veranlasst (als eine Übermittlung einer Push-Nachricht). Transmissions from signal sources providing the signals to the UE are decided based on the level of the appropriate threshold of the signal source. If the threshold of one antenna exceeds the threshold of yet another signal source, then a transition to the higher threshold subsystem may be made. For this purpose, the regular control over the transmission modalities can be carried out, whereby each antenna the strength of the signaling and therefore the optimal supply for Internet, signaling and / or voice channeling controlled. Based on these values, the best subsystem antenna can be selected based on the thresholds of each antenna from the BSC for connectivity from the UE with respect to its specific location within the radio network. All visible antennas can "see" the UE and can control its connectivity. The BSC can control which antenna is best from the different antennas and which antenna can be used so that the connection can be established. Through the BSS / BSC pair, the UE may obtain its position determination if necessary or prompted (as a transmission of a push message).
  • Die Größen können in einem sehr breiten Bereich definiert werden, der alles umfasst, was die vorgegebenen Korrekturwerte beeinflussen kann. Dieser Bereich erstreckt sich von z. B. Staub und Schneeflocken bis hinzu Lastkraftwagen mit z.B. mit Aluminium bedeckten Anhängern. Ein sich ereignender Staubsturm kann z.B. bezüglich seiner Windstärke, seiner Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur betrachtet werden, so wie er von einer Antenne detektiert wird, die das Gebiet abdeckt auf der Basis der Verwendung eines bereits genannten barometrischen Druck-, hygrometrischen und/oder thermometrischen Sensor der Funknetzantenne und der Vernachlässigung der Luftfeuchtigkeit über einen gewissen Grenzwert, falls die Umgebung außerordentlich trocken ist, wie es die Tundra oder Wüsten sein können.The quantities can be defined in a very wide range, which includes everything that can influence the given correction values. This area extends from z. As dust and snowflakes to trucks with e.g. with aluminum covered trailers. An occurring dust storm may e.g. in terms of its wind strength, humidity and temperature, as detected by an antenna covering the area, based on the use of an already mentioned barometric pressure, hygrometric and / or thermometric sensor of the radio network antenna and neglecting the humidity above a certain limit if the environment is extremely dry, as the tundra or deserts may be.
  • Da vordefinierte Intervalle in der Korrekturmatrix eingestellt sind, können schnell auftretende Änderungen nicht eine neue Rechnung erfordern, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des UEs innerhalb des Abdeckungsgebiets. Dies bedeutet, dass alle verfügbaren Parameter und Korrekturen sich nicht ändern, wenn z. B. ein Nutzer ein Fußgänger ist und sich mit seinem UE in einem Abdeckungsgebiet der Antenne befindet und der Pfad seiner Signalisierung sich nur (kurz) aufgrund einer Unterbrechung ausgelöst beispielsweise durch ein vorbeifahrendes Fahrzeug ändert. Kurz nachdem das Fahrzeug vorbei gefahren ist, kann die gleiche Korrektur wie davor – in den meisten Fällen - geeignet sein, außer der Signalisierungspfad erfordert an dieser speziellen Position einen ganz neuen Signalisierungspfad.Since predefined intervals are set in the correction matrix, rapid changes can not require a new calculation, depending on the speed of the UE within the coverage area. This means that all available parameters and corrections will not change if, for. B. a user is a pedestrian and is with his UE in a coverage area of the antenna and the path of its signaling only (briefly) triggered due to an interruption, for example, by a passing vehicle changes. Shortly after the vehicle has passed, the same correction as before, in most cases, may be appropriate unless the signaling path requires a whole new signaling path at that particular location.
  • Insbesondere in Städten oder sogar in den umgebenden ländlichen Gebieten, in welchen Gebäude oder Hügel / Berge / Wälder viele Reflexionen bzw. Dämpfung in dem Pfad des Signals und daher in der Stärke verursachen können, können die Korrekturmatrizen der Antennen zusätzliche Korrekturwerte in solchen Umgebungen beinhalten. Especially in cities or even in the surrounding rural areas where buildings or hills / mountains / forests can cause many reflections or attenuation in the path of the signal and therefore in strength, the correction matrices of the antennas may include additional correction values in such environments.
  • Die Interferenzen des Funkkanals und/oder dessen Abschwächung können beispielsweise von Vielwegverzerrungen, Einflüssen der planetaren Grenzschichten in der Troposphäre, Wetter, Luftverschmutzung und der Genauigkeit der Ankunft des Signals verursacht werden. Obwohl das letzte so in der GPS-Signalisierung auch vorkommt, ist es auch in jeder Funksignalisierung vorhanden, solange seine Entwicklung vorangeschritten ist und eine höhere Genauigkeit erreicht hat. The interference of the radio channel and / or its attenuation may be caused, for example, by multipath distortions, influences of the planetary boundary layers in the troposphere, weather, air pollution and the accuracy of the arrival of the signal. Although the last is so in GPS signaling, it is also present in every wireless signaling as its evolution progresses and has reached a higher level of accuracy.
  • Wenn man die steigenden und abfallenden Flanken eines Bit-Übergangs vergleicht, können die modernen elektronischen Geräte ein Offset-Signal innerhalb ungefähr ein Prozent einer Bitpulsbreite [0,01/(1,023 × 106/s) ≈] oder ungefähr 10 Nanosekunden messen. Da die Funksignale sich mit der Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, stellt dies einen Fehler von ungefähr 3 Metern bezüglich der eigentlichen Position dar. Mit höheren Chip-Raten der Signalisierung können diese softwaregestützten Ergebnisse weiter verbessert werden, aber eine höhere Rechenleistung für BSS / (e)nodeB oder jede andere Antennenlösung ist ein Eckpfeiler, an Hand dem die Genauigkeit der Ortung durch Verwendung einer höheren Chip-Rate im Empfang des Signales eines Funknetzsystems wie in diesem Fall verbessert werden kann. When comparing the rising and falling edges of a bit transition, modern electronic devices can measure an offset signal within about one percent of a bit pulse width [0.01 / (1.023 x 10 6 / s) ≈] or about 10 nanoseconds. Since the radio signals propagate at the speed of light, this represents an error of approximately 3 meters in relation to the actual position. With higher chip rates of signaling, these software-assisted results can be further improved, but a higher computational power for BSS / (e) nodeB or any other antenna solution is a cornerstone by which the accuracy of location can be improved by using a higher chip rate in receiving the signal of a radio network system, as in this case.
  • Die Streckendämpfung beispielsweise der Netzwerksignalisierung ist der Pfadverlust und er umfasst auch die Verringerung der Leistungsdichte einer elektromagnetischen Welle, wie sie sich durch den Raum ausbreitet. Der Pfadverlust wird in drahtlosen Kommunikationen in der Ausbreitung des Signales benutzt. Der Pfadverlust kann verschiedene Ursachen haben wie beispielsweise Vakuum-Verluste, Refraktion, Beugung, Reflexion, Kopplungsverlust zwischen Blende und Medium und Absorption. Der Pfadverlust wird auch von den Geländekonturen, der Umgebung (städtisch oder ländlich, Vegetation und Laub), Ausbreitungsmedium (trockene Luft oder feuchte Luft), der Abstand zwischen Sender und Empfänger und von der Höhe und vom Standort beispielsweise der Antennen des Funknetzes beeinflusst. Wenn diese Effekte der Pfadverluste in der Korrekturmatrix berücksichtigt werden, verbessert dies die Genauigkeit des Verfahrens 500 zur Standortbestimmung. The path loss of, for example, network signaling is path loss, and it also includes reducing the power density of an electromagnetic wave as it propagates through space. The path loss is used in wireless communications in the propagation of the signal. The path loss can have various causes such as vacuum loss, refraction, diffraction, reflection, coupling loss between aperture and medium and absorption. The path loss is also affected by the terrain contours, the environment (urban or rural, vegetation and foliage), propagation medium (dry air or humid air), the distance between transmitter and receiver, and the height and location of, for example, the antennas of the radio network. Taking these effects of path losses into account in the correction matrix improves the accuracy of the method 500 for location.
  • Die vorher genannte Erhöhung der Rechenleistung einer Antenne ist der richtige Weg, um nahezu identische Ergebnisse bei der Positionsbestimmung mit Hilfe des Funkzellenunternehmens ohne der Verwendung von GPS zu erhalten. Je genauer die Anfangssituation, desto genauer wird das Ergebnis sein.The aforementioned increase in computing power of an antenna is the correct way to obtain nearly identical results in the position determination with the help of the radio cell company without the use of GPS. The more accurate the initial situation, the more accurate the result will be.
  • Ein vom GPS unabhängiges oder redundantes Verfahren kann ein vorteilhafter Weg sein, um den eigenen Kunden eine optimale Lösung zur Verfügung zu stellen. Insbesondere kann so ein Merkmal des Funknetzwerk-Unternehmens zusätzliche Erträge, beispielsweise in manchen M2M-Szenarios oder in anderen möglichen Umständen, die vom GPS-Signal abgeschnitten sind, bringen. Z.B. kann ein Vulkanausbruch in den ganzen Kontinenten die oben genannten GPS-Signale ausfallen lassen. A GPS independent or redundant method may be an advantageous way to provide an optimal solution to the own customer. In particular, such a feature of the wireless network enterprise may bring additional revenue, for example, in some M2M scenarios or in other possible circumstances cut off from the GPS signal. For example, a volcanic eruption across the continents can cause the GPS signals above to fail.
  • Weiterhin sollten auch die elementaren Eigenschaften jedes spezifischen Gebietes bekannt sein. Zum Beispiel eine Wiese oder ein Stück Wald oder eine Landwirtschaftsfläche haben eine höhere Luftfeuchtigkeit als beispielsweise jede städtische Umgebung weit weg von der Küste. Ein industrielles Umfeld besteht aus zum Beispiel Strukturen aus Beton, Stahl und/oder Fassaden der Gebäude aus Glas. Daher kennt jedes geographische Gebiet mit beispielsweise Sanddünen, Gebirgen, Landwirtschaften, Öl- und Stahl-Industrie die eigenen, spezifischen Dämpfungs-, Reflexions- und andere Werte, die die Funkübertagungen innerhalb eines Funknetzes schwächen und/oder verzögern. Die Berücksichtigung von diesen Merkmalen in der Korrekturmatrix verbessert die Genauigkeit des zur Positionsbestimmung Verfahrens 500. Furthermore, the elemental properties of each specific area should also be known. For example, a meadow or piece of forest or agricultural land has higher humidity than, for example, any urban environment far from the coast. An industrial environment consists of, for example, structures made of concrete, steel and / or facades of the buildings made of glass. Thus, any geographic area including, for example, sand dunes, mountains, agriculture, oil and steel industries, knows its own specific attenuation, reflection, and other values that weaken and / or retard the radio communications within a radio network. The consideration of these features in the correction matrix improves the accuracy of the positioning method 500 ,
  • Jedes kleine Merkmal der Funkübertragungen innerhalb eines spezifischen räumlichen Gebietes kann in der Grundkorrekturmatrix jeder Antenne berücksichtigt werden. Dabei hat jede Datengruppe eine gewisse kodierte Zusammenstellung aller Winkel, unter dem das Signal bei einer Antenne ankommt oder diese verlässt. Eine kodierte Zusammenstellung könnte notwendig sein, um sicherzustellen, dass die einzigartige Zusammenstellung für diese Trajektorie nicht gelesen wird, sondern nur von einem UE in diesem bestimmten Netzwerk benutzt wird. Eine solche kodierte Zusammenstellung kann nur unter zwei Voraussetzungen übertragen werden:
    Die Mobilstation kann im Netzwerk eingeloggt sein und befindet sich innerhalb des Reichweite von wenigstens einer, aber vorzugsweise von drei oder mehreren Basisstationen, die eine Antenne kontrollieren und sich innerhalb deren Abdeckungsgebiet die Mobilstation befindet. Die Mobilstation kann als Benutzer mit dem UE eine Übertragung empfangen oder initiieren.
    Any small feature of the radio transmissions within a specific spatial area can be considered in the basic correction matrix of each antenna. Each data group has a certain coded combination of all angles at which the signal arrives at or leaves an antenna. An encoded compilation may be necessary to ensure that the unique compilation for this trajectory is not read, but is only used by a UE in that particular network. Such a coded compilation can only be transmitted under two conditions:
    The mobile station may be logged into the network and within the range of at least one but preferably three or more base stations which control an antenna and within which coverage area the mobile station is located. The mobile station may, as a user, receive or initiate a transmission with the UE.
  • Wenn die Mobilstation empfängt, kann sie in Reichweite von verschiedenen Funknetzantennen sein, die beispielsweise ihre entsprechende Antennen-ID und die genaue Zeit, zu der die Übertragung gesendet wurde, zur Mobilstation senden. Die Verzögerung in diesem Fall kann durch die Differenz zwischen der genauen Zeit in der die Signale gesendet wurden und der Zeit in der sie empfangen wurden definiert werden. When the mobile station is receiving, it may be within range of various radio network antennas, for example transmitting their corresponding antenna ID and the exact time the transmission was sent to the mobile station. The delay in this case can be defined by the difference between the exact time the signals were sent and the time they were received.
  • Daher kann der UE die verschiedenen Daten mit ihren entsprechenden Verzögerungen zur Verfügung haben und kann seinen eigenen Standort aus den oben genannten Antennen berechnen. Vorzugsweise ist der UE in dem Abdeckungsgebiet von drei oder mehreren Antennen, um eine Trilateration durchführen zu können. Mit vier oder noch mehreren Antennen, die das Gebiet, in dem sich der Nutzer mit seinem UE befindet, abdecken, wird eine verbesserte Korrektur der Positionsbestimmung möglich. In der Tat ermöglichen alle Antennen zusätzlich zu den drei notwendigen Antennen dem UE eine Korrektur durchzuführen, wenn eine von den empfangenen Subtraktion der Antennenzeiten des entsprechenden Signales von der Zeit, bei der es empfangene wurde, gesendet wurde, da die Standorte jeder einzelnen Antennen sehr genau bekannt sind.Therefore, the UE may have the various data with their corresponding delays available and may calculate its own location from the antennas mentioned above. Preferably, the UE is in the coverage area of three or more antennas to perform a trilateration. With four or more antennas covering the area in which the user is located with his UE, an improved correction of the position determination becomes possible. In fact, in addition to the three necessary antennas, all the antennas allow the UE to correct if one of the received subtractions of the antenna times of the corresponding signal has been sent from the time it was received, since the locations of each individual antenna are very accurate are known.
  • In dem Fall der Übertragung kann der UE die Positionsdaten durch die Daten (d.h. Ortung und Zeitverzögerung von einer Antenne) der Antennen erhalten, in deren Abdeckungsgebiet sich der UE befindet. Der UE kann ein MO-LR senden, um die relevanten Koordinaten von Funknetz mit Hilfe einer Antwort durch die Antenne, die für seine Verbindung verantwortlich ist, zu empfangen. In the case of the transmission, the UE may obtain the position data by the data (i.e., location and time delay from an antenna) of the antennas in the coverage area of which the UE is located. The UE may send a MO-LR to receive the relevant coordinates of radio network by means of a response by the antenna responsible for its connection.
  • Die kodierte Aufbereitung kann an Hand der Trajektorie der Übertragung basierend auf den geographischen Eigenschaften innerhalb eines Gebietes zusammen mit der Dämpfung, der Reflexion und anderen Werten, die die auftretende Verzögerung der Übertragung verursachen, berechnet werden. The encoded rendering can be calculated from the trajectory of the transmission based on the geographic characteristics within a region along with the attenuation, reflection, and other values that cause the occurring delay in the transmission.
  • Wenn ein UE bzw. eine Mobilstation die genauen Standorten der Antennen und ihre relevanten Verzögerungen der Übertragung empfängt, kann der UE seinen Anstand zu jeder Antenne durch die transmittierte kodierte Aufbereitung der benutzten Trajektorie der Übertragung korrigieren. When a UE or mobile station receives the exact locations of the antennas and their relevant transmission delays, the UE may correct its order to each antenna by the transmitted encoded rendering of the trajectory of transmission used.
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Funknetzes 600 gemäß einer Ausführungsform. Das Funknetz 600 umfasst mindestens drei Basisstationen 601, 602, 603 und einen Funknetz-Controller 604. 6 shows a schematic representation of a radio network 600 according to one embodiment. The radio network 600 includes at least three base stations 601 . 602 . 603 and a wireless network controller 604 ,
  • Der Funknetz-Controller 604 sendet mindestens drei Funksignale 611, 612, 613 zwischen einer Mobilstation bzw. einem Handgerät 605 innerhalb eines Abdeckungsgebietes eines Funknetzes 600 und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen 601, 602, 603. Jedes der mindestens drei Funksignalen 611, 612, 613 umfasst eine Zeitinformation 621, 622, 623, welche eine Absendezeit der entsprechenden Funksignale 611, 612, 613 z. B. basierend auf einer Atomuhrreferenz, anzeigt. The wireless network controller 604 sends at least three radio signals 611 . 612 . 613 between a mobile station and a handset 605 within a coverage area of a radio network 600 and a corresponding number of at least three base stations 601 . 602 . 603 , Each of the at least three radio signals 611 . 612 . 613 includes a time information 621 . 622 . 623 , which is a sending time of the corresponding radio signals 611 . 612 . 613 z. Based on an atomic clock reference.
  • Außerdem berechnet der Funknetz-Controller 604 für jedes der mindestens drei Funksignale 611, 612, 613 eine Zeitverzögerung basierend auf der Differenz zwischen der Ankunftszeit und der Absendezeit der entsprechenden Funksignale 611, 612, 613. Der Funknetz-Controller 604 ruft für jedes der mindestens drei Funksignale 611, 612, 613 Informationen über Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals von einem Datenspeicher 606 ab. Weiterhin berechnet der Funknetz-Controller 604 für jedes der mindestens drei Funksignale 611, 612, 613 einen Abstand von der Mobilstation 605 zu den entsprechenden Basisstation 601, 602, 603 basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste. Der Funknetz-Controller 604 bestimmt oder berechnet einen Standort der Mobilstation 605 basierend auf einer Trilateration von mindestens drei Abständen. In addition, the wireless network controller calculates 604 for each of the at least three radio signals 611 . 612 . 613 a time delay based on the difference between the arrival time and the sending time of the corresponding radio signals 611 . 612 . 613 , The wireless network controller 604 calls for each of the at least three radio signals 611 . 612 . 613 Information about transmission path losses of the corresponding radio signal from a data memory 606 from. The wireless network controller continues to calculate 604 for each of the at least three radio signals 611 . 612 . 613 a distance from the mobile station 605 to the corresponding base station 601 . 602 . 603 based on the time delay and the information about the transmission path losses. The wireless network controller 604 determines or calculates a location of the mobile station 605 based on a trilateration of at least three distances.
  • Jede Basisstation 601, 602, 603 könnte eine Vielzahl von Antennen z. B. gemäß eines Massive-MIMO-Systems wie unten beschrieben umfassen. Die Information über die Übertragungspfadverluste einer spezifischen Antenne einer Basisstation können in einem Datenspeicher 606 abgespeichert werden, der zu der spezifischen Antenne der Basisstation 601, 602, 603 zugeordnet ist. Every base station 601 . 602 . 603 could a variety of antennas z. In accordance with a Massive MIMO system as described below. The information about the transmission path losses of a specific antenna of a base station can be stored in a data memory 606 stored to the specific antenna of the base station 601 . 602 . 603 assigned.
  • Der Datenspeicher 606 wird benutzt, um die Information über die Übertragungspfadverluste abzuspeichern. Der Datenspeicher umfasst einen nicht-transitorischen maschinen-lesbaren Datenträger, der eine Vielzahl von Datenspeichern umfassen, welche durch einen Bezeichner einer Mobilstation 605 und durch einen Bezeichner einer Basisstation 601, 602, 603 angesprochen werden können. Jeder Datenspeicher speichert die Information über die Übertragungspfadverluste einer Funksignalübertagung 611, 612, 613 zwischen der Basisstation 601, 602, 603 und der Mobilstation 605 ab.The data store 606 is used to store the information about the transmission path losses. The data store comprises a non-transitory machine-readable medium comprising a plurality of data memories which are identified by a mobile station identifier 605 and by an identifier of a base station 601 . 602 . 603 can be addressed. Each data memory stores the information about the transmission path losses of a radio signal transmission 611 . 612 . 613 between the base station 601 . 602 . 603 and the mobile station 605 from.
  • 7 zeigt eine geographische Karte 700, die beispielhafte Übertragungspfadverluste, die von der Dämpfung und den Reflexionen in einem Funknetz verursacht werden, gemäß einer Ausführungsform darstellt. Der Strahl 701, der einen UE 702 erreicht, wird auf verschiedene Arten weitestgehend reflektiert, da Materialien wie beispielsweise Stahl und/oder Beton die Funkwellen nicht übertragen, wie man sich wünschen würde. Die Stärke der Welle des Strahls 701 wird abgeschwächt und/oder gedämpft bis er den UE 702 erreicht. Der Funkstrahl 701, der in so einem Beispiel den UE 702 erreicht, war nicht auf einem direkten Weg zum UE 702 unterwegs, sondern kann den UE 702 auf einer ganz anderen Trajektorie durch (verschiedene) Reflexionen erreichen, wie unten in dem Ausführungsbeispiel in 8 gezeigt wird. 7 shows a geographical map 700 illustrating exemplary transmission path losses caused by attenuation and reflections in a radio network according to an embodiment. The beam 701 , the one UE 702 is achieved, is reflected in many ways as much as possible, since materials such as steel and / or concrete do not transmit the radio waves, as one would wish. The strength of the wave of the beam 701 is attenuated and / or muffled until it reaches the UE 702 reached. The radio beam 701 who in such an example is the UE 702 achieved was not on a direct route to the UE 702 on the way, but can the UE 702 on a very different trajectory by (different) reflections, as in the embodiment of FIG 8th will be shown.
  • Die Interferenzen des Funkkanales und/oder dessen Abschwächung können beispielsweise von Vielwegverzerrungen, Einflüssen der planetaren Grenzschichten in der Troposphäre, Wetter, Luftverschmutzung und der Genauigkeit der Ankunft des Signals verursacht werden. Jede Antenne kann ihre eigene spezifische Grundkorrekturmatrix besitzen, in der alle Übertragungswinkeln und alle relevanten Trajektorien abgespeichert sind. Für jede einzelne Trajektorie können alle relevanten geographischen Besonderheiten mit den relevanten Beiträgen, die die Verzögerung verursachen, aufgelistet werden. Interference of the radio channel and / or its attenuation may be caused, for example, by multipath distortions, tropospheric planetary boundary layer influences, weather, air pollution, and the accuracy of signal arrival. Each antenna can have its own specific basic correction matrix in which all transmission angles and all relevant trajectories are stored. For each trajectory, all relevant geographic features can be listed along with the relevant contributions that cause the delay.
  • Für alle relevanten (und gemessenen) Punkte auf einer Trajektorie einer Übertragung können die auftretenden Abschwächungsverluste, die einen Einfluss auf die Übertragung haben, wie beispielsweise Dämpfung, Interferenzen und gleichartige Effekte, aufgelistet werden. Diese Werte können in der kodierten Aufbereitung der relevanten übertragenen Werte gespeichert werden, so dass der UE die notwendigen Korrekturen zu seinem Standort berechnen kann. For all relevant (and measured) points on a trajectory of a transmission, the attenuation losses that have an impact on the transmission, such as attenuation, interference and similar effects, can be listed. These values can be stored in the coded digest of the relevant transmitted values so that the UE can calculate the necessary corrections to its location.
  • 8 zeigt eine geographische Karte 800, die eine Draufsicht beispielhafte Abweichungen und Reflexionen des Signales in einer mobil abgeschlossenen Übertragung in Richtung eines Benutzers mit einer UE 801 als Pfadverluste darstellt. Die Zeichnung der Draufsicht zeigt beispielhafte Abweichungen und Reflexionen des Signales 802 in einer MT-Übertragung in Richtung eines Nutzers mit einer UE 801 als Pfadverluste. Bemerken Sie den Unterschied zwischen der Länge des direkten Abstands und der eigentlichen Länge des Übertagungspfads. Das Signal, das von einem Funksender ausgestrahlt wird, kann auch entlang mehreren verschiedenen Wegen zum Empfänger gleichzeitig kommen; dieser Effekt heißt Mehrwegausbreitung. 8th shows a geographical map 800 4, which is a plan view of exemplary deviations and reflections of the signal in a mobile completed transmission in the direction of a user with a UE 801 represents path loss. The drawing of the plan view shows exemplary deviations and reflections of the signal 802 in an MT transmission towards a user with a UE 801 as path losses. Note the difference between the length of the direct distance and the actual length of the transmission path. The signal emitted by a radio transmitter may also come along several different paths to the receiver at the same time; This effect is called multipath propagation.
  • Es gibt verschiedene Verzögerungen, die auftreten können und die vom Standort des Nutzers mit UE abhängig sind. Auch kleine Bewegungen seit-, vor-, oder rückwärts können verschiedene Übertagungspfade verursachen, auch wenn man den direkten ,,Sichtlinie‘‘-Übertagungspfad 803 benutzt. Diese Mehrwegausbreitungen hängen von der Umgebung ab. Aufgrund der Abschwächungsverluste, die z.B. durch Resonanz hervorgerufen sind, der Luftfeuchtigkeit, der Abweichungen und der Reflexionen der Streuung des Strahls der Übertragung über eine Distanz, die sog. Dispersion eines Strahls, kann die Länge der Trajektorie des Strahls einfach die Länge des kleinsten möglichen Übertragungspfades überschreiten, ohne jegliche Störungen in Form von beispielsweise Gebäuden, Hügeln, Gebirgen, Wäldern, usw. (auch bekannt als ,,Luftlinie‘‘ oder Sichtlinie-Übertagungspfad). In so einer Umgebung kann auch eine Mehrwegausbreitung des Signals zum Empfänger, sei er die Antenne des Nutzers oder die Antenne des Funknetzes, sich selber während der Übertragung ausbilden. There are several delays that can occur that depend on the location of the user with UE. Even small movements sideways, forwards, or backwards can cause different transmission paths, even if you use the direct "line of sight" transmission path 803 used. These multipath propagations depend on the environment. Due to the attenuation losses caused, for example, by resonance, the humidity, the deviations and the reflections of the scattering of the beam the transmission of a distance, the so-called dispersion of a beam, the length of the trajectory of the beam can easily exceed the length of the smallest possible transmission path, without any disturbances in the form of, for example, buildings, hills, mountains, forests, etc. (also known as "As the crow flies" or line of sight transmission path). In such an environment, multipath propagation of the signal to the receiver, be it the user's antenna or the radio network antenna, can also be self-training during transmission.
  • Da die Länge des Übertragungspfades des Strahls aufgrund der beispielsweise auftretenden Reflexionen größer als der Sichtlinie-Übertagungspfads ist, kann eine Verzögerung in der Übertragung und daher in seiner Zeit auftreten. Weitere Übertragungsverlusteffekte können die Dämpfung des Funksignales in einer drahtlosen Because the length of the transmission path of the beam is greater than the line-of-sight transmission path due to the reflections occurring, for example, there may be a delay in transmission and therefore in its time. Further transmission loss effects can be the attenuation of the radio signal in a wireless
  • Übertragung weiter erhöhen und daher die Zeitverzögerung erhöhen. In 8 kann man ein Beispiel der unterschiedlichen Längen zwischen dem direkten Abstand 803 und der eigentlichen Länge des Übertagungspfads feststellen. Continue to increase transmission and therefore increase the time delay. In 8th you can see an example of different lengths between the direct distance 803 and determine the actual length of the transmission path.
  • Auf Grund der Abweichungen und Reflexionen eines Übertagungsstrahles 802 in Richtung seines Zieles (der Mensch mit dem Ziel-UE 801) finden sowohl viele Seitenwirkungen als auch effektive Reflexionen auf den Gebäudewänden der Gebäude 804, 805, 806, an den Fassaden usw. auf dem Weg von einer Antenne 810 (links in der Abbildung) bis zu einer UE 801 (ganz rechts in der Abbildung) statt. Die oben genannte effektive Reflexion, innerhalb der Verlustverzögerung, wird eine nahezu doppelte Pfadlänge 802 im Vergleich zum direkten Abstand 803 bewirken. In diesem Beispiel geschieht dies aufgrund der Winkelreflexion, die der Übertragungsstrahl 802 auf seinem Weg zu dem UE 801 erreicht. Die Dispersion der Übertragungsfunkstrahls 802 steigt in diesem Zusammenhang mit der Menge der benötigten Reflexionen und dementsprechend steigt auch die Dämpfung des Funksignales. Due to the deviations and reflections of a transmission beam 802 in the direction of his goal (the human with the target UE 801 ) find both many side effects as well as effective reflections on the building walls of buildings 804 . 805 . 806 , on the facades, etc. on the way from an antenna 810 (left in the figure) to an UE 801 (far right in the picture) instead. The above-mentioned effective reflection, within the loss delay, becomes almost twice the path length 802 compared to the direct distance 803 cause. In this example, this is due to the angular reflection that the transmission beam 802 on his way to the UE 801 reached. The dispersion of the transmission radio beam 802 increases in this context with the amount of reflections needed and accordingly increases the attenuation of the radio signal.
  • Auf Grund der auftretenden Dämpfung des Funksignales und der folgenden Übertragungsverzögerung, ergibt sich eine neue Möglichkeit, um die Pfadverluste zu bestimmen. Due to the occurring attenuation of the radio signal and the following transmission delay, there is a new way to determine the path losses.
  • Die früher genannten barometrischer Druck-, Hygrometer- und/oder thermometrischen Sensoren der Netzwerkantenne, als auch z.B. ein Ionisationsdetektor, entsprechen nur einem Teil der Übertragungspfadverluste der verschiedenen Ecksteine, die die verschiedenen Variablen sammeln, die eine Funksignalisierung während einer Übertragung beeinflussen. Die vier genannten Sensoren decken die wichtigste Verfügbarkeit der Detektion der Ereignisse in der Atmosphäre ab.The previously mentioned barometric pressure, hygrometer and / or thermometric sensors of the network antenna, as well as e.g. An ionization detector corresponds to only a portion of the transmission path losses of the various cornerstones that collect the various variables that affect radio signaling during transmission. The four mentioned sensors cover the main availability of the detection of the events in the atmosphere.
  • Man kennt die schimmernde (und aufsteigende) heiße Luft über dem Land, wenn die Sonne auf dem Boden ,,brennt‘‘. In so einem Klima kann man nicht richtig vorhersehen oder beurteilen, da man keine starke Ahnung von der Größe, dem Abstand oder Ähnlichem hat. Die auftretende Abschwächung, die meistens bei zersplitternden und aufsteigenden) optischen Wellen auftritt, basiert auf der Wärme und Trockenheit, die oft Luftströme bzw. milde Winde beeinflusst. Andere sehr wichtige beeinflussende Merkmale sind die elektrischen Felder, die auftreten. Diese können nicht nur in reinen trockenen Bedingungen auftreten sondern auch in der Atmosphäre während Gewittern. The shimmering (and rising) hot air above the land is known when the sun 'burns' on the ground. In such a climate, one can not properly predict or judge, because one has no strong idea of the size, the distance or the like. The attenuation that occurs, most often with splitting and rising optical waves, is based on the heat and dryness, which often affects air currents or mild winds. Other very important influencing features are the electrical fields that occur. These can not only occur in pure dry conditions but also in the atmosphere during thunderstorms.
  • In allen klimatischen Bedingungen existieren sogenannte elektrische Felder schon oder werden erzeugt, so dass diese eine Gefahr der Abweichung für die Signalisierung des Funknetzes darstellen. Je nach z.B. der Stärke des elektrischen Feldes in der Atmosphäre, der Luftfeuchtigkeit und der Wärme in der Luft, können solche Naturerscheinungen jeden Tag 24 Stunden andauern. In all climatic conditions, so-called electric fields already exist or are generated, so that they represent a risk of deviation for the signaling of the radio network. Depending on e.g. The intensity of the electric field in the atmosphere, the humidity and the heat in the air, such natural phenomena can last 24 hours every day.
  • Für die häufigsten (variablen) Ereignisse kann man einen vorgegebenen Wert benutzen, der (mit einem automatischen Verfahren, solange der Weg zum Finden des Werts bekannt oder sogar vorgegeben ist) gefunden werden kann und danach in der Korrekturmatrix abgespeichert werden kann. Daher kann die Korrekturmatrix Werte umfassen, die z. B. vorgegebene Werte des Luftdrucks, der Luftfeuchtigkeit, der Temperatur in Verbindung zur Stärke von möglichen elektrischen Feldern z. B. in Gewittern bereitstellen. For the most common (variable) events one can use a given value which can be found (with an automatic method as long as the way to find the value is known or even given) and then stored in the correction matrix. Therefore, the correction matrix may include values that are e.g. B. predetermined values of the air pressure, the humidity, the temperature in connection with the strength of possible electric fields z. B. deploy in thunderstorms.
  • Die Reflexion, die z. B. von den geographischen Umgebungen und/oder Gebäuden verursacht wird, gehört ebenfalls zu der Gruppe der Pfadverluste, die auftreten können. Verschiedene variable Größen z. B. der Winkel (einer Seite eines Gebäude/Berg), das Material, das die Reflexion verursacht (und ihre eigenen Verlust bzw. Dämpfung) usw., können benutzt werden, um die Reflexion und dadurch die auftretende Verzögerung zu berechnen. The reflection, the z. Caused by the geographic environments and / or buildings also belongs to the group of path losses that may occur. Various variable sizes z. For example, the angle (a side of a building / mountain), the material that causes the reflection (and its own loss or damping), etc., can be used to calculate the reflection and thereby the delay that occurs.
  • 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer beispielhaften physikalischen Einrichtung einer Antenne eines Funknetzes 900, das drei beispielhafte Abdeckungsgebiete für jede Antenne hat, wobei das Abdeckungsgebiet jeder Antenne 120 Grad beträgt. 9 shows a schematic representation of a plan view of an exemplary physical device of an antenna of a radio network 900 having three exemplary coverage areas for each antenna, the coverage area of each antenna 120 Degree is.
  • Durch eine Anfrage wie die Mobile Originating Location Request (MO-LR; gemäß 3GPP TS 32.271) oder ähnliches, die zu allen sichtbaren bzw. erreichbaren Antennen in jeder Basisstation (BSS), jedem (evolved)NodeB oder für diesen Zweck zukünftigen Lösungen für die Funknetzantennen gesendet wird, können die Antennen den Standort eines spezifischen UE, Network Induced Location Request (NI-LR; 3GPP TS 32.271) und/oder Mobile Terminating Location Request (MT-LR; 3GPP TS 32.271) abrufen. By request such as the Mobile Originating Location Request (MO-LR, according to 3GPP TS 32.271) or similar, to any visible or accessible antennas in each base station (BSS), each (evolved) NodeB or for this purpose future solutions to the Radio antennas are sent, the antennas can retrieve the location of a specific Network Induced Location Request (NI-LR; 3GPP TS 32.271) and / or Mobile Terminating Location Request (MT-LR; 3GPP TS 32.271).
  • Beispielsweise wird eine Anfrage von einem UE, z.B. ein MO-LR, von jeder Antenne zusammen mit ihrem Basisstationen-System, das eine geeignete Abdeckung hat, verarbeitet und ihre gesammelten und berechneten Werte innerhalb der Matrix werden zu den relevanten Base Station Controller (BSC) bzw. dem Radio Network Controller (RNC) oder einer anderen funktionalen zukünftigen Lösung gesendet.For example, a request from a UE, e.g. a MO-LR, processed by each antenna together with its base station system, which has a suitable coverage, and its collected and calculated values within the matrix are sent to the relevant Base Station Controller (BSC) and the Radio Network Controller (RNC) respectively. or another functional future solution.
  • Die beispielhafte Einrichtung 900 der Antenne in 9 umfasst z. B. drei Antennen 901, 902, 903, wobei jede Antenne ihr eigenes Abdeckungsgebiet 911, 912 und 913 hat. The exemplary device 900 the antenna in 9 includes z. B. three antennas 901 . 902 . 903 where each antenna is its own coverage area 911 . 912 and 913 Has.
  • In allen Übertragungen kann die eigentliche genaue und synchronisierte (Atomuhr) Referenzzeit als Vorgabe genauso wie die Antenne-ID der Übertragungsantenne beinhaltet sein.In all transmissions, the actual accurate and synchronized (atomic clock) reference time may be included as default as well as the antenna ID of the transmitting antenna.
  • Indem die oben genannten Anfragen ausgeführt werden, können alle Werte der Antenne durch die Berechnung der Werte der Matrix, die relevant zur spezifischen Antenne der UE Ziele sind, korrigieren, um den eigentlichen Werten näher zu kommen. Diese Korrekturen berücksichtigen mögliche Interferenzen oder Dämpfungen (z. B. Pfadverluste) von beispielsweise verzerrenden Beton, Stahl, Bäumen, Fassaden aus Glas, Wäldern, Berghängen, Sanddünen usw. Weitere Werte der Dämpfung ergeben sich aus den Eigenschaften der beispielsweise lokalen expliziten Luftfeuchtigkeit und/oder Ionisation. By performing the above-mentioned requests, all values of the antenna can be corrected by calculating the values of the matrix that are relevant to the specific antenna of the UE targets, in order to come closer to the actual values. These corrections take into account possible interference or attenuation (eg path loss) of, for example, distorting concrete, steel, trees, glass facades, forests, mountain slopes, sand dunes, etc. Further attenuation values result from the properties of, for example, local explicit humidity and / or or ionization.
  • So eine Matrix kann einen Korrekturwert für jede geometrische Dämpfung mit einer bestimmten Genauigkeit zur Verfügung stellen. Diese Werte können von den Rechenzentren aktualisiert werden, die alle Analyseaufgaben und alle Rechenaufgaben für jede Antennen-Matrix aktualisieren können. Die Logbücher der Antennen können von einem geeigneten Rechenzentrum als Referenz und/oder Back-Up gelesen werden.Such a matrix can provide a correction value for each geometric damping with a certain accuracy. These values can be updated by the data centers, which can update all analysis tasks and all computational tasks for each antenna matrix. The logs of the antennas can be read by a suitable data center for reference and / or back-up.
  • Die oben genannten Matrixwerte für jede einzelne Antenne 901, 902, 903 können in einer dedizierten Datenbank bzw. Speicher der Antenne abgespeichert werden, der genug Leistungsfähigkeit hat, um die ganzen Logbücher für jede erfolgreiche Verbindung von oder mit der spezifischen Antenne zu behalten. Das Logbuch kann alle Messung beinhalten, die relevant sind, um eine Verbindung zu aufzubauen und zu halten, wie beispielsweise: die Höhe, der Azimut (waagrechter Winkel zur Mitte der Antenne; Längengrad) und die Erhöhung (senkrechter Winkel zur Antenne; Breitengrad), die die Anfangsrichtung einer Sendung, die die Antenne verlässt, beschreibt, Träger/Geräusch-Wert für die Qualität des Signals, Code-Phasen Messungen von Doppler-Effekten in der Mobilfunkverbindung einer Übertragung und andere Verluste in einer Positionsbestimmung. Es kann auch die Systemüberwachung, Unterbrechung und die Fehlerdiagnose durch eine Erfassung der erreichten Störfestigkeit und daher eine Überwachung des Rauschens beinhalten. The above grid values for each individual antenna 901 . 902 . 903 can be stored in a dedicated database or memory of the antenna, which has enough power to keep all the logs for each successful connection from or to the specific antenna. The logbook may include all measurements relevant to establishing and maintaining a connection, such as: the altitude, the azimuth (horizontal angle to the center of the antenna, longitude) and the elevation (perpendicular angle to the antenna; latitude), which describes the initial direction of a broadcast leaving the antenna, carrier / noise value for the quality of the signal, code phase measurements of Doppler effects in the mobile radio link of a transmission and other losses in a position determination. It may also include system monitoring, interruption and fault diagnostics by detecting the immunity level achieved and therefore monitoring the noise.
  • Drei hauptsächliche Gruppen können bestimmt werden, um eine Korrekturmatrix erstellen zu können, wobei eine Vernetzung zwischen den Parametern gegeben sein kann. Eine erste Gruppe sind interne Ereignisse, die innerhalb des Funknetzes, der Knoten und im Speziellen in der Antenne auftreten können. Eine zweite Gruppe sind externe Ereignisse, die in dem Gebiet innerhalb des Abdeckungsgebiets der Antenne auftreten können. Eine dritte Gruppe sind geographische und daher statische Ereignisse, wie beispielsweise Gebäude, Dünen, Fabriken, Hügel, Gebirge, Wälder, usw.Three main groups can be determined in order to be able to create a correction matrix, whereby a cross-linking between the parameters can be given. A first group are internal events that can occur within the radio network, the node and more specifically in the antenna. A second group are external events that may occur in the area within the coverage area of the antenna. A third group are geographical and therefore static events, such as buildings, dunes, factories, hills, mountains, forests, etc.
  • Bei der Signalisierung selbst können die sogenannten internen Ereignisse beinhaltet sein, welche beispielsweise die Zugangslatenz, die Verzögerungen, die (internen) Störungen, Fehlerentdeckung und Korrektur des Fehlers, Interferenzen und Ähnliches sein können.The signaling itself may include the so-called internal events, which may be, for example, access latency, delays, (internal) faults, fault detection and correction, interference and the like.
  • Beispiele externer Ereignisse – als zusätzliche Variable – können in einer Kommunikation als Störungen definiert werden, die beispielsweise aufgrund von Änderungen in den Parametern der Dämpfung auftreten: die Kanaleigenschaften, ein aufkommendes elektrisches Feld oder eine Änderung in dem elektrischen Feld in der Luftschicht der Übertragung, Interferenzen bzw. Unterbrechung oder Signalverlust, Wärme/Kälte (Temperatur), Luftfeuchtigkeit, Bewegung (die z. B. eine mögliche Änderung des Übertragungswinkels verursacht, welche auch von einem vorbeifahrenden Auto verursacht werden könnte), ihre Frequenz und Dauer usw.Examples of external events - as additional variables - can be defined in a communication as disturbances that occur, for example, due to changes in the attenuation parameters: the channel characteristics, an emerging electric field, or a change in the electric field in the air layer of the transmission, interferences or interruption or loss of signal, heat / cold (temperature), Humidity, movement (which, for example, causes a possible change in transmission angle, which could also be caused by a passing car), their frequency and duration, etc.
  • Die geographischen Eigenschaften können alle statischen Eigenschaften innerhalb eines Abdeckungsgebiets einer Antenne umfassen, mit Höhenunterschieden, eventuell als eine Absenkung oder Erhöhung in der Umgebung bzw. in den von der Antenne abgedeckten Gebieten oder auf der Höhe der Antenne (aus einer Luftlinie-Perspektive gesehen) und mit allen nachstehend genannten Merkmale des Standortes und der Höhe der Antenne. Die verschiedenen Gegenstände innerhalb dieses Gebietes mit ihren spezifischen Eigenschaften, wie etwa Gebäude, können beispielsweise die Höhe und die Breite der Gebäude mit ihren spezifischen Winkeln (wie Höhenlage, Breitengrad und Längengrad bezüglich der Antenne), das Material der Fassade in Richtung der Antenne, oder auch mögliche reflektierende Flächen der Gebäude, die Eigenschaften der Materialien (z. B. vorgegebene Eigenschaften von Beton, von Glas, von Stahl, von Holz, ...) usw. umfassen.The geographic features may include all static properties within a coverage area of an antenna, with differences in elevation, possibly as a dip or elevation in the environment or in the areas covered by the antenna, or at the elevation of the antenna (seen from an airline perspective) and with all the characteristics of the location and the height of the antenna given below. For example, the various objects within this area, with their specific characteristics, such as buildings, can determine the height and width of the buildings at their specific angles (such as elevation, latitude and longitude relative to the antenna), the material of the facade towards the antenna, or also possible reflective surfaces of the buildings, which include properties of the materials (eg predetermined properties of concrete, of glass, of steel, of wood, ...) etc.
  • Alle oben genannten Ereignisse können auch die sogenannten Hilfsdaten (von beispielsweise dem abgeschätzten Standort von einem UE oder von jeder benutzten Referenzantenne) beinhalten.All of the above events may also include the so-called auxiliary data (of, for example, the estimated location of a UE or of each reference antenna used).
  • Die (Korrektur) Matrix, als ein Datenspeicher innerhalb des Antennenspeichers / der Datenbank für die spezifische Aufgabe, kann Kommunikationsbefehle abspeichern, um die Kommunikation mit einem oder mehreren Geräten von einem oder mehreren UEs, die in Verbindung mit einem oder mehreren Rechnern bzw. Servern sind, zu vereinfachen. The (correction) matrix, as a data store within the antenna memory / database for the specific task, may store communication commands to communicate with one or more devices of one or more UEs that are in communication with one or more computers or servers to simplify.
  • Der oben genannte Datenspeicher kann interne und externe Variablen einer Verbindung und einen (statischen) geographischen Befehl umfassen, um den Weg der Signalisierung mit allen seinen möglichen Reflexionen oder anderen Dämpfungswerten des Pfadverlusts bzw. Dämpfungsverlusts in dem Verbindungsprozess zu bestimmen. The above-mentioned data memory may include internal and external variables of a connection and a (static) geographic command to determine the route of signaling with all its possible reflections or other attenuation values of path loss in the connection process.
  • In allen Ereignissen können z. B. Anweisungen von elektronischen Nachrichten, von Medien, vom Telefonieren, von Sensorauswertungen, sowie vom Internet-Surfen für jede relevante Verbindung aufgezeichnet werden, um das Verarbeiten und die Funktionen von elektronischen Nachrichten, von Medien, vom Telefonieren, von Sensorauswertungen, sowie vom Internet-Surfen zu erleichtern. Gleiche Übertragungspfade mit identischen Ergebnissen der Berechnungen können als ein vorgegebener Wert für die Übertragung, deren Variablen berechnet werden können, gesetzt werden. Weiterhin können die Sicherheitsanweisungen zu den vorherigen vereinfachten Prozessen und Funktionen hinzugefügt werden, um die notwendigen Befehl-Sätze vervollständigen zu können. In all events z. For example, instructions from electronic messages, media, telephoning, sensor evaluations, as well as internet surfing for each relevant connection can be recorded to the processing and functions of electronic messages, media, telephoning, sensor evaluations, as well as the Internet To facilitate surfing. Equal transmission paths with identical results of the calculations can be set as a predetermined value for the transmission whose variables can be calculated. Furthermore, the safety instructions can be added to the previous simplified processes and functions to complete the necessary instruction sets.
  • Jede von den oben beispielhaften genannten Anweisungen und Anwendungen kann einem Satz von Anweisungen entsprechen, um eine oder mehrere von den oben beschriebenen Funktionen durchzuführen. Diese Anweisungen müssen nicht als getrennte Computerprogramme, Verfahren oder Module ausgeführt werden. Each of the above-mentioned instructions and applications may correspond to a set of instructions to perform one or more of the functions described above. These instructions do not need to be run as separate computer programs, procedures, or modules.
  • In dem BSC alle (korrigierten) Werte der Antenne können für einen genauen Ort innerhalb der relevanten BSS-Abdeckungsgebiete, wie beispielsweise unten in Bezug auf 10a, 10b beschrieben wird, berechnet werden. In the BSC, all (corrected) values of the antenna can be used for a precise location within the relevant BSS coverage areas, as described below, for example 10a . 10b will be calculated.
  • Das gleiche kann für jeden (C-/D-/S)RNC und den geeigneten (e)Node B, oder jede zukünftige Entwicklung in dieser Richtung des Funknetzes gelten. The same can apply to any (C / D / S) RNC and the appropriate (N) Node B, or any future evolution in this direction of the radio network.
  • Wie Radioteleskopen können auch BSS, (evolved)NodeB und andere Antennenlösungen grundsätzlich einen Radio-Reflektor haben, der sich meistens in einem leicht kegelförmigen Radiant, wie in 9 dargestellt ist, befindet.Like radio telescopes, BSS, (evolved) NodeB and other antenna solutions can basically have a radio reflector, which is usually in a slightly conical radian, as in 9 is shown is located.
  • 10a zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht einer beispielhaften Anordnung eines Teiles eines Funknetzes 1000a. Die beispielhafte Anordnung umfasst eine erste Basisstation 1001, eine zweite Basisstation 1002 und eine dritte Basisstation 1003, wobei jede Basisstation eine Antenne 900 umfasst, wie weiter oben in Bezug auf 9 beschrieben wurde. Ein UE 1004 befindet sich in einem Abdeckungsgebiet von den drei Basisstationen 1001, 1002, 1003. 10a shows a schematic representation of a plan view of an exemplary arrangement of a part of a radio network 1000a , The exemplary arrangement includes a first base station 1001 , a second base station 1002 and a third base station 1003 where each base station is an antenna 900 includes, as described above 9 has been described. A UE 1004 is located in a coverage area of the three base stations 1001 . 1002 . 1003 ,
  • 10b zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Karte 1000b, die die Abstände zwischen den drei Basisstationen 1001, 1002, 1003 des Funknetzes 1000a in 10a und einem mobilen Endgerät 1004 beinhaltet. Das so aufgebaute Funknetz könnte dem oben in Bezug auf 5 beschriebenen Funknetz entsprechen. Das so erzeugte Funknetz könnte ein Verfahren 500 zum Orten der Mobilstation bzw. des Handgeräts 1004 innerhalb des Funknetzes, wie in Bezug auf 5 beschrieben, anwenden. Basierend auf dem Verfahren 500 können die drei Abstände DI, DII und DIII berechnet werden. Durch Anwendung der Trilateration basierend auf diesen Abständen DI, DII und DIII kann der Standort von UE 1004 bestimmt werden. 10b shows a schematic representation of an exemplary card 1000b showing the distances between the three base stations 1001 . 1002 . 1003 of the radio network 1000a in 10a and a mobile terminal 1004 includes. The radio network so constructed could be the one above 5 described Radio network correspond. The radio network thus created could be a method 500 for locating the mobile station or handset 1004 within the radio network, as in relation to 5 described, apply. Based on the procedure 500 The three distances D I , D II and D III can be calculated. By applying trilateration based on these distances D I , D II and D III , the location of UE 1004 be determined.
  • Mit Hilfe des Winkels zur kegelförmigen Antenne, unter dem z. B. das Funksignal einer Übertragung z. B. auf dem Rückweg von der Network Induced Location Request (NI-LR) und/oder Mobile Terminating Location Request (MT-LR), ankommt, kann man die Richtung bestimmen.With the help of the angle to the cone-shaped antenna, under the z. B. the radio signal transmission z. B. on the way back from the Network Induced Location Request (NI-LR) and / or Mobile Terminating Location Request (MT-LR) arrives, you can determine the direction.
  • Durch die Antennen in mehreren verschiedenen Antennen-Standorten stellt der gleiche mehrfach ausgerichtete Strahl aus ihren eigenen Gradienten-Position durch Anwendung der Triangulation bzw. der Trigonometrie die ,,Fadenkreuz‘‘ Positionsbestimmung bzw. sich kreuzende Linien der Position (basierend auf einem Anstand zu jeder Antenne) bereit. Through the antennas in several different antenna locations, the same multi-directional beam from its own gradient position by applying triangulation or trigonometry provides the 'crosshair' positional or crossing lines of the position (based on a decency to each Antenna) ready.
  • Die korrigierten Werte der Übertragungen können in Abhängigkeit der Positionsbestimmung berechnet werden, indem eine Umleitung des Strahles bei einer Ortsbestimmung stattfinden kann. Die korrigierten Werte der Übertragungen können eine Beispielposition in der Örtlichkeit mit seinen geographischen Eigenschaften umfassen und sie können erwartete Messungen der Signale von einer oder mehreren Signalquellen durch ein mobiles Gerät an der Beispielposition umfassen. Weiterhin können sie andere Parameter umfassen, wie beispielsweise möglicher Staub in der Luft, Luftfeuchtigkeit, Regen, usw., die insgesamt den Dämpfungsverlust bzw. die Dämpfung der Übertragung des Funksignals erhöhen. The corrected values of the transmissions can be calculated as a function of the position determination, in that a redirection of the beam can take place during a position determination. The corrected values of the transmissions may include an example position in the location with its geographic characteristics, and may include expected measurements of the signals from one or more signal sources by a mobile device at the example location. Furthermore, they may include other parameters, such as possible dust in the air, humidity, rain, etc., which collectively increase the attenuation loss or the attenuation of the transmission of the radio signal.
  • Der BSC 1005 kann eine Vielzahl von BSS, (evolved)NodeB oder zukünftige Antennen-Lösungen des mobilen Netzes steuern, mit einem beispielhaften Antenne mit einem 120°-Strahl in jedem Segment von den BTS 1001, 1002, 1003 und er kann seine korrigierten Werte für die Übertragung zu und von einem spezifischen UE empfangen (siehe E.212-IMSI). The BSC 1005 can control a variety of BSS, (evolved) NodeB, or future mobile network antenna solutions, with an exemplary antenna with a 120 ° beam in each segment from the BTS 1001 . 1002 . 1003 and it can receive its corrected values for transmission to and from a specific UE (see E.212-IMSI).
  • Schlüsselwerte der Übertragung können in der Korrekturmatrix bzw. Korrekturtabelle abgespeichert werden, aus denen der Betrieb entscheiden kann, beispielsweise welche klimatischen und geographischen Einflüsse, Gegenstände etc. welchen Einfluss auf die Übertragung und daher auf die Ortsbestimmung des UEs haben. Key values of the transmission can be stored in the correction matrix or correction table, from which the operation can decide, for example, which climatic and geographical influences, objects, etc. have an influence on the transmission and therefore on the location of the UE.
  • Daher kann jede Funkzelle ihre eigene Korrekturmatrix für alle möglichen Übertragungspfade der Antenne haben, wobei die Korrekturen für diese Pfade von ihren Verlustparameter dargestellt sind, die für alle ihren Verbindungen mit der an verschiedenen Orten sich befindenden UE benutzt werden können. Die Korrekturmatrix kann auch eine Unterstützung sein, um die Einstellungen der Leistung einer Übertragung ändern zu können, da z. B. die Werte der Dämpfung, der Reflexion usw. sich ständig ändern können. Therefore, each radio cell may have its own correction matrix for all possible transmission paths of the antenna, the corrections for these paths being represented by their loss parameters that can be used for all their connections to the UE located at different locations. The correction matrix can also be a support to change the settings of the performance of a transmission can be because z. For example, the values of attenuation, reflection, etc., may constantly change.
  • Die Korrekturmatrix kann ständig von den sich aufbauenden Übertragungen zwischen der Antenne und dem eingeloggten Endgerät (UE) aktualisiert werden. Die Übertragungen können in einer Art Logbücher in einem Speicher gespeichert werden, die sich auf alle Unterschiede der Übertragungspfade, wie beispielsweise ihrer Länge und der entsprechenden Verzögerung, die bei jeder einzelnen Übertragung stattfand, beziehen können. The correction matrix can be constantly updated from the building up transmissions between the antenna and the logged-in terminal (UE). The transmissions may be stored in a kind of logbook in a memory that can refer to any differences in the transmission paths, such as their length and the corresponding delay that occurred at each individual transmission.
  • Eine Korrekturmatrix kann verschiedene statische und variable Werte umfassen, wie es in der Tabelle 2 gezeigt wird, wobei nur ein Teil der Spalten gezeigt wird. Daher kann die Korrekturmatrix eine größere Menge von relevanten statischen Größen (z. B. Winkel, Abstand, Größe, Material und der Dämpfungsfaktor der Übertagungen der Antenne) und von variablen Größen (z. B. barometrische, hygrometrische, thermometrische und Ionisation-Werte), die in vielen Fällen Verlustparameter sein können.
    Mittelwert der (spezifischen) Luftfeuchtigk eit in % Temperatur °F Luftdruck mmHG Geogroaphische Eigenschaften Abstandmtr Winkel Seite Durchschnitt Winkel < [in °] Material Dämpfung Faktor (x of 100)
    44 84,2 762 Fabrik 126 24 legierter Stahl 87
    45 84,1 760 Wohung Gebäude 1.326 39 Beton 91
    45 84,1 761 Wohnblock I 1.473 35 Backstei n 89
    44 84,2 760 Bürogebäude 1.853 81 Glas 99
    45 84,1 762 Wohnblock IV 2.059 11 Backstei n 84
    43 83,9 746 Berg 6.100 17 Basalt 100
    Tabelle 2: Eine beispielhafte Korrekturmatrix.
    A correction matrix may include various static and variable values, as shown in Table 2, showing only a portion of the columns. Therefore, the correction matrix may include a greater amount of relevant static quantities (eg, angle, distance, size, material, and the attenuation factor of the antenna's transmissions) and variable quantities (eg, barometric, hygrometric, thermometric, and ionization values). , which can be loss parameters in many cases.
    Mean value of (specific) air humidity in% Temperature ° F Air pressure mmHG Geographical properties Abstandmtr Angle Page Average Angle <[in °] material Damping factor (x of 100)
    44 84.2 762 factory 126 24 alloyed steel 87
    45 84.1 760 Apartment building 1326 39 concrete 91
    45 84.1 761 Block of flats I 1473 35 Backste n 89
    44 84.2 760 office building 1853 81 Glass 99
    45 84.1 762 Block of flats IV 2059 11 Backste n 84
    43 83.9 746 mountain 6100 17 basalt 100
    Table 2: An exemplary correction matrix.
  • Die Tabelle 2 zeigt eine beispielhafte Korrekturmatrix, in der alle relevanten festen (/ statischen) variablen Größen enthalten sein können. Die Variablen in so einer Tabelle können aktualisiert werden, wenn die Schwellwerte überschritten oder unterschritten werden. Die statischen Werte ändern sich nicht (einfach) und können behalten werden. In dem gezeigten Beispiel werden verschiedene Werte einer Antenne hinter einer Trajektorie mit ihren relevanten Parametern nicht aufgelistet, wie beispielsweise die Höhe, und (Azimut- und/oder Breitengrad-)Winkel der Antenne, die Antennen-ID, die Ionisation der Umgebung, die Größen (von z. B. der Strukturen) verschiedenen Verlustparametern der Dämpfung usw.Table 2 shows an exemplary correction matrix in which all relevant fixed (/ static) variables can be included. The variables in such a table can be updated if the thresholds are exceeded or undershot. The static values do not change (easy) and can be kept. In the example shown, various values of an antenna behind a trajectory with its relevant parameters are not listed, such as the height, and (azimuth and / or latitude) angles of the antenna, the antenna ID, the ionization of the environment, the magnitudes (of eg the structures) different loss parameters of damping etc.
  • In einer (Segment-)abhängigen Antennenmatrix sind nicht-transitorische maschinenlesbare bedienbare Anweisungen zur Speicherung abgespeichert, in denen die abgedeckten Gebiete mit ihren Eigenschaften in einer eigenen bzw. spezifischen Datenbank der Antenne beinhaltet sind. Diese können die Eigenschaften des Landes (absteigend, flach und/oder ansteigend), die Merkmale der Gebäude und anderer Anlagen, die Merkmale der Infrastrukturen und der Landschaft usw. darstellen, um das Antennen-Modul (Mittellinie des Abdeckungsgebiets) genau ausrichten zu können. Daher kann die genaue Positionierung (d. h. Ort und Höhe jedes Antennen-Moduls), die Richtung ihrer Ausrichtung im Netzwerk und die Grundlage jeder Antennenmatrix bekannt sein, deren Erstellung auf der Sicht auf die Umgebung basiert. In a (segment-) dependent antenna matrix, non-transitory machine-readable operable instructions are stored for storage, in which the covered areas with their properties are contained in a specific database of the antenna. These may represent the characteristics of the land (descending, shallow and / or ascending), the characteristics of the buildings and other facilities, the characteristics of the infrastructure and the landscape, etc., in order to accurately align the antenna module (centerline of the coverage area). Therefore, the exact positioning (i.e., location and height of each antenna module), the direction of their alignment in the network, and the basis of each antenna array can be known, whose creation is based on the view of the environment.
  • Die Korrekturmatrix jeder Antenne kann die berechneten Korrekturen beinhalten, von denen jede Art von Dämpfung bzw. Reflexion bestimmt werden kann. Alle variablen Größen können zu Änderungen der verfügbaren Korrekturwerte führen, wie von den Verlustparametern, wie beispielsweise Luftfeuchtigkeit, Druck, Temperatur und/oder ihr Ionisierungspotential, verursacht. Zum Beispiel, ein Hygrometer, ein barometrischer Drucksensor, ein thermometrischer Sensor, und/oder ein Ionisationsdetektor der Antenne des Netzwerks kann in den meisten Fällen eine Änderung in der Luftfeuchtigkeit, im Druck, in der Temperatur und/oder in der Ionisation der Umgebung erkennen. Diese deuten auf die niedrigen oder höheren Störungen in der Luft oder auf die Bewegung des Mobilgerätes zwischen den Stockwerken der Gebäude, oder auf die Bergab und Bergauf Bewegungen entlang einer Steigung eines Hügels hin.The correction matrix of each antenna may include the calculated corrections from which any type of attenuation or reflection may be determined. All variable sizes may result in changes in the available correction values, as caused by the loss parameters, such as humidity, pressure, temperature and / or their ionization potential. For example, a hygrometer, a barometric pressure sensor, a thermometric sensor, and / or an ionization detector of the antenna of the network may in most cases detect a change in humidity, pressure, temperature, and / or ionization of the environment. These indicate low or higher disturbances in the air or movement of the mobile between the floors of the buildings, or downhill and uphill motions along a slope of a hill.
  • Wenn verschiedene Antennen auf verschiedenen BSS, (evolved)NodeB und anderen Antennen-Lösungen oder auch noch auf einer Vielzahl von verschiedenen BSC des Funknetzes installiert werden, kann eine Verbindung – nur für diese Art von Datenvergleichen – über MSC bzw. MSS oder ähnliches benutzt werden, um die relevanten Übereinstimmungen übers das Protokoll zusammen zu bringen, so dass ein allgemeines Ergebnis für die Positionsbestimmung eines UEs innerhalb des Abdeckungsgebiets des MSC, MSS oder ähnlicher Knoten-Region dieses HPLMN erzeugt wird. If different antennas are installed on different BSS, (evolved) NodeB and other antenna solutions or even on a variety of different BSCs of the radio network, a connection can be used - only for this type of data comparisons - via MSC or MSS or the like in order to bring together the relevant matches over the protocol such that a general result for the position determination of a UE within the coverage area of the MSC, MSS or similar node region of that HPLMN is generated.
  • Die Prüfung und die Korrektur, falls nötig, jedes Wertes der Korrekturmatrix eines BSS, eines (evolved)NodeB und anderen Antennenlösungen eines Funknetzes, ist ein Verfahren, das in bestimmten Intervallen durchgeführt werden kann. Der Zeitablauf in einem Intervall ist entweder festgelegt oder abhängig von den erfassten Änderungen eines BSS, eines (evolved)NodeB und anderen Antennenlösung eines Abdeckungsgebiets von einem Funknetz. The examination and correction, if necessary, of each value of the correction matrix of a BSS, an evolved NodeB and other antenna solutions of a radio network is a procedure that can be performed at certain intervals. The timing in an interval is either fixed or dependent on the detected changes of a BSS, an evolved NodeB and other antenna coverage of a coverage area of a radio network.
  • Ein Intervall kann basierend auf den folgenden Eigenschaften definiert werden: der Luftfeuchtigkeit, die von einem Hygrometer gemessen wird, der Luftdruck, der von einem barometrischen Drucksensor gemessen wird, die Temperatur der Luft, die von einem thermometrischen Sensor gemessen wird, der Umgebung, den Gebäuden und ihren entsprechenden Arten innerhalb des Übertragungsbereichs, den erforderlichen QoS-Niveau der Verbindung und die Leistungen der benutzten Elemente der Ortung des UEs. An interval may be defined based on the following properties: humidity measured by a hygrometer, air pressure measured by a barometric pressure sensor, temperature of the air measured by a thermometric sensor, the environment, the buildings and their corresponding types within the transmission range, the required QoS level of the connection, and the performance of the elements used to locate the UE.
  • Das gleiche gilt im Fall eines MO-LR von einem UE des Nutzers. In diesem Fall kann die Anfrage an alle erreichbaren Antennen gesendet werden und ihre Antworten können die Referenzzeit (Atomuhrzeit), die geeigneten Antennen-ID und die eigentliche Datenmatrix des UEs jeder relevanten Antenne beinhalten. The same applies in the case of a MO LR from a UE of the user. In this case, the request may be sent to all reachable antennas and their responses may include the reference time (atomic time), the appropriate antenna ID and the actual data matrix of the UE of each relevant antenna.
  • Dämpfungsverluste können von beispielsweise der Luftfeuchtigkeit abhängen, die selber von der Temperatur der Luft abhängen können. Dämpfungsverluste bzw. Pfadverluste können z. B. durch die Formel: L = 20 × log10(4 × π × d)/λ oder ähnliche berechnet werden, wobei L der Pfadverlust [in dB] ist, π = 3,14159 [keine Einheit], d der Abstand ist und λ die Wellenlänge [beide d und λ haben die gleiche Einheit] ist. dB ist definiert durch dB = 20 log10(V2/V1), indem zwei Signale mit der gleichen / gleichen Art von Wellenlänge verglichen werden. Attenuation losses may depend, for example, on the humidity of the air, which itself may depend on the temperature of the air. Damping losses or path losses can z. By the formula: L = 20 × log 10 (4 × π × d) / λ or the like, where L is the path loss [in dB], π = 3.14159 [no unit], d is the distance, and λ is the wavelength [both d and λ are the same unit]. dB is defined by dB = 20 log 10 (V2 / V1) by comparing two signals of the same type of wavelength.
  • Die Genauigkeiten solcher Positionsbestimmungen werden hauptsächlich von einer höheren verfügbaren Rechenleistung erhöht, die benutzt wird, um genauere Daten nach dem Berechnen von bestimmten Ergebnissen zu erhalten. The accuracies of such position determinations are mainly increased by a higher available computational power used to obtain more accurate data after computing particular results.
  • In mobilen Netzwerken gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Ungenauigkeiten, auch aufgrund der hier genannten unterlassenen Investitionen, wie beispielsweise die Positionsbestimmung eines UEs, die in heutigen Netzwerken von der BSC bzw. RNC berechnet wird. Z. B. haben die nicht-statischen Änderungen in den Kanaleigenschaften und/oder deren Interferenzen einen großen Einfluss auf die Leistung einer Antenne von jeder Antennenstation. In mobile networks, there are a variety of different inaccuracies, also due to the omitted investments mentioned here, such as the position determination of a UE, which is calculated in today's networks by the BSC or RNC. For example, the non-static changes in channel characteristics and / or their interference have a major impact on the performance of an antenna from each antenna station.
  • Die notwendige Genauigkeit der Positionsbestimmung kann auf anderen Eigenschaften basieren, wie beispielsweise der geometrischen Abschwächung der Genauigkeit, den notwendigen Leistungen der Hardware zur Messung des Signals, der Wirkung der Mehrweg-Ausbreitungen und des Zeitablaufs und der Synchronisation. Auch können die Hilfsdaten, die Daten von den verschiedenen Verfahren zur Positionsbestimmung beinhalten, benutzt werden, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung eines Funknetzes zu erhöhen. The necessary accuracy of position determination may be based on other properties, such as the geometric attenuation of accuracy, the hardware performance required to measure the signal, the effect of multipath propagation, and timing and synchronization. Also, the auxiliary data including data from the various positioning methods may be used to increase the accuracy of positioning a radio network.
  • Wenn ein Stand Alone Serving Mobile Location Centre (SAS) und ein Base Station Controller (BSC) bzw. ein Serving Radio Network Controller (SRNC) mit einem Serving Mobile Location Centre (SMLC) verfügbar ist, kann die Aufgabe wie folgt durchgeführt werden: If a Stand Alone Serving Mobile Location Center (SAS) and a Base Station Controller (BSC) or a Serving Radio Network Controller (SRNC) with a Serving Mobile Location Center (SMLC) is available, the task can be performed as follows:
  • Der Base Station Controller bzw. der Serving Radio Network Controller ist für die Koordinierung und der Kontrolle der Ortung des UEs verantwortlich. Der SRNC kann auch z. B. Controlling Radio Network Controller (CRNC) Funktionen in der Ortung des UEs für die entsprechenden Antennen und deren relevanten Location Measurement Units (LMUs) zu Verfügung stellen. The Base Station Controller or Serving Radio Network Controller is responsible for coordinating and controlling the location of the UE. The SRNC can also z. B. Controlling Radio Network Controller (CRNC) provide functions in the location of the UEs for the corresponding antennas and their relevant Location Measurement Units (LMUs).
  • Das Stand Alone Serving Mobile Location Centre kann für die Positionsbestimmung eines UEs verantwortlich sein, eine Aufgabe, die auch von einem SRNC erfüllt werden kann. The Stand Alone Serving Mobile Location Center may be responsible for determining the location of an UE, a task that can also be performed by an SRNC.
  • Das Serving Mobile Location Centre (SMLC) kann sich in einem BSC bws. (S)RNC befinden und es kann die Netzwerk basierende Ortung von Mobilstationen (Handgeräten) berechnen. Weiterhin kann das SMLC verschiedene LMUs (Local Measurements Units) kontrollieren, die Funksignale messen, um das Auffinden der Mobilstationen in dem vom SMLC bedienten Gebiet zu unterstützen. Es kann die Position mit Hilfe der TA (Timing Advance) berechnen. The Serving Mobile Location Center (SMLC) can be used in a BSC bws. (S) RNC and it can calculate the network based location of mobile stations (handsets). Furthermore, the SMLC may control various LMUs (Local Measurements Units) that measure radio signals to assist in locating the mobile stations in the SMLC-served area. It can calculate the position using TA (Timing Advance).
  • Eine Trilateration bzw. ,,Fadenkreuz‘‘-Positionsbestimmung, Schnittlinien der Ortung (LOP) des UEs kann genauer und erfolgreicher sein, da drei oder mehrere LOPs eine höhere Genauigkeit und Sicherheit bieten. Insbesondere wenn die Linien sich in einem guten (,,offenen‘‘) Winkel zu einander schneiden. Trilateration, or LOP, of the UE can be more accurate and successful because three or more LOPs provide greater accuracy and safety. Especially when the lines intersect at a good ('open') angle to each other.
  • Diese Ungenauigkeiten können weiter reduziert werden, da mehr Rechenleistung für die Aufgabe der Positionsbestimmung eines UEs innerhalb des Funknetzes von dem Betreiber selber ohne GPS oder ähnliche Medien zur Verfügung steht.These inaccuracies can be reduced further, since more computing power is available for the task of determining the position of a UE within the radio network by the operator himself without GPS or similar media.
  • Jeder Betreiber kann die Vorgänge der Ortung von seinem Funknetz in ein Rechenzentrum auslagern, wo entsprechende Ressourcen nur für die Netzwerk eigene Positionsbestimmungsleistungen bereitgestellt werden kann. Durch die Berechnung und die Koordinierung von gemessenen Werten, kann man eine höhere Auflösung (einfacher und günstiger) erreichen. Dies kann durch ein BSS/(e)NodeB oder jede andere (zukünftige) Antennenlösung in Verbindung mit einem LMU, oder nur bei dem LMU, mit einer viel höheren und daher feinkörniger Auflösung mit zusätzlichen (Korrektur- oder Filter-) Daten erreicht werden. Ein BTS oder SRNC kann so eine Rolle spielen, bei der sie die Anfragen von dem UE oder vom Netzwerk bearbeiten und sich beim vordefinierten Betrieb des geeigneten Rechenzentrum anmelden, um weitere Rechnungen durchzuführen. Each operator can outsource the locating processes from its radio network to a data center where corresponding resources can be provided only for the network's own positioning services. By calculating and coordinating measured values, one can achieve a higher resolution (easier and cheaper). This can be done by a BSS / (e) NodeB or any other (future) antenna solution in conjunction with an LMU, or just the LMU, with a much higher and therefore Fine-grained resolution with additional (correction or filter) data can be achieved. A BTS or SRNC may play a role in processing the requests from the UE or the network and logging into the predefined operation of the appropriate data center to perform further calculations.
  • 11 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung 1100 von drei Kugeln 1101, 1102, 1003 gemäß einer Ausführungsform, um die Ortung eines Mobilendgerätes basierend auf der Trilateration zu bestimmen. 11 shows a schematic representation of an arrangement 1100 of three balls 1101 . 1102 . 1003 according to one embodiment, to determine the location of a mobile terminal based on the trilateration.
  • Die Abbildung zeigt die Ebene z = 0 mit drei Mittelpunkten der Kugeln P1, P2 und P3; mit deren x, y, z Koordinaten; und die drei Radien der Kugeln r1, r2 und r3. Die zwei Schnittgeraden der drei Kugeloberflächen sind direkt vor und direkt hinter dem Punkt, der auf der z = 0 Ebene den Schnitt bezeichnet. The figure shows the plane z = 0 with three centers of the spheres P1, P2 and P3; with their x, y, z coordinates; and the three radii of the balls r1, r2 and r3. The two intersecting lines of the three spherical surfaces are directly in front of and just behind the point denoting the intersection on the z = 0 plane.
  • Die Trilateration ist ein Verfahren zur Bestimmung einer absoluten oder relativen Position von Punkten durch Messung von Abständen dank der Geometrie der Kreise, der Kugeln oder der Dreiecke. In der zweidimensionalen Geometrie ist es bekannt, dass, wenn ein Punkt auf zwei Kreisen liegt, die Mittelpunkte der Kreise und beide Radien genug sind, um die mögliche Positionen auf zwei einzuschränken. Jede zusätzliche Angabe kann die Möglichkeiten auf eine einzige Lösung einschränken. In der dreidimensionalen Geometrie ist es bekannt, dass, wenn ein Punkt auf der Oberflächen von drei Kugeln liegt, die Mittelpunkte der drei Kugeln und ihre Radien genug sind, um die mögliche Positionen auf nicht mehr als zwei einzuschränken (außer die Mittelpunkte auf einer Geraden liegen). Trilateration is a method of determining an absolute or relative position of points by measuring distances thanks to the geometry of the circles, spheres or triangles. In two-dimensional geometry, it is known that if one point lies on two circles, the centers of the circles and both radii are enough to restrict the possible positions to two. Any additional information may limit the possibilities to a single solution. In the three-dimensional geometry, it is known that when a point lies on the surfaces of three balls, the centers of the three balls and their radii are enough to limit the possible positions to not more than two (except the centers lie on a straight line ).
  • Die Schnittgeraden von drei Kugeloberflächen werden durch die Formulierung der Gleichungen von den drei Kugeloberflächen und durch das anschließende Lösen der drei Gleichungen mit den drei Unbekannten x, y, z gefunden. Um die Berechnung zu vereinfachen, werden die Gleichungen so formuliert, dass die Mittelpunkte der Kugeln auf der z = 0 Ebene liegen. Weiterhin ist die Formulierung so gewählt, dass ein Mittelpunkt dem Ursprung entspricht und ein anderer auf der x-Achse liegt. So eine Formulierung der Gleichungen ist möglich, da drei Punkte, die nicht auf einer Geraden liegen, spannen eine eindeutige Ebene auf. Wenn die Lösung gefunden ist, kann sie in das ursprüngliche dreidimensionale Kartesische System zurückgerechnet werden. The intersection lines of three spherical surfaces are found by formulating the equations from the three spherical surfaces and then solving the three equations with the three unknowns x, y, z. To simplify the calculation, the equations are formulated so that the centers of the spheres lie on the z = 0 plane. Furthermore, the formulation is chosen such that one center corresponds to the origin and another lies on the x-axis. Such a formulation of the equations is possible because three points that are not on a straight line span a distinct plane. When the solution is found, it can be recalculated into the original three-dimensional Cartesian system.
  • 12 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems 1200 gemäß einer Massive-MIMO-Technologie mit einer phasengesteuerten Antennengruppe 1201 gemäß einer Ausführungsform, um die Position eines Mobilendgerätes zu bestimmen. 12 shows a schematic representation of a communication system 1200 according to a massive MIMO technology with a phased array antenna 1201 according to an embodiment, to determine the position of a mobile terminal.
  • Zum Beispiel sind phasengesteuerte Antennengruppen 1201 bzw. aktive elektronische Abtastgruppen [eng: active electronically scanned array (AESA)] sind Radaranlagen sowohl auf dem Erdboden als auch auf Schiffen. Intelligente Antennen, wie beispielsweise die räumlich dominierte Mehrfachzugriff-(SDMA)-Systeme, haben die Fähigkeit individuelle Strahlen 1202, 1203, 1204, 1025 zu jedem Nutzer, d. h. Zum Mobilendgerät, zu steuern. Jede Anordnung kann elektronisch gesteuert werden, so dass die Strahlen 1202, 1203, 1204 und 1025 eine bestimmte Richtung haben können. Der Vorteil von phasengesteuerten Antennengruppen 1201 ist, dass man verschiedene Ziele, wie beispielsweise Mobilstationen, gleichzeitig erreichen kann, da jeder Sensor der Anordnung eine Art von ,,getunnelten‘‘ Beobachtung von dem ganzen Radarsystem in Richtung seiner potentiellen Ziele ist. In Antennensystemen von Funknetzen kann jede Anordnung zweckbestimmt und daher mit einem optimalen Nutzen der Dienstleistung für den Netznutzer benutzt werden. In dieser Richtung entwickeln sich die so genannten Massive-Multiple-Input-Multiple-Output-(Massive MIMO)-Antennen, wo z. B. 256 Antennen angebracht werden können, die von einer gleichen Anzahl von (möglicherweise virtuellen) Reglern gesteuert werden können. For example, phased array antennas 1201 Active electronic scanned array (AESA) are radar systems both on the ground and on ships. Intelligent antennas, such as the spatially dominated multiple access (SDMA) systems, have the capability of individual beams 1202 . 1203 . 1204 . 1025 to each user, ie to the mobile terminal to control. Each arrangement can be controlled electronically, so that the rays 1202 . 1203 . 1204 and 1025 can have a certain direction. The advantage of phased array antennas 1201 is that one can simultaneously reach different targets, such as mobile stations, since each sensor of the array is a kind of "tunneled" observation of the whole radar system towards its potential targets. In antenna systems of radio networks, any arrangement may be dedicated and therefore used with an optimal benefit of the service to the network user. In this direction, the so-called massive-multiple-input-multiple-output (massive MIMO) antennas, where z. For example, 256 antennas can be attached that can be controlled by an equal number of (possibly virtual) controllers.
  • 13 zeigt eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems 1300 gemäß einer Massive-MIMO-Technologie mit phasengesteuerten Antennengruppe 1310 gemäß einer Ausführungsform und gemäß 5G, um die Position eines Mobilendgerätes 1320 zu bestimmen. 13 shows a schematic representation of a communication system 1300 according to a massively phased array MIMO technology 1310 according to an embodiment and according to FIG. 5G, the position of a mobile terminal 1320 to determine.
  • Weiterhin kann die Steuerung von der Phasenrichtung einer MIMO-Antenne 1310 die Kontrolle über die Strahlen 1301, 1302, 1303 und 1304 von jedem Segment der Antenne erlauben, das z. B. in einem 2 × 4-Modus realisiert sein kann.Furthermore, the control of the phase direction of a MIMO antenna 1310 the control of the rays 1301 . 1302 . 1303 and 1304 allow of each segment of the antenna, the z. B. can be implemented in a 2 × 4 mode.
  • Wegen all diesen Merkmale, d. h. der unabhängigen Phasensteuerung der Antennen und der verschiedenen Höhen der Segmente, kann eine Positionsbestimmung in Abhängigkeit der Rechenleistung eines Antennenstandortes (BSS, (e)NodeB oder zukünftiger Antennenlösungen) durchgeführt werden. Because of all these features, d. H. the independent phase control of the antennas and the different heights of the segments, a position determination depending on the computing power of an antenna site (BSS, (e) NodeB or future antenna solutions) can be performed.
  • Wenn mehrere Antennenstandorte einen UE ,,in Sicht‘‘ haben, dann sind ihre entsprechenden Höhen und Positionen wesentlich für eine erfolgreiche Trilateration bzw. ,,Fadenkreuzung‘‘-Positionsbestimmung, eine Positionsbestimmung durch kreuzende Linien, des UEs. In diesem Fall kann die Rechenleistung zum Herausfinden einer sehr genauen Positionsbestimmung viel kleiner sein als im Fall der Positionsbestimmung durch eine nicht-verbesserte MIMO-Antenne (wie z. B. Massive-MIMO oder MU-MIMO) sein. If multiple antenna sites have a UE 'in view', then their respective heights and locations are essential to successful trilateration or 'crosshair' position determination, positioning by intersecting lines, of the UEs. In this case, the computing power for finding a very accurate position determination may be much smaller than in the case of position determination by a non-improved MIMO antenna (such as Massive-MIMO or MU-MIMO).
  • 14 zeigt eine schematische Darstellung 1400 von verschiedenen Antennensystemen (SISO 1400a, SIMO 1400b, MISO 1400c und MIMO 1400d) und die unabhängige Phasenlage einer MIMO Antenne gemäß einer Ausführungsform, um den Standort eines Mobilendgerätes zu bestimmen. 14 shows a schematic representation 1400 from different antenna systems (SISO 1400a , SIMO 1400b , MISO 1400c and MIMO 1400d and the independent phasing of a MIMO antenna according to an embodiment to determine the location of a mobile terminal.
  • Die Phasenlage der Antennen bestimmt die Strahlrichtung. Die vier gezeichneten Segmente können vier Bereiche unabhängig voneinander abdecken. The phase angle of the antennas determines the beam direction. The four drawn segments can cover four areas independently.
  • 15 zeigt eine Draufsicht 1500a und eine Seitenansicht 1500b eines geographischen Gebietes, welche eine Positionsbestimmung durch eine Verbindung mit mehreren Antennen gemäß einer Ausführungsform darstellen. 15 shows a plan view 1500a and a side view 1500b of a geographic area representing location determination through a multi-antenna connection according to an embodiment.
  • Die Positionsbestimmung kann durch die Verbindung von mehreren Antennen durchgeführt werden. Durch die zentrale Sammlung der Daten, die von jedem BSS, (e)NodeB oder von BSC-ähnlichen Knoten für mehrere Antennen berechnet werden, können die geographischen Parameter berechnet werden, um zu wissen, bei welcher genauen Position der UE in Betrieb ist. Diese Daten können auch vom UE benutzt werden, um seine eigene Position innerhalb des Abdeckungsgebiets von verschiedenen Antennen zu berechnen. The position determination can be carried out by the connection of several antennas. By centralizing the data computed by each BSS, (e) NodeB or BSC-like multi-antenna nodes, the geographic parameters can be computed to know which exact position the UE is operating at. This data can also be used by the UE to calculate its own position within the coverage area of different antennas.
  • Die Zeichnungen zeigen die Idee einer solchen Positionsbestimmung durch die Antennen des Funknetzes. Mit Hilfe von z.B. phasengesteuerten Antennengruppen kann die Positions- wie auch die Höhenbestimmung zur Normalität werden, während ein Herunterkippen der Antenne nicht in der Antennen-Installation voreingestellt sein sollte.The drawings show the idea of such a position determination by the antennas of the radio network. With the help of e.g. For phase-controlled antenna groups, position and height determination may become the norm, while tilting the antenna should not be pre-set in the antenna installation.
  • 16 zeigt eine Kugel 1600 mit verschiedenen Winkeln zwischen den x, y und z-Achsen, um die Bestimmung einer Position eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform darzustellen. 16 shows a ball 1600 at various angles between the x, y and z axes to illustrate the determination of a position of a mobile terminal according to an embodiment.
  • Jede einzelne Antenne kann seine eigene Matrix besitzen, in der beide, stabile oder statische als auch variable Größen gesammelt und gespeichert werden können. Dies kann auch das Aussenden eines Funksignals durch Abweichungen und Reflexion zum Ziel und den logischen Pfad, den es nehmen kann, einschließen. Dies kann das Abspeichern jeglicher Übertragung und die daraus resultierende Verzögerung beinhalten. Solch ein Abspeichern kann verschiedene Abweichungen in der Übertragung umfassen, die notwendig sind um ein z.B. hinter verschiedenen Strukturen sich befindenden UE zu erreichen. Die Übertragung in Richtung des UE kann auch unter dem Einfluss von Veränderlichen für andere Auswertungen im Sinne einer korrigierenden Größe abgespeichert werden.Each individual antenna can have its own matrix where both stable and static and variable quantities can be collected and stored. This can also include sending a radio signal through deviations and reflection to the destination and the logical path it can take. This may involve the storage of any transmission and the resulting delay. Such storage may include various variations in transmission necessary to achieve e.g. to reach behind different structures located UE. The transmission in the direction of the UE can also be stored under the influence of variables for other evaluations in the sense of a corrective variable.
  • Jede Speicherung kann so versucht werden, dass sie sofern möglich in einem Bereich eingegrenzt wird, um die Anzahl der Einträge zu reduzieren. Dies trifft besonders in städtischen Gebieten zu, wo ein großer Teil der Kommunikation zu einem Mobilfunk-Benutzer mit einem UE in bestimmten Gebieten und/oder einer Straße von einer Antenne bereitgestellt wird. Auch z.B. in ländlichen Gegenden, wo nahezu jede Abweichung und Reflexion und/oder Abweichung auftritt, kann eine Verringerung der Einträge der Trajektorien möglich sein.Each save can be attempted to be narrowed down to a range where possible to reduce the number of entries. This is especially true in urban areas where much of the communication to a mobile user with a UE in certain areas and / or a road is provided by an antenna. Also, e.g. in rural areas, where almost every deviation and reflection and / or deviation occurs, a reduction in the entries of the trajectories may be possible.
  • Der Gesamtbetrag der Verzögerung als auch der Winkel der Übertragung zur Antenne sind nur ein Paar der wesentlichen Größen bei einer solchen Konsolidierung. Das Abstrahlen eines jeden Übertragungswinkels von den Antennen kann verstärkt werden, wenn phasengesteuerten Antennengruppen wie oben beschrieben verwendet wurden. Dies ergibt eine höhere Genauigkeit. The total amount of delay as well as the angle of transmission to the antenna are only a few of the essential quantities in such consolidation. The radiation of each transmission angle from the antennas can be amplified if phased array antennas were used as described above. This results in a higher accuracy.
  • Eine Korrekturmatrix, welche auch nur durch durchgeführte Übertragungen aktualisiert wird, kann das Funknetzbetreiber in die Lage versetzen, in nahezu gleicher bzw. vergleichbarer Güte wie sehr teure Satelliten gestützte Navigationssysteme genaue Positionen zu bestimmen und anzubieten. Nicht nur eine Matrix, die in der Form eines Speichers, in dem alle Daten der Übertragungen und deren Auswertungen der Antennen-Stationen (z.B. BSS, (e)NodeB, etc.) gesammelt sind, zur Verfügung steht, sondern auch eine vergrößerte Rechenleistung kann im Vergleich zu heutigen angebotenen Kapazitäten bereitgestellt werden, um alle Größen in einem voreingestellten Modus zu aktualisieren.A correction matrix, which is also updated only by performed transmissions, can enable the radio network operator to determine and offer accurate locations in nearly the same or comparable quality as very expensive satellite-based navigation systems. Not only is a matrix available in the form of a memory in which all the data of the transmissions and their evaluations of the antenna stations (eg BSS, (e) NodeB, etc.) are collected, but also an increased computing power compared to today's offered capacities to update all sizes in a preset mode.
  • Die Unabhängigkeit der genauen Positionsbestimmungen von Satellitensystemen und dabei von den Satelliten spezifischen Anlagen hat wie im Folgenden beschrieben vielfältige Vorteile:
    Keine „Black-Outs“ können mehr auftreten, wenn ein mobiles Endgerät nicht in Sichtweite von den mindestens notwendigen mehreren Navigationssatelliten ist.
    The independence of the exact position determination of satellite systems and thereby the satellite-specific equipment has many advantages as described below:
    No more black outs can occur if a mobile device is not within sight of the minimum number of navigation satellites required.
  • Eine verbesserte Positionsbestimmung kann angeboten werden, wie z.B. in Tunneln, U-Bahn-Systemen, solange ein Funknetz, das die in dieser Druckschrift beschriebene Bestimmungsmethode bietet, in diesen Objekten in Betrieb ist. Damit kann insbesondere in Notfällen eine niemals zuvor verfügbare Fähigkeit gewonnen werden, um mögliche Ereignisse und/oder Opfer und deren Rettung zu entdecken und deren Möglichkeit eine solche Tragödie zu überleben oder deren Familie es bequemer zu machen. An improved position determination may be offered, such as e.g. in tunnels, subway systems, as long as a radio network offering the method of determination described in this document operates in these objects. Thus, especially in emergencies, a never before available ability can be gained to discover possible events and / or victims and their salvation and their ability to survive such a tragedy or make their family more comfortable.
  • Keine Hindernisse oder Fehler treten innerhalb des Funknetzes auf, die von irgendwelchen Änderungen, Migrationen, Modernisierungen und/oder auch Auswechslungen von irgendwelchem satellitengestützten Positionssystem, wie im Fall einer von dem GPS vollkommen abhängigen Technologie für Positionsbestimmung, verursacht werden können. No obstacles or faults occur within the radio network that may be caused by any changes, migrations, upgrades, and / or substitutions from any satellite-based positioning system, as in the case of GPS-dependent positioning technology.
  • Ein günstiger UE ist für die Netznutzer möglich, da weder ein satellitengestützter Navigationssystem-Chip [Assisted Global Positioning System (A-GPS)] noch nah standortbasierte Dienste [Near Located Based Services (NLBS)] Interfaces oder ähnliches in jeglichen Netzwerken notwendig sind, die das Verfahren dieser Druckschrift verwenden. Nur eine SIM-Karte des Netzwerkes kann genug sein. Dadurch werden entweder die Einkommen des Netzes erhöht oder werden die Verluste des Netzes beim Ausverkauf eines UEs verringert.A favorable UE is possible for the network users, since neither a satellite-based Assisted Global Positioning System (A-GPS) chip nor near-location-based services (NLBS) interfaces or the like are necessary in any networks which Use the procedure of this publication. Only one SIM card of the network can be enough. This either increases the income of the network or reduces the losses of the network when a UE is sold out.
  • Da man nicht den A-GPS-Prozessor in keinem UE (wegen der dominanten Rolle dieser sehr viel und übermäßig verkaufte GPS-Abhängigkeit) ausschließen kann, kann man trotzdem UE-Modelle ohne NLBS-Interfaces oder ähnliches einrichten, da diese im Allgemeinen wirklich überflüssig sind. Für das Verfahren, das in dieser Druckschrift vorgeschlagen wird, würden – mindestens – die NLBS nur ein Überfluss an die Anforderungen sein.Since one can not rule out the A-GPS processor in any UE (because of the dominant role of this very much and over-sold GPS dependency), one can still set up UE models without NLBS interfaces or the like, as these are generally really superfluous are. For the method proposed in this document, at least the NLBS would only be an overriding requirement.
  • Alle Dienstleistungen, in denen eine genaue Positionsbestimmung erforderlich ist, um dem Netznutzer eine Dienstleistung bereitzustellen, können dem Kunden zur Verfügung gestellt werden, ohne dass ein Dritter die Positionsbestimmung zur Verfügung stellt. Damit kann man eine vollkommene Unabhängigkeit von jeder fremden Service-Bereitstellung – auf welche man beruhen kann, aber keinen Einfluss hat – erreichen, insbesondere in Bedingungen, in denen die heutige (GPS-gestützten) Positionsbestimmungen eine vorgegebene Einstellung darstellen, wie man sich erwartet. Dies kann auch zu anderen Situationen erweitert werden, in denen diese regelmäßigen Anbieter nie vorher eine Positionsbestimmung zur Verfügung stellen konnten. All services in which a precise position determination is required to provide a service to the network user can be made available to the customer without a third party providing the position determination. This allows you to achieve complete independence from any foreign service provision - which you can rely on, but have no control over - especially in conditions where today's (GPS-based) positioning is a given setting, as you would expect. This can also be extended to other situations in which these regular providers have never been able to provide a position determination before.
  • Zusätzliche Anwendungen können für die verbesserte angebotene Positionsbestimmung des Netzwerks entwickelt werden, beispielsweise könnte man sich für die verbesserten angebotenen Dienstleistungen von dem Betreiber des Funknetzes anmelden. Die verschiedenen Anwendungen können sich z. B. basierend auf der angebotenen Genauigkeit der verfügbaren Positionsbestimmung-Fähigkeiten des Funknetzes unterscheiden. (Zukünftige) Apps können eine Voreinstellung der notwendigen Genauigkeit einer angebotenen Positionsbestimmung haben. Additional applications may be developed for the improved offered positioning of the network, for example one could register for the improved services offered by the operator of the radio network. The various applications can be z. B. based on the offered accuracy of the available positioning capabilities of the radio network. (Future) apps can have a preset of the necessary accuracy of an offered position determination.
  • Die hier beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen können als elektrischer und/oder optischer Schaltkreis innerhalb eines Chips oder eines intergierten Schaltkreis oder eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises [Application Specific Integrated Circuit (ASIC)] eingebaut werden. Die Erfindung kann in einem Digitalschaltkreis und/oder analogen elektrischen und optischen Schaltkreis ausgeführt werden. The methods, systems, and devices described herein may be incorporated as an electrical and / or optical circuit within a chip or integrated circuit or application specific integrated circuit (ASIC). The invention may be embodied in a digital circuit and / or analog electrical and optical circuit.
  • Die hier beschriebenen Verfahren, Systeme und Vorrichtungen können als Software in einem Digital-Signal-Prozessor (DSP), in einem Micro-Controller oder in jedem anderen Seiten-Prozessor oder als Hardware-Schaltkreis innerhalb eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises [Application Specific Integrated Circuit (ASIC)] eines Digital-Signal-Prozessors (DSP) ausgeführt werden.The methods, systems, and devices described herein may be implemented as software in a digital signal processor (DSP), in a microcontroller, or in any other page processor or as a hardware circuit within an application specific integrated circuit (Application Specific Integrated Circuit). ASIC)] of a digital signal processor (DSP).
  • Die Erfindung kann in digital elektronischen Schaltkreisen, oder in Computer-Hardware, in Firmware, Software, oder in einer Kombination von den beiden, z. B. in verfügbaren Hardware von gebräuchlichen optischen Transceiver-Geräten oder in neuer Hardware, die dazu dediziert ist, die hier beschriebenen Verfahren zu bearbeiten, ausgeführt werden.The invention can be used in digital electronic circuits, or in computer hardware, in firmware, software, or in a combination of the two, e.g. In available hardware of common optical transceiver devices or in new hardware dedicated to handling the methods described herein.
  • Die vorliegende Druckschrift umfasst auch ein Computer-Programm-Produkt, das ein ausführbares Computer-Programm oder ausführbare Computer-Anweisungen umfasst. Wenn es ausgeführt wird, ausführt mindestens ein Computer die hier beschriebenen durchgeführten und rechnerischen Schritte, insbesondere das Verfahren 500, das oben in Bezug auf 5 beschrieben wurde, und die Verfahren, die in Bezug auf 6 bis 16 beschrieben wurden. Solch ein Computer-Programm-Produkt kann ein lesbares nicht-transitorisches Speicherung-Medium und einen Speicher-Programmcode umfassen, um von einem Computer benutzt zu werden. Der Programmcode kann das Verfahren 500, wie in Bezug auf 5 beschrieben wurde, ausführen. The present document also includes a computer program product comprising an executable computer program or executable computer instructions. When executed, at least one computer executes the performed and computational steps described herein, particularly the method 500 in relation to the above 5 has been described, and the procedures relating to 6 to 16 have been described. Such a computer program product may include a readable non-transitory storage medium and storage program code for use by a computer. The program code can be the method 500 , as regards 5 described.
  • Wenngleich ein bestimmtes Merkmal oder ein bestimmter Aspekt der Druckschrift bezüglich nur einer von mehreren Implementierungen offenbart worden sein mag, kann außerdem ein derartiges Merkmal oder ein derartiger Aspekt mit einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Aspekten der anderen Implementierungen kombiniert werden, wie für eine gegebene oder bestimmte Anwendung erwünscht und vorteilhaft sein kann. Weiterhin sollen in dem Ausmaß, in dem die Ausdrücke „enthalten", „haben", „mit" oder andere Varianten davon entweder in der ausführlichen Beschreibung oder den Ansprüchen verwendet werden, solche Ausdrücke auf eine Weise ähnlich dem Ausdruck „umfassen" einschließend sein. Außerdem sind die Ausdrücke „beispielhaft", „zum Beispiel“ und „z.B.“ lediglich als ein Beispiel aufzufassen anstatt der Bezeichnung für das Beste oder Optimale. Die Ausdrücke „gekoppelt" und „verbunden" können zusammen mit Ableitungen davon verwendet worden sein. Es versteht sich, dass derartige Ausdrücke dazu verwendet werden, um anzugeben, dass zwei Elemente unabhängig davon miteinander kooperieren oder interagieren, ob sie in direktem physischem oder elektrischem Kontakt stehen oder nicht in direktem Kontakt miteinander stehen. Furthermore, while a particular feature or aspect of the document may have been disclosed in terms of only one of several implementations, such feature or aspect may be combined with one or more other features or aspects of the other implementations, as for a given or particular one Application may be desirable and advantageous. Furthermore, to the extent that the terms "contain," "have," "with," or other variants thereof are used in either the detailed description or the claims, such terms are intended to include such terms in a manner similar to the term "comprising." In addition, the terms "exemplary," "for example," and "eg," are to be considered as an example rather than the best or optimal term, and the terms "coupled" and "connected" may have been used along with derivatives thereof such expressions are used to indicate that two elements cooperate or interact independently of each other, whether they are in direct physical or electrical contact, or are not in direct contact with each other.
  • Es wurden bestimmte Ausführungsformen hierin veranschaulicht und beschrieben, doch für den Fachmann ist es offensichtlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichartigen Implementierungen anstelle der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen verwirklicht werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Diese Anmeldung soll jegliche Adaptionen oder Variationen von hier beschriebenen spezifischen Aspekten umfassen. While particular embodiments have been illustrated and described herein, it will be apparent to those skilled in the art that a variety of alternative and / or similar implementations may be practiced instead of the illustrated and described embodiments without departing from the concept of the present invention. This application is intended to cover any adaptations or variations of specific aspects described herein.
  • Obwohl die Elemente in den im Folgenden dargestellten Ansprüchen in einer bestimmten Reihenfolge mit entsprechender Beschriftung aufgeführt sind, ist es nicht beabsichtigt, dass diese Elemente auf diese Reihenfolge beschränkt sind, es sei denn der Anspruchswortlaut impliziert eine bestimmte Reihenfolge zum Ausführen einiger oder aller dieser Elemente.Although the elements in the claims set forth below are listed in a particular order with appropriate labels, it is not intended that these elements be limited to this order unless the claims word implies a particular order for carrying out some or all of these elements.
  • Zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Variationen werden für den Fachmann im Lichte der oben aufgeführten Lehren ersichtlich. Es versteht sich, dass der Fachmann sofort erkennt, dass es zahlreiche Anwendungen der Erfindung jenseits der hier beschriebenen gibt. Während die vorliegende Erfindung in Bezug auf ein oder mehrere bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass viele Änderungen daran gemacht werden können, ohne vom Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich daher, dass innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente die Erfindung auch auf andere Art, als hierin spezifisch beschrieben, ausgeführt werden kann.Numerous alternatives, modifications, and variations will become apparent to those skilled in the art in light of the above teachings. It will be understood that one skilled in the art will readily recognize that there are numerous applications of the invention beyond those described herein. While the present invention has been described in terms of one or more particular embodiments, those skilled in the art will recognize that many changes can be made therein without departing from the concept of the present invention. It is therefore to be understood that within the scope of the appended claims and their equivalents, the invention may be practiced otherwise than as specifically described herein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
  • Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
    • http://www.microsurvey.com/support/fieldgenius/documentation/PositionAccuracy.pdf [0011] http://www.microsurvey.com/support/fieldgenius/documentation/PositionAccuracy.pdf [0011]
    • http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/25305-b00.pdf [0016] http://www.qtc.jp/3GPP/Specs/25305-b00.pdf [0016]

Claims (16)

  1. Verfahren (500) zur Ortung einer Mobilstation innerhalb eines Mobilfunknetzes, mit: Übertragen (501) von mindestens drei Funksignalen zwischen der Mobilstation und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen, wobei zumindest jedes von den drei Funksignalen eine zeitliche Information umfasst, die eine Absendezeit des entsprechenden Funksignals anzeigt; Berechnen (502) einer Zeitverzögerung für jedes der mindestens drei Funksignale auf der Basis einer Differenz zwischen einer Ankunftszeit und der Absendezeit des entsprechenden Funksignals; Abrufen (503) einer Information für jedes der mindestens drei Funksignale über Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals aus einem Datenspeicher; Berechnen (504) eines Abstands der Mobilstation von der entsprechenden Basisstation für jedes der mindestens drei Funksignale basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste; und Bestimmen eines Orts (505) der Mobilstation basierend auf einer Trilateration der mindestens drei Abstände.Procedure ( 500 ) for locating a mobile station within a mobile radio network, comprising: transmitting ( 501 ) at least three radio signals between the mobile station and a corresponding number of at least three base stations, wherein at least each of the three radio signals comprises temporal information indicative of a transmission time of the corresponding radio signal; To calculate ( 502 ) a time delay for each of the at least three radio signals based on a difference between an arrival time and the transmission time of the corresponding radio signal; Recall ( 503 ) information for each of the at least three radio signals about transmission path losses of the corresponding radio signal from a data memory; To calculate ( 504 ) a distance of the mobile station from the corresponding base station for each of the at least three radio signals based on the time delay and the information about the transmission path losses; and determining a location ( 505 ) of the mobile station based on a trilateration of the at least three distances.
  2. Verfahren (500) nach Anspruch 1, wobei die Information über die Übertragungspfadverluste als eine Korrekturmatrix in dem Datenspeicher gespeichert ist.Procedure ( 500 ) according to claim 1, wherein the information about the transmission path losses is stored as a correction matrix in the data memory.
  3. Verfahren (500) nach Anspruch 2, mit: Berechnen eines groben Abstands der Mobilstation zu der entsprechenden Basisstation basierend auf der berechneten Zeitverzögerung und der Lichtgeschwindigkeit; und Verfeinern der Berechnung des Abstands der Mobilstation zu der entsprechenden Basisstation, indem die Korrekturmatrix auf den groben Abstand angewendet wird.Procedure ( 500 ) according to claim 2, comprising: calculating a coarse distance of the mobile station to the corresponding base station based on the calculated time delay and the speed of light; and refining the calculation of the distance of the mobile station to the corresponding base station by applying the correction matrix to the coarse distance.
  4. Verfahren (500) nach Anspruch 2 oder 3, mit: Aktualisieren der Korrekturmatrix basierend auf mindestens einem der folgenden Ereignisse: internen Ereignissen, die innerhalb des Mobilfunknetzes geschehen; externen Ereignissen, die in einem Antennenabdeckungsgebiet der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation geschehen; und statischen Ereignissen in einem geographischen Gebiet der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation.Procedure ( 500 ) according to claim 2 or 3, comprising: updating the correction matrix based on at least one of the following events: internal events occurring within the cellular network; external events occurring in an antenna coverage area of the mobile station and the corresponding base station; and static events in a geographical area of the mobile station and the corresponding base station.
  5. Verfahren (500) nach Anspruch 4, mit: Verlagern von einer entwickelten Kalkulations- und Rechenaufgabe der Funknetzwerkzugangs-Knotenelemente in einem Rechenzentrum; und mit steigender Rechenleistung, Nutzen von detaillierteren und genaueren geographischen Daten, um die Übertragungspfade in der Luft mit ihren internen, externen und geographischen Ereignissen innerhalb ihres Empfangsgebiets zu messen und zu definieren.Procedure ( 500 ) according to claim 4, comprising: relocating a developed calculation and computational task of the radio network access node elements in a data center; and with increasing computing power, the benefit of more detailed and accurate geographic data to measure and define airborne transmission paths with their internal, external, and geographical events within their coverage area.
  6. Verfahren (500) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die internen Ereignisse innerhalb des Mobilfunknetzes sich auf mindestens eines der folgenden beziehen: Verbindungslatenzzeit, Verzögerungen, Störungen, Fehlererkennung und Korrektur, Interferenzen. Procedure ( 500 ) according to claim 4 or 5, wherein the internal events within the mobile network relate to at least one of the following: link latency, delays, glitches, error detection and correction, interference.
  7. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die externen Ereignisse Änderungen mindestens eines der folgenden Parameter betreffen: Dämpfungsverlustparameter, Kanaleigenschaften, elektronisches Feld innerhalb der Luftschicht, Verlust des Signals, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewegung, Übertragungswinkel. Procedure ( 500 ) according to any one of claims 4 to 6, wherein the external events relate to changes in at least one of the following parameters: attenuation loss parameter, channel characteristics, electronic field within the air layer, loss of signal, temperature, humidity, motion, transmission angle.
  8. Verfahren (500) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die statischen Ereignisse die statischen Änderungen von einem Empfangsgebiet einer einzelnen Antenne der Mobilstation oder der entsprechenden Basisstation mit mindestens einem von den folgenden Gegenständen betreffen: Antennenhöhe, Antennenposition, Antennenabsenkung, Antennenerhöhung, Gegenständen innerhalb eines Empfangsgebiets der Antenne, Höhen und Größen der Breiten der Gegenstände, spezifischen Winkeln der Gegenstände bezüglich der geographischen Höhe, der geographischen Breite und der geographischen Länge bezüglich der Antenne, Material auf einer Fassade in Richtung der Antenne, Reflexionsbereichen der Gegenstände, Materialien der Gegenstände. Procedure ( 500 ) according to one of claims 4 to 7, wherein the static events relate to the static changes from a reception area of a single antenna of the mobile station or the corresponding base station to at least one of the following objects: antenna height, antenna position, antenna lowering, antenna elevation, objects within a reception area of the Antenna, heights and sizes of the widths of the objects, specific angles of the objects with regard to the geographical height, the latitude and the longitude with respect to the antenna, material on a facade in the direction of the antenna, areas of reflection of the objects, materials of the objects.
  9. Verfahren (500) nach Anspruch 8, mit: Ableiten eines direkten Übertragungspfades zwischen der Mobilstation und der entsprechenden Basisstation aus der statischen Information. Procedure ( 500 ) according to claim 8, comprising: deriving a direct transmission path between the mobile station and the corresponding base station from the static information.
  10. Verfahren (500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Übertragung der mindestens drei Signale mobil initiiert oder mobil abgeschlossen ist. Procedure ( 500 ) according to any one of the preceding claims, wherein the transmission of the at least three signals is initiated by mobile or mobile termination.
  11. Verfahren (500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Information über die Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals eine Übertragungsantennen-Identifizierung und eine Atomuhr-Referenzzeit umfasst.Procedure ( 500 ) according to one of the preceding claims, wherein the information about the transmission path losses of the corresponding radio signal comprises a transmission antenna identification and an atomic clock reference time.
  12. Verfahren (500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sich der Datenspeicher in einem Basisstation-Controller (BSC) oder einem Funknetz-Controller (RNC) befindet, der zum Steuern der entsprechenden Basisstation ausgebildet ist. Procedure ( 500 ) according to one of the preceding claims, wherein the data memory is located in a base station controller (BSC) or a radio network controller (RNC), which is designed to control the corresponding base station.
  13. Verfahren (500) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit: Auswerten der Information über die Übertragungspfadverluste basierend auf der folgenden Formel: L = 20·log10(4·π·d)/λ, wobei L ein Pfadverlust in dB von dem entsprechenden Übertragungspfad ist, d ein Abstand des entsprechenden Übertragungspfad ist und λ die Wellenlänge des entsprechenden Funksignals ist. Procedure ( 500 ) according to one of the preceding claims, comprising: evaluating the information about the transmission path losses based on the following formula: L = 20 * log 10 (4 * π * d) / λ, where L is a path loss in dB from the corresponding transmission path, d is a distance of the corresponding transmission path and λ is the wavelength of the corresponding radio signal.
  14. Funknetz (600) mit: mindestens drei Basisstationen (601, 602, 603); und einem Funknetz-Controller (604), der ausgebildet ist: die Übertragung von mindestens drei Funksignalen (611, 612, 613) zwischen einer Mobilstation (605) innerhalb eines Empfangsgebiets des Funknetzes (600) und einer entsprechenden Anzahl von mindestens drei Basisstationen (601, 602, 603) zu initiieren, wobei jeder von den mindestens drei Funksignalen (611, 612, 613) eine Zeitinformation (621, 622, 623) umfasst, die eine Absendezeit des entsprechenden Funksignals (611, 612, 613) anzeigt; eine Zeitverzögerung für jedes der mindestens drei Funksignale (611, 612, 613) basierend auf einer Differenz zwischen einer Ankunftszeit und der Absendezeit des entsprechenden Funksignals (611, 612, 613) zu berechnen; eine Information für jedes der mindestens drei Funksignale (611, 612, 613) über Übertragungspfadverluste des entsprechenden Funksignals aus einem Dataspeicher (606) abzurufen; einen Abstand für jedes der mindestens drei Funksignale (611, 612, 613) zwischen der Mobilstation (605) und der entsprechenden Basisstation (601, 602, 603) basierend auf der Zeitverzögerung und der Information über die Übertragungspfadverluste zu berechnen; und eine Positionsbestimmung der Mobilstation (605) basierend auf einer Triangulation der mindestens drei Abstände durchzuführen.Radio network ( 600 ) with: at least three base stations ( 601 . 602 . 603 ); and a wireless network controller ( 604 ), which is formed: the transmission of at least three radio signals ( 611 . 612 . 613 ) between a mobile station ( 605 ) within a coverage area of the radio network ( 600 ) and a corresponding number of at least three base stations ( 601 . 602 . 603 ), each of the at least three radio signals ( 611 . 612 . 613 ) a time information ( 621 . 622 . 623 ), which has a transmission time of the corresponding radio signal ( 611 . 612 . 613 ) indicates; a time delay for each of the at least three radio signals ( 611 . 612 . 613 ) based on a difference between an arrival time and the transmission time of the corresponding radio signal ( 611 . 612 . 613 ) to calculate; information for each of the at least three radio signals ( 611 . 612 . 613 ) via transmission path losses of the corresponding radio signal from a data memory ( 606 ); a distance for each of the at least three radio signals ( 611 . 612 . 613 ) between the mobile station ( 605 ) and the corresponding base station ( 601 . 602 . 603 ) based on the time delay and the information about the transmission path losses; and a position determination of the mobile station ( 605 ) based on a triangulation of the at least three distances.
  15. Funknetz (600) nach Anspruch 14, wobei jede Basisstation (601, 602, 603) eine Vielzahl von Antennen umfasst, wobei die Information über die Übertragungspfadverluste, die einer spezifischen Antenne der Basisstation zugeordnet sind, in einem zu einer spezifischen Antenne der Basisstation (601, 602, 603) zugeordneten Datenspeicher (606) gespeichert ist. Radio network ( 600 ) according to claim 14, wherein each base station ( 601 . 602 . 603 ) comprises a plurality of antennas, wherein the information about the transmission path losses, which are assigned to a specific antenna of the base station, in a to a specific antenna of the base station ( 601 . 602 . 603 ) associated data memory ( 606 ) is stored.
  16. Datenspeicher (606), zum Speichern einer Information über Übertragungspfadverluste, mit: einem nicht-transitorischen maschinen-lesbaren Datenträger, der eine Vielzahl von durch einen Identifizierer der Mobilstation (605) und einen Identifizierer der Basisstation (601, 602, 603) adressierbaren Datenspeichern umfasst, wobei jeder Datenspeicher ausgebildet ist, Information über Übertragungspfadverluste einer Funksignalübertagung (611, 612, 613) zwischen der Basisstation (601, 602, 603) und der Mobilstation (605) abzuspeichern.Data storage ( 606 ) for storing information about transmission path losses, comprising: a non-transitory machine-readable medium having a plurality of, by an identifier of the mobile station ( 605 ) and an identifier of the base station ( 601 . 602 . 603 ) addressable data memories, wherein each data memory is formed, information about transmission path losses of a radio signal transmission ( 611 . 612 . 613 ) between the base station ( 601 . 602 . 603 ) and the mobile station ( 605 ) store.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10863452B2 (en) 2018-12-12 2020-12-08 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Method and radio for setting the transmission power of a radio transmission
DE102020200023A1 (en) 2020-01-03 2021-07-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Method and device for the highly precise determination of the position and / or orientation of an object to be located and a fixed station for a mobile radio communication system

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