DE10238796A1 - Mobile telephone positioning method for determining the direction of a mobile telephone's position in relation to a base station lets the mobile telephone send an access sequence - Google Patents

Mobile telephone positioning method for determining the direction of a mobile telephone's position in relation to a base station lets the mobile telephone send an access sequence Download PDF

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Abstract

Determining the direction of a mobile telephone's (MS) position in relation to a base station (BS) in a mobile radiotelephone service system (SYS) operating according to a mobile radiotelephone service standard lets the MS transmit an access sequence (S) to the BS, which is one of several access sequences supplied by a mobile radiotelephone service standard for signaling connection requirements. Independent claims are also included for the following: (a) A mobile telephone system with mobile telephones and a base station to process multiple access sequences; (b) and for a device for determining the direction of a mobile telephone's position in relation to a base station.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Richtungsbestimmung der Position einer Mobilstation relativ zu einer Basisstation in einem nach einem Mobilfunkstandard arbeitenden Mobilfunksystem sowie ein entsprechendes Mobilfunksystem und eine Einrichtung zur Richtungsbestimmung.The invention relates to a method for determining the direction of the position of a mobile station relative to a base station in a working according to a mobile radio standard Mobile radio system and a corresponding mobile radio system and one Direction determination facility.

Im Rahmen des 3GPP (Third Generation Partnership Project) erfolgt zur Zeit die Standardisierung des UMTS-TDD-Standards (Universal Mobile Telecommunications Standard, Time Division Duplex). Gemäß diesem Standard ist vorgesehen (siehe 3GPP TS 25.224, V5.1.0, Abschnitt 5.6.3), für den ersten Zugriff einer Mobilstation auf das Mobilfunknetz zur Signalisierung eines Verbindungswunsches eine Zugriffssequenz auszusenden. Im Standard (3GPP TS 25.223, V5.1.0, Anhang B, Kapitel B2) sind 256 derartige Zugriffssequenzen definiert. Jede der im UMTS-TDD-Standard vorgesehenen Zugriffssequenzen ist 128 Chips lang. Jeder Basisstation bzw. jeder Funkzelle sind 8 dieser 256 Zugriffssequenzen zugeordnet. Die zur Verfügung stehenden Zugriffssequenzen sind der Mobilstation durch eine feste Kopplung an die weiteren Zellparameter der Basisstation (basic mittambelcode, scrambling code) bekannt (siehe Tabelle in 3GPP TS 25.223, V5.1.0, Abschnitt 9.3). Eine Mobilstation kann dann eine dieser 8 Zugriffssequenzen zufällig auswählen und zur Signalisierung eines Verbindungswunsches zur Basisstation übertragen. Dies geschieht im sogenannten Uplink Pilot Time Slot (UpPTS), der zeitlich unmittelbar vor dem ersten Zeitschlitz eines Uplink-Übertragungsrahmens angeordnet ist. Empfängt die Basisstation eine der Zugriffssequenzen, ist ihr zunächst unbekannt, von welcher Mobilstation diese Aussendung stammt. Daher wird nach dem genannten Standard in einem weiteren Schritt der betreffenden Mobilstation von der Basisstation unter Verwendung der zuvor ausgesendeten Zugriffssequenz eine bestimmte RACH-Ressource zugewiesen, über die die Mobilstation anschließend eine ihrer Identifizierung dienende Kennung an die Basisstation übermittelt. Die Zuweisung der RACH-Ressourcen erfolgt dabei über den sogenannten FPACH (Fast Physical Access Channel). Auf diese Weise kann die Basisstation letztlich feststellen, welche Mobilstation den Verbindungswunsch signalisiert hat.As part of the 3GPP (Third Generation Partnership Project), the UMTS-TDD standard is currently being standardized (Universal Mobile Telecommunications Standard, Time Division Duplex). According to this Standard is provided (see 3GPP TS 25.224, V5.1.0, section 5.6.3), for the first access of a mobile station to the mobile network Signaling a connection request to send out an access sequence. In the standard (3GPP TS 25.223, V5.1.0, Appendix B, Chapter B2) 256 such access sequences are defined. Any of those provided for in the UMTS-TDD standard Access sequences are 128 chips long. Every base station or everyone Radio cells are assigned to 8 of these 256 access sequences. The for disposal standing access sequences are fixed to the mobile station Coupling to the other cell parameters of the base station (basic central code, scrambling code) (see table in 3GPP TS 25.223, V5.1.0, section 9.3). A mobile station can then use one of these 8 access sequences fortuitously choose and transmitted to the base station for signaling a connection request. This happens in the so-called Uplink Pilot Time Slot (UpPTS), the immediately before the first time slot of an uplink transmission frame is arranged. receives the base station is one of the access sequences, is initially unknown to her, from which mobile station this transmission originates. Therefore, after the mentioned standard in a further step of the concerned Mobile station from the base station using the previously broadcast Assigned a specific RACH resource via which the Mobile station afterwards transmits an identifier serving to identify it to the base station. The RACH resources are assigned via the so-called FPACH (Fast Physical Access Channel). In this way, the base station ultimately determine which mobile station is requesting the connection has signaled.

In demselben Mobilfunkstandard ist es vorgesehen, eine Richtungsbestimmung der Position der Mobilstationen relativ zur jeweiligen Basisstation vorzunehmen. Eine solche Richtungsbestimmung ist möglich, wenn der Einsatz von gerichteten Antennen in der Basisstation vorgesehen ist. Für die Richtungsbestimmung ist bislang vorgesehen, dass die Basisstation hierzu entweder Signale auf dem UL DPCH (Uplink Dedicated Physical Channel) oder auf dem PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) auswertet. Dies sind Verkehrskanäle, auf denen die Mobilstationen nach einem Verbindungsaufbau, also nach der vorherigen Signalisierung eines Verbindungswunsches auf die oben beschriebene Art, Nutzdaten zur Basisstation übermitteln. Für einen derartigen Verbindungsaufbau müssen entsprechende Übertragungsressourcen (Spreizcode, Frequenzbereich, Zeitschlitz) für die jeweilige Mobilstation reserviert werden. Die Verwendung des UL DPCH oder des PUSCH für die Durchführung der Richtungsbestimmung ist im Standard 3GPP TS 25.225, V5.1.0, Abschnitt 5.2.14 und T5 25.305, V5.4.0, Abschnitt 8 beschrieben.The same mobile radio standard provides for determining the direction of the position of the mobile stations relative to the respective base station. Such a direction determination is possible if the use of directional antennas is provided in the base station. For the purpose of determining the direction, it has previously been provided that the base station either evaluates signals on the UL DPCH (uplink dedicated physical channel) or on the PUSCH (physical uplink shared channel). These are traffic channels on which the mobile stations transmit useful data to the base station after a connection has been set up, that is to say after the previous signaling of a connection request in the manner described above. Corresponding transmission resources (spreading code, frequency range, time slot) must be reserved for the respective mobile station in order to establish such a connection. The use of the UL DPCH or the PUSCH for carrying out the direction determination is in the standard 3GPP TS 25.225, V5.1.0, section 5.2.14 and T5 25.305, V5.4.0, section 8th described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die beschriebene Richtungsbestimmung auf andere Weise vorzunehmen.The invention is based, which to carry out the described direction determination in another way.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1, einem Mobilfunksystem gemäß Anspruch 9 sowie einer Einrichtung zur Richtungsbestimmung gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.This task is done with a procedure according to claim 1, a mobile radio system according to claim 9 and a device for determining the direction according to claim 10 solved. Advantageous developments and further developments of the invention are the subject dependent Expectations.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Richtungsbestimmung der Position einer Mobilstation relativ zu einer Basisstation in einem nach einem Mobilstandard arbeitenden Mobilfunksystem sieht vor, das die Mobilstation eine Zugriffssequenz zur Basisstation überträgt und die Richtungsbestimmung anhand der von der Basisstation empfangenen Zugriffssequenz durchgeführt wird. Dabei handelt es sich bei der Zugriffssequenz um eine von mehreren Zugriffssequenzen, die vom Mobilfunkstandard für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch Mobilstationen an Basisstationen vorgesehen sind.The method according to the invention for determining the direction the position of a mobile station relative to a base station in a mobile radio system working according to a mobile standard the mobile station transmits an access sequence to the base station and the Direction determination based on the received from the base station Access sequence performed becomes. The access sequence is one of multiple access sequences used by the cellular standard for signaling a connection request by mobile stations at base stations are provided.

Unter Mobilstation wird hier jede beliebige mobile Funkstation verstanden. Unter Basisstation wird hierbei jede beliebige weitere Funkstation verstanden, die entweder stationär oder mobil sein kann. Unter Mobilfunksystem wird hier jedes beliebige Funksystem verstanden, in dem die genannten Mobilstationen und Basisstationen zum Einsatz kommen. Unter Mobilfunkstandard wird hierbei jeder Standard für eines der genannten Funksysteme verstanden, der Zugriffssequenzen für die Signalisierung eines Verbindungswunsches vorsieht.Everyone is here under mobile station understood any mobile radio station. Under base station any other radio station understood here, either stationary or can be mobile. Any radio system is here under mobile radio system understood, in which the mentioned mobile stations and base stations are used. Every standard is called the mobile radio standard for one understood the radio systems mentioned, the access sequences for signaling a connection request.

Während nach dem oben beschriebenen Stand der Technik zunächst eine Verbindung aufgebaut wird, bevor anhand von der jeweiligen Mobilstation zugeordneten Übertragungsressourcen eine Richtungsbestimmung erfolgt, ermöglicht die Erfindung auf vorteilhafte Weise, die Richtungsbestimmung bereits vor der Zuteilung von Übertragungsressourcen an die Mobilstation durchzuführen. Dies kann bereits bei der allerersten Inbetriebnahme der Mobilstation im Mobilfunksystem während eines ersten Zugriffs der Mobilstation auf das System erfolgen, da erfindungsgemäß für die Richtungsbestimmung die Zugriffssequenz verwendet wird, die für die Signalisierung eines Verbindungswunsches vorgesehen ist.While, according to the prior art described above, a connection is initially set up before a direction is determined on the basis of transmission resources assigned to the respective mobile station, the invention advantageously enables the direction to be determined before the transmission resources are allocated to the mobile station. This can take place during the very first start-up of the mobile station in the mobile radio system during the mobile station's first access to the system, since according to the invention the access sequence is used for the direction determination, which is provided for signaling a connection request.

Die Erfindung hat folgenden Vorteil gegenüber dem eingangs geschilderten Stand der Technik: Für die Durchführung der Richtungsbestimmung ist keine Zuteilung von für Verkehrsverbindungen genutzten Übertragungsressourcen wie Zeitschlitz, Frequenzbereich, Spreizcode oder Scramblingcode notwendig. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Aussendungen der Zugriffssequenzen beispielsweise nach UMTS-TDD-Standard in einem speziell dafür reservierten Zeitschlitz (dem UpPTS) erfolgen kann, so dass die Zugriffssequenzen nur mit anderen Zugriffssequenzen interferieren und nicht mit Verkehrskanälen. Die Interferenzen zwischen den Zugriffssequenzen sind aber durchgeeignete Wahl der Zugriffssequenzen weitaus geringer als diejenigen, die durch Verkehrskanäle verursacht werden.The invention has the following advantage across from the state of the art described at the beginning: for carrying out the direction determination is not an allocation of for Transport resources use transmission resources such as time slot, frequency range, spreading code or scrambling code necessary. Another advantage is that the transmission of the access sequences For example, according to the UMTS-TDD standard in a specially reserved Time slot (the UpPTS) can be done so that the access sequences only interfere with other access sequences and not with traffic channels. The Interferences between the access sequences are however suitable Choice of access sequences far less than those through traffic channels caused.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass die Richtungsbestimmungen bereits vor einer Kanalzuteilung an die Mobilstation durchführbar ist. Es kann daher beispielsweise das Ergebnis der Richtungsbestimmung bereits bei der Kanalzuteilung berücksichtigt werden. Insbesondere ist es möglich, einen gleichzeitig durch die Zugriffssequenz signalisierten Verbindungswunsch abzulehnen, wenn bekannt ist, dass sich in der ermittelten Richtung eine andere Basisstation befindet, die noch freie Ressourcen zur Verfügung hat, während die Übertragungsressourcen der Basisstation, an die sich der Wunsch zum Verbindungsaufbau richtet, bereits nahezu erschöpft sind.Another advantage of the invention is that the directional determinations already before a channel allocation feasible to the mobile station is. It can therefore be the result of the direction determination, for example are already taken into account when assigning channels. In particular Is it possible, a connection request signaled at the same time by the access sequence to reject if it is known to be in the determined direction another base station is located, which still has free resources for disposal has while the transmission resources the base station to which the request to establish a connection is directed, almost exhausted are.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die von der Mobilstation ausgesendete Zugriffssequenz sowohl für die Durchführung der Richtungsbestimmung als auch für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch die Mobilstation verwendet. Die Aussendung der Zugriffssequenz und deren Empfang in der Basisstation dient somit vorteilhafterweise gleichzeitig zwei Zwecken.According to a first embodiment the invention is the access sequence transmitted by the mobile station as well as the implementation the direction determination as well as for the signaling of a Connection request used by the mobile station. The broadcast the access sequence and its reception in the base station thus advantageously two purposes simultaneously.

Nach einer Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Ergebnis der von der Basisstation durchgeführten Richtungsbestimmung und eine Zuordnung dieses Ergebnisses zur für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz gespeichert wird. Die Mobilstation teilt zu einem späteren Zeitpunkt der Basisstation eine Kennung mit, die sie eindeutig identifiziert. Es erfolgt eine Zuordnung der Kennung der Mobilstation zur für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz. Abschließend erfolgt eine Zuordnung des gespeicherten Ergebnisses über die für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz zur Kennung der Mobilstation. Auf die Weise wird vorteilhaft das Problem gelöst, dass beim ersten Zugriff der Mobilstation auf das Mobilfunksystem durch Aussendung der Zugriffssequenz der Basisstation zunächst unbekannt ist, um welche Mobilstation es sich handelt, das heißt welche Kennung die betreffende Mobilstation aufweist. Erfindungsgemäß erfolgt zwar bereits zu diesem Zeitpunkt eine Richtungsbestimmung anhand der empfangenen Zugriffssequenz, jedoch kann auf Grund der mangelnden Kenntnis der Kennung noch keine Zuordnung des ermittelten Ergebnisses der Richtungsbestimmung erfolgen. Dies geschieht erst in einem nachfolgenden Schritt, wenn die Mobilstation der Basisstation ihre Kennung mitgeteilt hat. Dabei kann die Mitteilung der Kennung unter erneuter Übermittlung der bereits zuvor verwendeten Zugriffssequenz erfolgen, so dass die Zuordnung der Kennung zu den Ergebnissen der Richtungsbestimmung einfach möglich ist.After a further development of this embodiment the invention provides that a result of the from the base station conducted Direction determination and an assignment of this result to the direction determination access sequence used is stored. The mobile station shares to a later one Time of the base station with an identifier that uniquely identifies it. The identifier of the mobile station is assigned to for the direction determination access sequence used. Finally, the saved result via the for the direction determination used access sequence for identification the mobile station. This advantageously solves the problem that when the mobile station first accesses the mobile radio system Transmission of the access sequence of the base station initially unknown is which mobile station it is, i.e. which one Identifier has the relevant mobile station. According to the invention already at this point in time a direction determination the received access sequence, however, due to the lack of Knowledge of the identifier still no assignment of the determined result to determine the direction. This only happens in a subsequent one Step if the mobile station has communicated its identification to the base station. The message of the identifier can be transmitted again of the access sequence used previously, so that the assignment of the identifier to the results of the direction determination simply possible is.

Vorteilhafterweise kann die Mitteilung der Kennung durch die Mobilstation durch den weiter oben bereits beschriebenen zweiten Schritt eines ersten Zugriffs der Mobilstation auf das Mobilfunksystem erfolgen. Wie erwähnt, sieht dieser zweite Schritt vor, dass aufgrund der empfangenen Zugriffssequenz die Basisstation der Mobilstation eine RACH-Ressource zuweist, auf der die Mobilstation anschließend weitere für den Verbindungsaufbau erforderliche Informationen an die Basisstation überträgt. Zu diesen Informationen zählt bisher auch schon die Kennung der Mobilstation. Außerdem wird auf der zugewiesenen RACH-Ressource von der Mobilstation dieselbe Zugriffssequenz mit den genannten Informationen an die Basisstation übermittelt, so dass eine eindeutige Zuordnung der verwendeten Zugriffssequenz zur Kennung der Mobilstation mög- lich ist. Auf diese Weise kann eine eindeutige Zuordnung der Ergebnisse der Richtungsbestimmung zur Kennung der Mobilstation erfolgen.The message can advantageously the identifier by the mobile station by the above already described second step of a first access of the mobile station on the mobile radio system. As mentioned, this second step provides that the base station of the Mobile station assigns a RACH resource, on which the mobile station then further for the Establishes connection required information to the base station. To this Information matters previously also the identifier of the mobile station. In addition, on the assigned RACH resource from the mobile station has the same access sequence transmitted to the base station with the information mentioned, so that a clear assignment of the access sequence used for identifying the mobile station is possible. To this In this way, the results of the direction determination can be clearly assigned to identify the mobile station.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der Basisstation eine Funkzelle zugeordnet, wobei unter Funkzelle der Funkbereich der Basisstation verstanden wird. Bei dieser Ausführungsform wird die für die Richtungsbestimmung verwendete Zugriffssequenz zumindest in der Funkzelle der Basisstation ausschließlich für die Durchführung von Richtungsbestimmungen reserviert, so dass eine Verwendung dieser Zugriffssequenz zur Signalisierung eines Verbindungswunsches in dieser Funkzelle unterbleibt. Dies ermöglicht eine vorteilhafte Unterscheidung derjenigen Zugriffssequenzen, die in der Funkzelle tatsächlich für die Signalisierung eines Verbindungswunsches verwendet werden (wie vom Mobilfunkstandard vorgesehen) von denjenigen Zugriffssequenzen, die für die Richtungsbestimmung verwendet werden. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass die Richtungsbestimmung durchgeführt wird, ohne dass ein Verbindungswunsch signalisiert wird, beispielsweise während bereits eine Verbindung für die betreffende Mobilstation aufgebaut worden ist. Die Reservierung der Zugriffssequenz für die ausschließliche Durchführung der Richtungsbestimmung kann dabei nur für eine bestimmte Zeitdauer vorgesehen werden, so dass zu unterschiedlichen Zeitpunkten unterschiedliche der Zugriffssequenzen für diesen Zweck reserviert werden. Die übrigen Zugriffssequenzen stehen dann jeweils für die Signalisierung von Verbindungswünschen von Mobilstationen zur Verfügung.According to a second embodiment of the invention, a radio cell is assigned to the base station, radio cell being understood to mean the radio area of the base station. In this embodiment, the access sequence used for the direction determination is reserved, at least in the radio cell of the base station, exclusively for carrying out direction determinations, so that this access sequence is not used to signal a connection request in this radio cell. This enables an advantageous differentiation of those access sequences that are actually used in the radio cell for signaling a connection request (as provided by the mobile radio standard) from those access sequences that are used for the direction determination. In particular, this enables the direction to be determined without a connection request being signaled, for example while a connection has already been set up for the mobile station in question. The reservation of the access sequence for the exclusive execution of the direction determination can only be provided for a certain period of time, so that different access sequences at different times be reserved for this purpose. The remaining access sequences are then available for signaling connection requests from mobile stations.

Nach einer Weiterbildung dieser Ausführungsform der Erfindung weist die Basisstation der Mobilstation die zum Zwecke der Richtungsbestimmung verwendete Zugriffssequenz zu. Dies erfolgt vor der Aussendung der Zugriffssequenz durch die Mobilstation und setzt voraus, dass die Basisstation bereits die Kennung der Mobilstation kennt. Dann kann die Basisstation gezielt über die Kennung der Mobilstation letzterer mittei len, welche Zugriffssequenz sie zum Zwecke der Richtungsbestimmung aussenden soll.After a further development of this embodiment of the invention, the base station of the mobile station has the purpose access sequence used to determine the direction. This is done before the transmission of the access sequence by the mobile station and sets ahead that the base station already has the identifier of the mobile station knows. Then the base station can use the identifier of the mobile station the latter communicate which access sequence they send out for the purpose of determining the direction should.

Nach einer Weiterbildung weist die Basisstation der Mobilstation auch einen Zeitpunkt für die Aussendungen dieser Zugriffssequenz zu. Dies ermöglicht vorteilhafterweise, dass dieselbe Zugriffssequenz gleichzeitig mehreren Mobilstationen für die Durchführung der Richtungsbestimmungen zugewiesen wird. Eine Zuordnung der Ergebnisse der anhand dieser Zugriffssequenz durchgeführten Richtungsbestimmungen ist dann in einfacher Weise unter Berücksichtigung des jeweiligen Empfangszeitpunkts der Zugriffssequenz in der Basisstation möglich. Durch die Zuweisung unterschiedlicher Zeitpunkte für die Aussendung derselben Zugriffssequenz durch mehrere Zugriffsstationen ergeben sich nämlich automatisch unterschiedliche Empfangszeitpunkte bei der Basisstation, so dass die Zuordnung der Ergebnisse der Richtungsbestimmungen über die Empfangszeitpunkte zu den Kennungen der Mobilstationen möglich ist.After further training, the Base station of the mobile station also a time for the transmissions this access sequence. This advantageously enables that the same access sequence to multiple mobile stations at the same time for carrying out the Directional provisions are assigned. An assignment of the results the directional determinations carried out on the basis of this access sequence is then in a simple manner taking into account the respective The access sequence can be received in the base station. By the allocation of different times for sending the same Access sequence through multiple access stations is automatically created different reception times at the base station, so that the assignment of the results of the directional determinations via the Receiving times for the identifiers of the mobile stations is possible.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung weist die Basisstation der Mobilstation eine Sendeleistung für die Aus- sendung der für die Durchführung der Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz zu. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die von der Mobilstation ausgesendete Zugriffssequenz mit ausreichend hoher Empfangsleistung bei der Basisstation eintrifft.After further training According to the invention, the base station of the mobile station has a transmission power for the Sending out for the implementation access sequence used to determine the direction. To this This way it can be ensured that the from the mobile station transmitted access sequence with sufficiently high reception power arrives at the base station.

Das erfindungsgemäße Mobilfunksystem sowie die erfindungsgemäße Einrichtung zur Richtungsbestimmung der Position einer Mobilstation in einem Mobilfunksystem sind so ausgebildet, dass sie das erfindungsgemäße Verfahren durchführen können und weisen die hierfür erforderlichen Einrichtungen auf.The mobile radio system according to the invention and the device according to the invention for determining the direction of the position of a mobile station in one Mobile radio systems are designed so that they use the method according to the invention carry out can and assign them for this necessary facilities.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below of exemplary embodiments illustrated in the figures. It demonstrate:

1 den Ausschnitt eines Mobilfunksystems, 1 the section of a mobile radio system,

2 eine Basisstation des Mobilfunksystems aus 1 und 2 a base station of the mobile radio system 1 and

3 den Inhalt eines Speichers der Basisstation aus 2. 3 the content of a memory of the base station 2 ,

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem UMTS-TDD-Mobilfunksystem SYS. Die Erfindung ist selbstverständlich auch auf andere Mobilfunksysteme anwendbar. 1 zeigt lediglich eine Funkzelle C des Mobilfunksystems SYS. Die Funkzelle C gehört zu einer Basisstation BS. In der Funkzelle C befinden sich eine Mobilstation MS sowie eine weitere Mobilstation MS1. In der 1 in Klammern eingetragene Bezugszeichen bezeichnen optionale Signale. Im Folgenden wird auf ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung eingegangen, bei dem diese optionalen Signale nicht übertragen werden. 1 shows a section of a UMTS-TDD mobile radio system SYS. The invention can of course also be applied to other mobile radio systems. 1 only shows a radio cell C of the mobile radio system SYS. The radio cell C belongs to a base station BS. A mobile station MS and a further mobile station MS1 are located in the radio cell C. In the 1 Reference signs in brackets denote optional signals. A first exemplary embodiment of the invention is discussed below, in which these optional signals are not transmitted.

Wie eingangs erwähnt, sieht der UMTS-TDD-Standard pro Funkzelle C acht unterschiedliche Zugriffssequenzen für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch Mobilstationen an Basisstationen vor. Die Mobilstation MS in 1 überträgt eine dieser Zugriffssequenzen S zur Signalisierung eines Verbindungswunsches an die Basisstation BS. Die Basisstation BS ist mit einer gerichteten Antenne A ausgerüstet, die durch ein Antennenfeld realisiert ist. Mittels der gerichteten Antenne A ist die Basisstation BS in der Lage, eine Richtungsbestimmung der Position der Mobilstation MS relativ zu der Basisstation BS durchzuführen, indem sie die Einfallsrichtung der Zugriffssequenz S ermittelt. Die Richtungsbestimmung eines empfangenen Signals mittels einer gerichteten Antenne ist dem Fachmann bekannt und wird hier nicht weiter erläutert. Jede der Mobilstationen MS, MS1 übermittelt im Falle eines Verbindungswunsches eine der Zugriffssequenzen an die Basisstation BS. Die Basisstation broadcasted dazu alle acht in ihrer Zelle C zu verwendenden Zugriffssequenzen und die Mobilstationen wählen sich hiervon eine zufällig aus. Die Mo bilstation MS überträgt die Zugriffssequenz S und die weitere Mobilstation MS1 eine weitere Zugriffssequenz S1 zur Basisstation BS. Die Basisstation BS führt die oben erwähnte Richtungsbestimmung für jede der empfangenen Zugriffssequenzen S, S1 durch. Außerdem weist sie in weiteren Verfahrensschritten jeder Mobilstation MS, MS1 Übertragungsressourcen für die gewünschte Verbindung zu.As mentioned at the beginning, the UMTS-TDD standard provides eight different access sequences per radio cell C for signaling a connection request by mobile stations at base stations. The mobile station MS in 1 transmits one of these access sequences S to signal a connection request to the base station BS. The base station BS is equipped with a directional antenna A, which is implemented by an antenna field. The directional antenna A enables the base station BS to determine the direction of the position of the mobile station MS relative to the base station BS by determining the direction of incidence of the access sequence S. The determination of the direction of a received signal by means of a directional antenna is known to the person skilled in the art and is not further explained here. In the event of a connection request, each of the mobile stations MS, MS1 transmits one of the access sequences to the base station BS. For this purpose, the base station broadcasts all eight access sequences to be used in its cell C and the mobile stations select one of them at random. The mobile station MS transmits the access sequence S and the further mobile station MS1 a further access sequence S1 to the base station BS. The base station BS carries out the above-mentioned direction determination for each of the received access sequences S, S1. In addition, it assigns transmission resources for the desired connection to each mobile station MS, MS1.

2 zeigt die Basisstation BS aus 1. Dargestellt sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Komponenten. Die Basisstation BS weist eine Sende- und Empfangseinheit TRx auf, die mit der gerichteten Antenne A verbunden ist. Die Sende- und Empfangseinheit TRx ist mit einer Signalverarbeitungseinheit SIG verbunden, die zur Verarbeitung der über die Antenne A empfangenen Signale und der über die Antenne A zu übertragenen Signale dient. Weiterhin weist die Basisstation BS eine Einrichtung R zur Durchführung der oben erwähnten Richtungsbestimmung auf. Diese wertet die über die Antenne A empfangene Zugriffssequenz S, S1 aus und ermittelt die Richtung, aus der die Zugriffssequenz an der Antenne A eintrifft. Ein entsprechendes Ergebnis E, E1 der Richtungsbestimmung wird in einem Speicher M der Basisstation BS, getrennt für jede empfangene Zugriffssequenz, gespeichert. 2 shows the base station BS 1 , Only the components essential for understanding the invention are shown. The base station BS has a transmitting and receiving unit TRx, which is connected to the directional antenna A. The transmitting and receiving unit TRx is connected to a signal processing unit SIG, which is used to process the signals received via antenna A and the signals to be transmitted via antenna A. Furthermore, the base station BS has a device R for carrying out the above-mentioned direction determination. This evaluates the access sequence S, S1 received via antenna A and determines the direction from which the access sequence arrives at antenna A. A corresponding result E, E1 of the direction determination is in ei nem memory M of the base station BS, stored separately for each access sequence received.

In 3 ist auszugsweise der Inhalt des Speichers M aus 2 in tabellarischer Form dargestellt. Der Speicher M weist dabei spaltenweise Einträge für jede der sich in der Funkzelle C befindenden Mobilstationen MS, MS1 auf. Die Tabelle in 3 zeigt den Inhalt des Speichers M zu zwei unterschiedlichen Zeitpunkten t1, t2. Zum ersten Zeitpunkt t1 wurden durch die Basisstation BS bereits die beiden Zugriffssequenzen S, S1 von beiden Mobilstationen MS, MSl aus 1 empfangen und jeweils eine Richtungsbestimmung durchgeführt. Im Speicher wird daraufhin sowohl die Zugriffssequenz S, als auch (in Zuordnung zu dieser Zugriffssequenz) das entsprechende Ergebnis E, E1 gespeichert. Anschließend weist die Basisstation BS jeder Mobilstation MS, MS1, die einen Signali sierungswunsch durch Aussendung der Zugriffssequenz signalisiert hat, wie nach dem UMTS-TDD-Standard vorgesehen, über eine Nachricht FP, FP1 (vergleiche 1) eine RACH-Ressource für einen zweiten Schritt des ersten Zugriffs der Mobilstation auf das Mobilfunksystem zu. In diesem zweiten Schritt übermittelt jede Mobilstation MS, MS1 eine Kennung K, K1 an die Basisstation BS, die die jeweilige Mobilstation MS, MSl eindeutig identifiziert (vergleiche 1). Da gemäß dem hier betrachteten Standard die Basisstation der Mobilstation für die Durchführung des genannten zweiten Schrittes eine bestimmte RACH-Ressource zuweist, kann die Basisstation die Kennung K, K1 eindeutig der zuvor von der betreffenden Mobilstation MS, MS1 ausgesandten Zugriffssequenz S, S1 zuordnen. Gemäß 3 wird anschließend im Speicher M der Basisstation BS zum zweiten Zeitpunkt t2 die entsprechende Kennung K, K1 der jeweiligen Mobilstation MS, MS1 in Zuordnung zu den Ergebnissen E, E1 der Richtungsbestimmung gespeichert. Die Zuordnung erfolgt hierbei über die sowohl im ersten als auch im zweiten Schritt des ersten Zugriffes der Mobilstationen auf das Mobilfunksystem verwendete Zugriffssequenz S, S1.In 3 is the extract of the contents of the memory M. 2 shown in tabular form. The memory M has column-wise entries for each of the mobile stations MS, MS1 located in the radio cell C. The table in 3 shows the content of the memory M at two different times t1, t2. At the first point in time t1, the two access sequences S, S1 from the two mobile stations MS, MS1 were already started by the base station BS 1 received and each carried out a direction determination. The access sequence S and the corresponding result E, E1 (in association with this access sequence) are then stored in the memory. The base station BS then has each mobile station MS, MS1 which has signaled a signaling request by sending the access sequence, as provided for in the UMTS-TDD standard, via a message FP, FP1 (compare 1 ) a RACH resource for a second step of the first access of the mobile station to the mobile radio system. In this second step, each mobile station MS, MS1 transmits an identifier K, K1 to the base station BS, which uniquely identifies the respective mobile station MS, MS1 (compare 1 ). Since, in accordance with the standard considered here, the base station assigns a specific RACH resource to the mobile station for carrying out said second step, the base station can uniquely assign the identifier K, K1 to the access sequence S, S1 previously transmitted by the relevant mobile station MS, MS1. According to 3 the corresponding identifier K, K1 of the respective mobile station MS, MS1 is then stored in the memory M of the base station BS at the second time t2 in association with the results E, E1 of the direction determination. The assignment takes place via the access sequence S, S1 used both in the first and in the second step of the first access of the mobile stations to the mobile radio system.

Selbstverständlich kann die Einrichtung R zur Richtungsbestimmung sowie der Speicher M aus 2 statt in der Basisstation BS in ausserhalb der Basisstation BS angeordneten Einheiten enthalten sein, beispielsweise einer mit mehreren Basisstationen des Mobilfunksystems verbundenen zentralen Einheit wie einem Basisstationscontroller.Of course, the device R for determining the direction and the memory M can 2 instead of being contained in the base station BS in units arranged outside the base station BS, for example a central unit connected to a plurality of base stations of the mobile radio system, such as a base station controller.

Beim ersten Ausführungsbeispiel führt die Basisstation BS eine Richtungsbestimmung für jede im ersten Schritt eines ersten Zugriffs einer Mobilstation MS, MSl auf das Mobilfunksystem SYS übermittelten Zugriffssequenz durch.In the first embodiment, the base station guides BS a direction for each in the first step of a first access by a mobile station MS, MSl access sequence transmitted to the mobile radio system SYS by.

Im Folgenden wird ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Hierzu wird auf die in 1 in Klammern eingetragenen Bezugszeichen Bezug genommen. Bei diesem Ausführungsbeispiel stehen in der Funkzelle C nicht alle acht vom UMTS-TDD-Mobilfunkstandard für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch Mobilstationen an Basisstationen vorgesehenen Zugriffssequenzen zu diesem Zweck auch tatsächlich zur Verfügung. Stattdessen sind die beiden für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenzen S, S1 in 1 bei diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich für die Durchführung der Richtungsbestimmung reserviert und können daher nicht für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch eine der Mobilstationen verwendet werden. Dabei ist es möglich, dass in anderen Funkzellen C des Mobilfunksystems zwar dieselben Zugriffssequenzen zur Verfügung stehen, jedoch nicht die gleichen dieser Zugriffssequenzen für die Durchführung der Richtungsbestimmung reserviert werden müssen, wie für die hier betrachtete Funkzelle C.A second exemplary embodiment of the invention is explained below. For this purpose, the in 1 Reference numbers in parentheses referenced. In this exemplary embodiment, not all eight access sequences provided by the UMTS-TDD mobile radio standard for signaling a connection request by mobile stations at base stations are actually available in radio cell C for this purpose. Instead, the two access sequences S, S1 used for the direction determination are in 1 In this embodiment, reserved exclusively for carrying out the direction determination and can therefore not be used for signaling a connection request by one of the mobile stations. It is possible that the same access sequences are available in other radio cells C of the mobile radio system, but the same access sequences need not be reserved for carrying out the direction determination as for the radio cell C considered here.

Die Basisstation BS weist bei diesem Ausführungsbeispiel jeder Mobilstation MS, MS1, für die eine Richtungsbestimmung durchgeführt werden soll, eine der reservierten Zugriffssequenzen S, S1 zu. Ausserdem weist die Basisstation BS jeder Mobilstation MS, MS1 neben der genannten Zugriffssequenz S, S1 eine Sendeleistung P, P1, mit der die Mobilstation anschließend die Zugriffssequenz S, S1 aussenden soll, sowie einen Zeitpunkt t, t1 zu, zu dem die Mobilstation MS, MS1 die jeweilige Zugriffssequenz S, S1 aussenden soll. Die Basisstation BS führt dann anhand der den Mobilstationen MS, MS1 zugewiesenen und von diesen anschließend zur Basisstation BS übertragenen Zugriffssequenzen S, S1 die oben beschriebene Richtungsbestimmung durch.The base station BS points at this embodiment each mobile station MS, MS1, for which direction is to be determined, one of the reserved ones Access sequences S, S1 too. In addition, the base station BS each mobile station MS, MS1 in addition to said access sequence S, S1 a transmission power P, P1, with which the mobile station then the Access sequence S, S1 should transmit, as well as a time t, t1 to which the mobile station MS, MS1 has the respective access sequence S, S1 should send out. The base station BS then uses the mobile stations MS, MS1 assigned and then transmitted by these to the base station BS Access sequences S, S1 the direction determination described above by.

Für die Zuweisung der Zugriffssequenz S, S1 an die Mobilstationen MS, MS1 beim zweiten Ausführungsbeispiel ist es erforderlich, dass der Basisstation zuvor bereits die Kennung K, K1 der jeweiligen Mobilstation bekannt ist. Diese Kenntnis erlangt die Basisstation BS durch das oben anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläuterte zweistufige Verfahren des ersten Zugriffs gemäß dem UMTS-TDD-Standard. Gemäß 1 erfolgt beim zweiten Ausführungsbeispiel die Richtungsbestim mung, während bereits eine Verbindung V, V1 in Form eines Verkehrskanals zur Übertragung von Nutzinformationen zwischen der Mobilstation MS, MS1 und der Basisstation B5 aufgebaut worden ist.For the assignment of the access sequence S, S1 to the mobile stations MS, MS1 in the second exemplary embodiment, it is necessary for the base station to know the identifier K, K1 of the respective mobile station beforehand. The base station BS obtains this knowledge through the two-stage first access method explained above with reference to the first exemplary embodiment in accordance with the UMTS-TDD standard. According to 1 In the second exemplary embodiment, the direction is determined while a connection V, V1 in the form of a traffic channel for the transmission of useful information has already been set up between the mobile station MS, MS1 and the base station B5.

Selbstverständlich sind auch Kombinationen des ersten mit dem zweiten Ausführungsbeispiel möglich. So kann die zeitlich erste Richtungsbestimmung bereits zeitgleich mit der Signalisierung des Verbindungswunsches erfolgen (entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel) und danach (bei bestehender Verbindung) die Richtungsbestimmung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aktualisiert werden.Combinations of the first possible with the second embodiment. So can already determine the first direction at the same time as the connection request is signaled (accordingly the first embodiment) and then (with an existing connection) the direction determination according to the second embodiment be updated.

Statt dem Zeitpunkt T, T1 für die Aussendung der Zugriffssequenz S kann die Basisstation BS der Mobilstation MS, MS1 auch mitteilen, dass sie die Zugriffssequenz S, S1 mehrfach, beispielsweise periodisch aussenden soll, so dass die Richtungsbestimmung jeweils aktualisiert werden kann.Instead of the time T, T1 for sending the Access sequence S can base station BS of mobile station MS, MS1 also announce that they access sequence S, S1 multiple times, for example, should send out periodically, so that the direction determination can be updated in each case.

Alternativ zur Mitteilung der Sendeleistung P, P1 für die Aussendung der Zugriffssequenzen S, S1 beim zweiten Ausführungsbeispiel oder zusätzlich zu dieser kann auch vorgesehen sein, dass bei einem fehlgeschlagenen Übertragungsversuch der Zugriffssequenz S, S1 durch die Mobilstation MS, MS1 die Mobilstation die Sendeleistung für einen erneuten Übertragungsversuch jeweils schrittweise erhöht. Über den der Mobilstation MS zugewiesenen Zeitpunkt T für die Aussendung der Zugriffssequenz S ist es der Basisstation BS möglich, die empfangene Zugriffssequenz S eindeutig der Mobilstation MS zuzuordnen, ohne dass die Mobilstation zeitgleich mit der Zugriffssequenz auch ihre Kennung K übermitteln muss. Die Basisstation BS weiß nämlich, welcher Mobilstation MS, MS1 sie welche Zugriffssequenz S für die Aussendung zu welchem Zeitpunkt T, T1 zugewiesen hat. Über den Empfangszeitpunkt in der Basisstation BS kann sie daher ohne Schwierigkeiten feststellen, von welcher Mobilstation MS, MSl die jeweils empfangene Zugriffssequenz S, S1 stammt.As an alternative to notifying the transmission power P, P1 for the transmission of the access sequences S, S1 in the second embodiment or additionally it can also be provided that in the event of a failed transmission attempt the access sequence S, S1 by the mobile station MS, MS1 the mobile station the transmission power for retransmission gradually increased. On the time T assigned to the mobile station MS for the transmission of the access sequence S it is possible for the base station BS clearly assign the received access sequence S to the mobile station MS, without the mobile station also synchronizing with the access sequence must transmit their identifier K. The base station BS knows which mobile station MS, MS1 which access sequence S for which transmission Has assigned time T, T1. about the time of reception in the base station BS can therefore be without Difficulties determining which mobile station MS, MSl the each received access sequence S, S1 originates.

Claims (10)

Verfahren zur Richtungsbestimmung der Position einer Mobilstation (MS) relativ zu einer Basisstation (BS) in einem nach einem Mobilfunkstandard arbeitenden Mobilfunksystem (SYS), bei dem – mehrere Zugriffssequenzen (S) vom Mobilfunkstandard für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch Mobilstationen an Basisstationen vorgesehen sind, – die Mobilstation (MS) eine der Zugriffssequenzen (S) zur Basisstation (BS) überträgt – und die Richtungsbestimmung anhand der von der Basisstation (BS) empfangenen Zugriffssequenz (S) durchgeführt wird.Method for determining the direction of the position of a mobile station (MS) relative to a base station (BS) in a according to a mobile radio standard working mobile radio system (SYS), in which - multiple access sequences (S) from the cellular standard for the signaling of a connection request by mobile stations are provided at base stations, - The mobile station (MS) one which transmits access sequences (S) to the base station (BS) - and the direction determination based on the access sequence received from the base station (BS) (S) performed becomes. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die von der Mobilstation (MS) ausgesendete Zugriffssequenz (S) sowohl für die Durchführung der Richtungsbestimmung als auch für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch die Mobilstation (MS) verwendet wird.The method of claim 1, wherein the from the mobile station (MS) sent access sequence (S) both for the implementation of the Direction determination as well for the signaling of a connection request by the mobile station (MS) is used. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem – ein Ergebnis (E) der von der Basisstation (BS) durchgeführten Richtungsbestimmung und eine Zuordnung dieses Ergebnisses (E) zur für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz (S) gespeichert wird, – die Mobilstation (MS) zu einem späteren Zeitpunkt (t2) der Basisstation (BS) eine Kennung (K) mitteilt, die sie eindeutig identifiziert, – eine Zuordnung der Kennung (K) der Mobilstation (MS) zur für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz (S) erfolgt – und eine Zuordnung des gespeicherten Ergebnisses (E) über die für die Richtungsbestimmung verwendeten Zugriffssequenz (S) zur Kennung (K) der Mobilstation (MS) erfolgt.The method of claim 2, wherein - a result (E) of that of the base station (BS) Direction determination and an assignment of this result (E) to for the Direction determination used access sequence (S) saved becomes, - the Mobile station (MS) to a later Time (t2) of the base station (BS) communicates an identifier (K) that clearly identified them - an assignment of the identifier (K) of the mobile station (MS) for for the access sequence used (S) is used to determine the direction - and a Assignment of the saved result (E) via the one used for the direction determination Access sequence (S) to the identifier (K) of the mobile station (MS) takes place. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem – der Basisstation (BS) eine Funkzelle (C) zugeordnet ist, – und die für die Richtungsbestimmung verwendete Zugriffssequenz (S) zumindest in der Funkzelle (C) ausschließlich für die Durchführung von Richtungsbestimmungen reserviert wird, so dass eine Verwendung dieser Zugriffssequenz (S) zur Signalisierung eines Verbindungswunsches in dieser Funkzelle (C) unterbleibt.The method of claim 1, wherein - The base station (BS) one Radio cell (C) is assigned, - And the access sequence used for determining the direction (S) at least in the radio cell (C) exclusively for the implementation of Directional provisions are reserved, so use of this Access sequence (S) for signaling a connection request is omitted in this radio cell (C). Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Basisstation (BS) der Mobilstation (MS) die zum Zwecke der Richtungsbestimmung verwendete Zugriffssequenz (S) zuweist.Method according to Claim 4, in which the base station (BS) is the Mobile station (MS) used for the purpose of determining the direction Assigns access sequence (S). Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Basisstation (BS) der Mobilstation (MS) einen Zeitpunkt (T) für die Aussendung der Zugriffssequenz (S) für die Durchführung der Richtungsbestimmung zuweist.A method according to claim 5, wherein the base station (BS) of the Mobile station (MS) a time (T) for the transmission of the access sequence (S) for the implementation assigns the direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem die Basisstation (BS) der Mobilstation (MS) eine Sendeleistung (P) für die Aussendung der Zugriffssequenz (S) für die Durchführung der Richtungsbestimmung zuweist.Method according to one of claims 5 or 6, wherein the base station (BS) of the mobile station (MS) a transmission power (P) for transmission the access sequence (S) for the implementation assigns the direction. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem die Aussendung der Zugriffssequenz (S) und die anhand dieser durchgeführte Richtungsbestimmung während einer bestehenden Verbindung (V) zur Mobilstation (MS) erfolgt.Method according to one of the claims 4 to 7 , in which the transmission of the access sequence (S) and the direction determination carried out on the basis of this takes place during an existing connection (V) to the mobile station (MS). Mobilfunksystem (SYS), – mit wenigstens einer Mobilstation (MS) und einer Basisstation (BS), – das nach einem Mobilfunkstandard arbeitet, der mehrere Zugriffssequenzen für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch Mobilstationen an Basisstationen vorsieht, – dessen Mobilstation (MS) eine der Zugriffssequenzen zur Basisstation (BS) überträgt – und mit einer Einrichtung (R) zur Richtungsbestimmung der Position der Mobilstation (MS) relativ zur Basisstation (BS) anhand der von der Basisstation empfangenen Zugriffssequenz (S).Mobile radio system (SYS), - with at least one mobile station (MS) and a base station (BS), - That according to a cellular standard works that have multiple access sequences for signaling one Provides connection requests by mobile stations at base stations, - whose Mobile station (MS) transmits one of the access sequences to the base station (BS) - and with a device (R) for determining the direction of the position of the mobile station (MS) relative to the base station (BS) based on the received from the base station Access sequence (S). Einrichtung (R) zur Richtungsbestimmung der Position einer Mobilstation (MS) relativ zu einer Basisstation (BS) in einem Mobilfunksystem (SYS), das nach einem Mobilfunkstandard arbeitet, der mehrere Zugriffssequenzen für die Signalisierung eines Verbindungswunsches durch Mobilstationen an Basisstationen vorsieht, die die Richtungsbestimmung anhand einer der von der Mobilstation (MS) ausgesendeten und von der Basisstation (BS) empfangenen Zugriffssequenzen (S) durchführt.Device (R) for determining the direction of the position of a mobile station (MS) relative to a base station (BS) in a mobile radio system (SYS), which works according to a mobile radio standard that has multiple access sequences for the Signaling of a connection request by mobile stations at base stations provides the direction determination based on one of the from the mobile station (MS) transmitted and received from the base station (BS) access sequences (S) performs.
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