DE10315908B4 - Falsification of positional data - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Falsifizierung einer Bestimmung einer Position einer mobilen Sende-/Empfangsstation (MS), bei dem die Position durch Messung von Laufzeiten (Timing Advance, TA) elektromagnetischer Wellen zwischen der Sende-/Empfangsstation (MS) und Feststationen (BTS) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeiten (TA) durch ein Laufzeitglied zwischen Senderausgang und Antenne der Sende-/Empfangsstation jeweils um eine Verzögerungszeit verändert werden.method to falsify a determination of a position of a mobile Transmitting / receiving station (MS), where the position is measured by measuring transit times (timing Advance, TA) electromagnetic waves between the transmitting / receiving station (MS) and base stations (BTS) is determined, characterized in that the transit times (TA) by a delay element between transmitter output and antenna of the transmitting / receiving station in each case by a delay time changed become.

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Description

ZusammenfassungSummary

Die Erfindung offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung, die die Lokalisierung eines mobilen Funkgerätes (MS) auf der Basis der aus einem terrestrischen Funknetz gewonnenen Daten täuscht, ohne den Telekommunikationsverkehr der MS zu beeinflussen.The The invention discloses a method and an apparatus that the Localization of a mobile radio (MS) based on the data obtained from a terrestrial radio network is deceiving, without to influence the telecommunication traffic of the MS.

Stand der TechnikState of the art

Für die Lokalisierung einer MS, z. B. nach GSM- oder UMTS-Standard, sind Verfahren auf der Grundlage der terrestrischen Ausbreitungsbedingungen bekannt. Die Lokalisierung hat, abhängig vom Verfahren, von der Anzahl der benachbarten Feststationen (BTS) und den Ausbreitungsbedingungen (z. B. Reflexionen aus der Umbebung) unterschiedliche Genauigkeit (nach dem derzeitigen Stand der Technik < 50 m mit ca. 98% Wahrscheinlichkeit). Die z. Z. bekannten terrestrischen Lokalisierungsverfahren beruhen grundsätzlich auf der Auswertung der Laufzeiten (Timing Advance, TA) der Sendesignale zwischen der MS und den erreichbaren BTS.For the localization an MS, e.g. B. according to GSM or UMTS standard, are on the basis of terrestrial propagation conditions known. The localization has, depending from the procedure, from the number of neighboring base stations (BTS) and the propagation conditions (eg reflections from the surroundings) different accuracy (according to the current state of the art <50 m with approx. 98% Probability). The z. Z. are based on known terrestrial localization methods in principle on the evaluation of the transit times (timing advance, TA) of the transmission signals between the MS and the reachable BTS.

Ein Beispiel für die Ortung einer MS (4) mit drei Feststationen BTS1 (1), BTS2 (2), BTS3 (3) und den ermittelten Laufzeiten TA1, TA2, TA3 zeigt 1. Die Schnittpunkte der drei Kreise um die BTS mit den Radien rn = TAn·c (Lichtgeschwindigkeit c) ergeben den Standort der MS mit einer Unsicherheit in der Fläche (5). Die TA aus weiteren BTS können die Toleranz der Standortbestimmung reduzieren.An example of the location of an MS ( 4 ) with three fixed stations BTS 1 ( 1 ), BTS 2 ( 2 ), BTS 3 ( 3 ) and the determined durations TA 1 , TA 2 , TA 3 shows 1 , The points of intersection of the three circles around the BTS with the radii r n = TA n · c (speed of light c) give the location of the MS with an uncertainty in the area ( 5 ). The TA from other BTSs can reduce the tolerance of the location determination.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Die Lokalisierung einer MS kann, sofern das Gerät eingeschaltet ist und von mindestens drei BTS empfangen wird, ohne den Einfluss und die Einwilligung des Benutzers durchgeführt werden.The Localization of an MS, if the device is switched on and off at least three BTS is received, without the influence and consent performed by the user become.

Die Lokalisierbarkeit einer MS ist vom Benutzer aber nicht immer erwünscht.The localizability of an MS is of Users are not always welcome.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach Anspruch 1 bis 9 und eine Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 18 zur Verfügung zu stellen, die Lokalisierung einer MS (4) auf Grund der Informationen, die die benachbarten BTS über die MS (4) besitzen, zu täuschen. Die Vorrichtung kann als externes Gerät betrieben werden, wobei keine Eingriffe in die MS notwendig sind, oder in eine MS integriert werden.The object of the invention is to provide a method according to Claims 1 to 9 and a device according to Claims 10 to 18, the localization of an MS ( 4 ) based on the information that the neighboring BTS has about the MS ( 4 ) to deceive. The device can be operated as an external device, with no intervention in the MS necessary, or integrated into a MS.

Beschreibungdescription

Mit der vorliegenden Erfindung werden die TA von der MS (4) zu den umliegenden BTS falsifiziert.With the present invention, the TAs of the MS ( 4 ) falsified to the surrounding BTS.

Dies ist im einfachsten Fall mit einer festen Verzögerungsleitung (6) mit der Laufzeit τ zwischen dem Senderausgang der MS (4) und der Antenne (7) möglich (2). Die scheinbare TA zwischen der MS (4) und den BTS beträgt TAn + τ. Die Auswirkungen einer zusätzlichen Verzögerungszeit τ auf die Lokalisierung zeigt 3. Während in 1 ein recht kleiner Unsicherheitsbereich (5) der Standortbestimmung vorhanden ist, ergibt sich in 3 eine vielfach größere Fläche (8), in der die MS (4) sich aufhalten kann. Mit zunehmender Zeit τ wächst die Fläche der möglichen Positionen, d. h. die Unsicherheit der Lokalisierung nimmt zu. Erfindungsgemäß beträgt die Verzögerugszeit τ bis ca. 3 μs.This is in the simplest case with a fixed delay line ( 6 ) with the transit time τ between the transmitter output of the MS ( 4 ) and the antenna ( 7 ) possible ( 2 ). The apparent TA between the MS ( 4 ) and the BTS is TA n + τ. The effect of an additional delay time τ on the location shows 3 , While in 1 a fairly small uncertainty area ( 5 ) of the location determination, results in 3 a much larger area ( 8th ), in which the MS ( 4 ) can stay. As the time τ increases, the area of possible positions increases, ie the uncertainty of localization increases. According to the invention the delay time is τ to about 3 microseconds.

Diese simple Lösung, durch Verzögerung der TA um eine feste Zeit, kann nach den Ansprüchen 6 bis 9 und 15 bis 18 verbessert werden, da

  • – Verzögerungsleitungen verlustbehaftet sind. Es muß daher zur Gewährleistung der Empfindlichkeit der MS (4) ein zusätzlicher bidirektionaler Verstärker (9) nach 2 installiert werden.
  • – Verzögerungsleitungen im Vergleich zu handelsüblichen MS (Handys) voluminös und schwer sind. Diese Lösung wäre daher nur bei Geräten, die quasi-stationär, z. B. in Fahrzeugen, betrieben werden, praktikabel.
This simple solution, by delaying the TA by a fixed time, can be improved according to claims 6 to 9 and 15 to 18, since
  • - Delay lines are lossy. It must therefore be used to ensure the sensitivity of the MS ( 4 ) an additional bidirectional amplifier ( 9 ) to 2 be installed.
  • - Delay lines are bulky and heavy compared to commercial MS (cell phones). This solution would therefore only for devices that are quasi-stationary, z. B. in vehicles, operated, practicable.

Als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sind daher vorgesehen:

  • – Digitale Schaltkreise (10) zur Verzögerung und darin integrierte Verstärker (12)
  • – Variable, steuerbare Verzögerungszeiten τ.
As an advantageous embodiment of the invention are therefore provided:
  • - Digital circuits ( 10 ) for delay and integrated amplifiers ( 12 )
  • - Variable, controllable delay times τ.

Schaltkreise zur Verzögerung digitaler Signale sind im Prinzip als Schieberegister aufgebaut und seit langem Stand der Technik. Diese sind als kompakte Schaltkreise realisiert. Verluste können durch integrierte Verstärker kompensiert werden.circuits to delay digital signals are in principle constructed as a shift register and for a long time state of the art. These are called compact circuits realized. Losses can be through integrated amplifier be compensated.

Eine variierende Verzögerungsänderung τ (10) hat aus der Sicht einer BTS den Effekt, dass eine im Stillstand befindliche MS (4) sich scheinbar bewegt. Die Änderung der Länge Δl der Verzögerungsleitung in der Zeit Δt darf jedoch die Grenzen für die Anforderungen des Netzes (z. B. maximal Δl/Δt = 250 km/h nach GSM-Standard) nicht überschreiten, da mit zunehmender scheinbarer Geschwindigkeit die Übertragungsqualität abnimmt und schließlich, entsprechend des Ausbreitungsszenarios, die Verbindung abbricht.A varying delay change τ ( 10 ) has the effect, from a BTS perspective, that a MS ( 4 ) seems to be moving. However, the change in the length Δl of the delay line in the time Δt must not exceed the limits for the requirements of the network (eg maximum Δl / Δt = 250 km / h according to GSM standard), since the transmission quality decreases with increasing apparent speed and finally, according to the propagation scenario, the connection breaks off.

Mittels eines Mikrocomputers (11), der die digitale Verzögerungsleitung (10) einstellbar steuert (4), werden unterschiedliche scheinbare Bewegungsszenarien simuliert.By means of a microcomputer ( 11 ), the digital delay line ( 10 ) adjustable controls ( 4 ), different apparent motion scenarios are simulated.

Die simulierten Bewegungsprofile können fest abgespeichert oder frei programmierbar sein. Mögliche Szenarien für eine MS im Stillstand könnten sein:

  • – Langsame Hin- und Her-Bewegungen (Fußgänger-Simulation)
  • – Schnelle Bewegungen (Versenden einer SMS aus einem scheinbar schnell fahrenden Fahrzeug)
  • – Plötzliche Beschleunigungen (Simulation eines abbremsenden Fahrzeugs)
  • – zufällige, zeitliche Verzögerungszeiten (chaotisches Verhalten).
The simulated motion profiles can be permanently stored or freely programmable. Possible scenarios for a MS at standstill could be:
  • - slow back and forth movements (pedestrian simulation)
  • - Fast movements (sending an SMS from a seemingly fast moving vehicle)
  • - Sudden accelerations (simulation of a decelerating vehicle)
  • - random time delays (chaotic behavior).

Bei der Auswertung der TA der MS (4) ergeben sich mit der vorgeschlagenen Erfindung völlig diffuse Lokalisierungen und Bewegungsszenarien, so dass eine Positionsbestimmung der MS (4) in hohem Masse falsifiziert wird.In the evaluation of TA of MS ( 4 ) result with the proposed invention completely diffuse localizations and motion scenarios, so that a position determination of the MS ( 4 ) is falsified to a high degree.

Claims (15)

Verfahren zur Falsifizierung einer Bestimmung einer Position einer mobilen Sende-/Empfangsstation (MS), bei dem die Position durch Messung von Laufzeiten (Timing Advance, TA) elektromagnetischer Wellen zwischen der Sende-/Empfangsstation (MS) und Feststationen (BTS) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufzeiten (TA) durch ein Laufzeitglied zwischen Senderausgang und Antenne der Sende-/Empfangsstation jeweils um eine Verzögerungszeit verändert werden.Method for falsifying a determination of a position of a mobile transceiver station (MS), in which the position is determined by measuring electromagnetic waves (timing advance, TA) between the transceiver station (MS) and base stations (BTS), characterized in that the transit times (TA) are changed by a delay element between the transmitter output and the antenna of the transmitting / receiving station in each case by a delay time. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit des Laufzeitgliedes fest eingestellt ist.Method according to claim 1, characterized that the delay time of the delay element is fixed. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeit des Laufzeitgliedes veränderbar ist.Method according to claim 1, characterized that the delay time of the delay element changeable is. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass abgespeicherte Verzögerungszeiten (feste Szenarien) abgerufen werden können.Method according to one of claims 1 to 3, characterized that stored delay times (fixed scenarios) can be retrieved. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungszeiten eingegeben werden können (individuelle Szenarien).Method according to claim 1, characterized that delay times can be entered (individual scenarios). Verfahren nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeiten zufällig ablaufen (chaotisches Verhalten).Method according to claims 1 to 5, characterized that the delay times expire randomly (chaotic behavior). Vorrichtung zur Falsifizierung einer Bestimmung einer Position einer mobilen Sende-/Empfangsstation (MS), wobei die Position durch Messung von Laufzeiten (Timing Advance, TA) elektromagnetischer Wellen zwischen der Sende-/Empfangsstation (MS) und Feststationen (BTS) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laufzeitglied zwischen Senderausgang und Antenne der mobilen Sende-/Empfangsstation (MS) eingefügt ist.Device for falsifying a determination of a Position of a mobile transceiver station (MS), whereby the position is measured by measurement of transit times (timing advance, TA) electromagnetic waves between the transmitting / receiving station (MS) and fixed stations (BTS), characterized in that that a delay element between transmitter output and antenna of the mobile transceiver station (MS) inserted is. Vorrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass das Laufzeitglied fest eingestellt ist.Device according to claim characterized that the delay element is fixed. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Laufzeitglied zwischen dem Senderausgang und einer geräteexternen Antenne eingefügt ist.Device according to claim 7 or 8, characterized that the delay element between the transmitter output and a device external Antenna inserted is. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass Verluste des Laufzeitgliedes durch einen HF-Verstärker kompensiert sind.Device according to one of claims 7 to 9, characterized that losses of the delay element are compensated by an RF amplifier. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Laufzeitglied als digitaler Schaltkreis mit integriertem Verstärker in der Sende-/Empfangsstation untergebracht ist.Device according to claims 7 to 10, characterized that the delay element as a digital circuit with integrated amplifier is housed in the transmitting / receiving station. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass eine Verzögerungszeit des Laufzeitgliedes veränderbar ist.Device according to claims 7 to 11, characterized that a delay time of the delay element changeable is. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass abgespeicherte Verzögerungszeiten (feste Szenarien) abgerufen werden können.Device according to claims 7 to 12, characterized that stored delay times (fixed scenarios) can be retrieved. Vorrichtung nach Anspruch 7 bis 13 dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungszeiten eingegeben werden können (individuelle Szenarien).Device according to claims 7 to 13, characterized that delay times can be entered (individual scenarios). Vorrichtung nach Anspruch 13 dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeiten zufällig ablaufen (chaotisches Verhalten).Device according to claim 13, characterized that the delay times expire randomly (chaotic behavior).
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