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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung einer Teilnehmerstation
eines Funkkommunikationssystems sowie eine entsprechende Positionsbestimmungseinheit.
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Teilnehmerstationen
von Funkkommunikationssystemen können
sogenannte ortsabhängige Dienste
(Location Services LCS) verwenden. Ortsabhängige Dienste, beispielsweise
Routenplaner, sind Dienste, die die aktuelle Position der Teilnehmerstation
benötigen
und berücksichtigen.
Ortsabhängige Dienste
benötigen
somit Positionsbestimmungsverfahren, die eine möglichst genaue Positionsbestimmung
der Teilnehmerstation ermöglichen.
Positionsbestimmungsverfahren, beispielsweise satellitengestützte Verfahren
wie das GPS (Global Positioning System), werden auf der Funkschnittstelle
durch Software- und Hardwareerweiterungen des Funkkommunikationssystems
realisiert. In den Funkkommunikationssystemen oder auch in den Teilnehmerstationen
befinden sich Positionsbestimmungseinheiten, an die Positionsbestimmungswünsche, beispielsweise
von einem ortsabhängigen
Dienst gerichtet werden. Die Positionsbestimmungseinheiten lösen daraufhin
den Positionsbestimmungsvorgang aus und nehmen in Abhängigkeit
vom verwendeten Positionsbestimmungsverfahren Berechnungen vor, um
die Position der Teilnehmerstation zu bestimmen und beispielsweise
an den ortsabhängigen
Dienst zu übergeben.
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Bekannte
Positionsbestimmungsverfahren verwenden unterschiedliche durch Messungen
auf der Funkschnittstelle bestimmte Messwerte, um eine möglichst
große
Genauigkeit bei der Positionsbestimmung zu erreichen. Zu diesen
Messwerten zählen
beispielsweise Signallaufzeiten oder Empfangsfeldstärken. Weiterhin
können
unterschiedliche Positionsbestimmungsverfahren kombiniert werden,
um eine bessere Genauigkeit der bestimmten Position zu erreichen.
In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, dass die von den bekannten
Positionsbestimmungsverfahren realisierten Genauigkeiten der ermittelten Positionen
von Teilnehmerstationen nicht immer ausreichend sind.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Verfahren
zur Positionsbestimmung einer Teilnehmerstation eines Funkkommunikationssystems
sowie eine entsprechende Positionsbestimmungseinheit anzugeben,
die es ermöglichen,
eine verbesserte Genauigkeit bei der Positionsbestimmung der Teilnehmerstation
zu erreichen.
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Diese
Aufgabe wird mit dem Verfahren sowie der Positionsbestimmungseinheit
gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Positionsbestimmung einer Teilnehmerstation eines Funkkommunikationssystems,
wird beim Feststellen einer Position der Teilnehmerstation eine
Zusatzinformation über
die Art der Umgebung berücksichtigt, in
der sich die Teilnehmerstation befindet.
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Wird
mittels bekannter Positionsbestimmungsverfahren, beispielsweise
mittels OTDOA (Observed Time Difference Of Arri– val), UL-TDOA (Uplink – Time Difference
of Arrival), CITA (Cell ID – Timing
Advance), E-CITA (Enhanced-CITA), E-OTD (Enhanced – Observed
Time Difference) oder A-GPS (Assisted GPS) ein Bereich bestimmt,
in dem sich die Teilnehmerstation befindet, so kann durch die Berücksichtigung
der Zusatzinformation über
die Art der Umgebung, in der sich die Teilnehmerstation befindet,
die Position innerhalb des Bereiches, beispielsweise mittels einer
geografischen Karte, weiter eingeschränkt werden. Die Art der Umgebung,
in der sich die Teilnehmerstation befindet, ist dabei beispielsweise „Gebäude", „Berg", „Straße", „Wasser", „Auto", „Schiff" oder „Fußgänger".
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Als
Art der Umgebung wird vorteilhafterweise alternativ oder zusätzlich die
Art des Verkehrsweges verwendet, auf dem sich die Teilnehmerstation befindet.
Ein Fußgänger hält sich
beispielsweise meist in Gebäuden
oder auf Fußwegen
auf, ist jedoch auf einer Schnellstraße oder einer Autobahn nicht
anzutreffen. Ein Auto hingegen bewegt sich auf Straßen während ein
Schiff sich üblicherweise
auf Wasserwegen bewegt.
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Es
ist zweckmäßig, die
Zusatzinformation anhand von im Funkkommunikationssystem bekannten
Informationen zu ermitteln. So kann vorteilhafterweise die zeitliche
Abfolge von zwischen der Teilnehmerstation und dem Funkkommunikationssystem ausgetauschten
Signalen berücksichtigt
werden, um die Zusatzinformation, d.h. die Art der Umgebung zu ermitteln.
Beispielsweise kann das Hand-Over-Verhalten der Teilnehmerstation
dazu benutzt werden, um festzustellen, ob sich die Teilnehmerstation
in einem Auto befindet oder nicht. In einem Auto wird die Teilnehmerstation
ein anderes Hand-Over-Verhalten zeigen als beispielsweise in der
Hand eines Fußgängers, an
Bord eines Schiffes oder bei einer Verwendung in einer Gebirgslandschaft.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Position der Teilnehmerstation zur
Verwendung durch einen Dienst vorgesehen ist und die Zusatzinformation anhand
der Art des Dienstes ermittelt wird. Wird beispielsweise ein Tankstellensuchdienst
von der Teilnehmerstation angefordert, so wird angenommen, dass
sich die Teilnehmerstation in einem Auto befindet und somit auf
einer Straße
lokalisiert ist. Ist die Art des Dienstes ein Dienst, der beispielsweise
einen Taxistand oder einen U-Bahnhof
sucht, so wird davon ausgegangen, dass sich die Teilnehmerstation
bei einem Fußgänger befindet
und die Art der Umgebung wird somit auf Gebäude und/oder Fußwege eingeschränkt.
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Vorteilhafterweise
kann die Positionsbestimmung von einer Positionsbestimmungseinheit
der Teilnehmerstation oder einer Positionsbestimmungseinheit des
Funkkommunikationssystems durchgeführt werden.
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Die
erfindungsgemäße Positionsbestimmungseinheit
weist alle zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
benötigten
Merkmale auf. Insbesondere können
entsprechende Mittel zur Durchführung
der einzelnen Verfahrensschritte oder Verfahrensvarianten vorgesehen
sein.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Figur dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Bei
einer Teilnehmerstation handelt es sich beispielsweise um ein Mobiltelefon
oder auch um eine ortsbewegliche oder ortsfeste Vorrichtung zur Übertragung
von Bild- und/oder Tondaten, zum Fax-, Short Message Service SMS-
und/oder E-Mail-Versand
und/oder zum Internetzugang.
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Die
Erfindung kann vorteilhaft in beliebigen Funkkommunikationssystemen
verwendet werden. Unter Funkkommunikationssystemen sind Systeme zu
verstehen, in denen eine Datenübertragung
zwischen Stationen über
eine Funkschnittstelle erfolgt. Die Datenübertragung kann sowohl bidirektional
also auch unidirektional erfolgen. Funkkommunikationssysteme sind
insbesondere beliebige Mobilfunksysteme, beispielsweise nach dem
GSM- (Global System
For Mobile Communications) oder dem UMTS- (Universal Mobile Telecommunications
System) Standard. Auch zukünftige
Mobilfunksysteme, beispielsweise der vierten Generation sollen unter
Funkkommunikationssystemen verstanden werden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung am Beispiel eines Mobilfunksystems
nach dem UMTS-Standard beschrieben, ohne jedoch damit zum Ausdruck
bringen zu wollen, dass die Erfindung hierauf beschränkt sein
soll.
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In
der Figur ist schematisch eine Teilnehmerstation UE dargestellt.
Die Teilnehmerstation UE verfügt über eine
Sende- und Empfangseinheit SE, die zum Empfang und zum Senden von
Signalen SIG über
eine Funkschnittstelle dient. Die Sende- und Empfangseinheit SE
wird von einer Steuereinheit P gesteuert. Weiterhin ist mit der
Steuereinheit P eine Positionsbestimmungseinheit PE verbunden, mit
deren Hilfe die Teilnehmerstation UE ihre Position, beispielsweise
mittels A-GPS, selbst bestimmen kann. Die Teilnehmerstation UE sendet über die
Funkschnittstelle eine Dienstanforderung DA an eine Funkstation
Node B eines Funkkommunikationssystems. In diesem Ausführungsbeispiel
fordert die Teilnehmerstation UE beispielsweise mit der Dienstanforderung
DA einen Autopannenservice an. Selbstverständlich kann es sich bei der
Art des Dienstes, den die Teilnehmerstation UE mit der Dienstanforderung
DA an fordert, auch um andere Dienste handeln. Beispielsweise kann
die Teilnehmerstation UE auch einen Raststättensuchdienst oder einen Tankstellensuchdienst
mit der Dienstanforderung DA anfordern.
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Die
Funkstation Node B leitet die Dienstanforderung DA der Teilnehmerstation
UE über
einen Funkzugangskontroller RNC an ein Kernnetz CN weiter. Im Kernnetz
CN wird die Dienstanforderung DA von einer Datenverarbeitungseinrichtung
DV verarbeitet. Die Datenverarbeitungseinrichtung DV stellt in fest,
dass es sich bei dem angeforderten Dienst um einen Autopannenservice
handelt. Die Datenverarbeitungseinrichtung DV legt daher als Art
der Umgebung, in der sich die Teilnehmerstation UE befindet, den
Wert „Auto" als Zusatzinformation
ZU fest. Sie übermittelt
daraufhin eine Positionsanforderung PA über den Funkzugangskontroller
RNC an eine Positionsbestimmungseinheit SMLC des Funkkommunikationssystems.
In dieser Positionsanforderung PA ist die Identität ID der
Teilnehmerstation UE sowie die erforderliche Positionsgenauigkeit
ACC und die Zusatzinformation ZU über die Art der Umgebung U
enthalten.
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Die
Positionsbestimmungseinheit SMLC des Funkkommunikationssystems wählt aus
den ihr zur Verfügung
stehenden Positionsbestimmungsverfahren, beispielsweise basierend
auf der geforderten Positionierungsgenauigkeit ACC, ein Positionsbestimmungsverfahren
aus. Beispielsweise wählt
die Positionsbestimmungseinheit SMLC ein OTDOA-Verfahren zur Positionsbestimmung
der Teilnehmerstation UE aus. Nach der Positionsbestimmung mittels
des ausgewählten
Verfahrens verfeinert die Positionsbestimmungseinheit SMLC die von
ihr mit dem Verfahren bestimmte Position unter Verwendung der Zusatzinformation
ZU über
die Art der Umgebung der Teilnehmerstation UE. Dies geschieht beispielsweise
durch Vergleich mit einer digitalen geografischen Karte, so dass
in diesem Ausführungsbeispiel
die Position POS der Teilnehmerstation auf eine Straße eingeschränkt wird,
da die Zusatzinformation ZU über
die Art der Umgebung den Wert „Auto" hat und sich die
Teilnehmerstation UE somit auf einer Straße befinden muss.
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Die
von der Positionsbestimmungseinheit SMLC auf diese Weise mit einer
verbesserten Genauigkeit bestimmte Position POS wird über den Funkzugangskontroller
RNC an das Kernnetz CN und dort an die Datenverarbeitungseinheit
DV weitergeleitet. In der Datenverarbeitungseinheit DV wird der
von der Teilnehmerstation UE angeforderte Autopannendienst ausgeführt. Der
Autopannendienst verständigt
für die
Teilnehmerstation UE einen Autopannenservice, beispielsweise den
ADAC (Allgemeiner Deutscher Automobilclub), dem gleichzeitig automatisch
die aktuelle Position POS der Teilnehmerstation UE übermittelt
wird.
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Zu
einer Zusatzinformation ZU über
die Art der Umgebung, in die sich die Teilnehmerstation UE befindet,
deren Wert „Auto" ist, kann die Datenverarbeitungseinheit
DV beispielsweise auch dann kommen, wenn es sich bei dem von der
Teilnehmerstation UE angeforderten Dienst um einen Raststättensuchdienst
oder einen Tankstellensuchdienst, um eine Anforderung von aktuellen
Stauinformationen oder beispielsweise um einen Suchdienst für einen Park-
and Ride-Parkplatz handelt. Die Zusatzinformation ZU über die
Art der Umgebung lautet „Wasser", wenn es sich bei
dem angeforderten Dienst beispielsweise um einen Wassertankstellensuchdienst oder
um einen Seenotrettungs-Anforderungsdienst handelt. Die Zusatzinformation
ZU über
die Art der Umgebung lautet „Fußgänger", wenn beispielsweise ein
Dienst zur Übermittlung
eines Busfahrplans angefor dert wird oder ein Suchdienst für eine U-Bahn oder
einen Taxistand angefordert wird.
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Neben
der Ermittlung der Zusatzinformation ZU über die Art der Umgebung, in
der sich die Teilnehmerstation UE befindet, mittels der Art des
Dienstes, den die Teilnehmer station UE anfordert, kann die Zusatzinformation
ZU auch anhand der zeitlichen Abfolge von zwischen der Teilnehmerst
ation UE und dem Funkkommunikationssystem ausgetauschten Signalen
verwendet werden. Aus dem vor der Dienstanforderung DA im Funkkommunikationssystem
bekannten Hand-over-Verhalten, d.h. dem Wechsel zwischen Funkzellen
des Funkkommunikationssystems, kann festgelegt werden, ob es sich
bei der Art der Umgebung um „Auto", „Wasser" oder „Fußgänger" handelt.
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Weiterhin
besteht die Möglichkeit,
dass die Teilnehmerstation UE bei einer Verwendung in einer Freisprecheinrichtung
eines Autos bereits ohne eine Dienstanforderung ein Signal an das
Funkkommunikationssystem übermittelt,
das dem Funkkommunikationssystem anzeigt, dass die Teilnehmerstation UE
jetzt in einem Auto in einer Freisprecheinrichtung verwendet wird.
In diesem Fall verwendet die Datenverarbeitungsvorrichtung DV diese
Information bei jeder Dienstanforderung durch die Teilnehmerstation UE
und legt als Zusatzinformation ZU über die Art der Umgebung „Auto" fest, bis ihr durch
ein weiteres Signal von der Teilnehmerstation UE signalisiert wird, dass
sich die Teilnehmerstation UE nicht mehr in einer Freisprecheinrichtung
befindet.
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Selbstverständlich kann
die Datenverarbeitungseinrichtung DV anstelle der expliziten Übermittlung
der Werte „Auto", „Fußgänger", „Wasser" diese Werte auch
implizit in Form von Zahlenwerten oder Bitkombinationen an die Posititonsbestimmung seinheit
SMLC übermitteln.
Die Positionsbestimmungseinheit ordnet daraufhin den empfangenen
Zahlenwerten oder Bitkombinationen die jeweilige Art der Umgebung
selbst zu. Dies erfolgt beispielsweise mittels einer in der Positionsbestimmungseinheit
SMLC gespeicherten Tabelle.
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Weiterhin
kann die Datenverarbeitungseinrichtung DV auch die Art des Dienstes
als Zusatzinformation ZU implizit oder explizit an die Positionsbestimmungseinheit
SMLC signalisieren. Die Positionsbestimmungseinheit SMLC ermittelt
dann selbst anhand der Art des Dienstes die Art der Umgebung, in der
sich die Teilnehmerstation UE befindet.
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Der
von der Teilnehmerstation UE angeforderte Dienst kann selbstverständlich auch
in der Teilnehmerstation UE gespeichert sein, beispielsweise in
der Steuereinheit P, und somit in und von der Teilnehmerstation
UE selbst ausgeführt
werden. In diesem Fall übernimmt
die Steuereinheit P die zuvor beschriebene Funktionalität der Datenverarbeitungseinrichtung
DV, während
die Positionsbestimmungseinheit PE der Teilnehmerstation UE die
Funktion der Positionsbestimmungseinheit SMLC des Funkkommunikationssystems übernimmt.
Die Positionsbestimmungseinheit PE der Teilnehmerstation UE kann die
Position der Teilnehmerstation UE beispielsweise mittels A-GPS bestimmen
und die Zusatzinformation ZU über
die Art der Umgebung zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit verwenden,
wenn beispielsweise keine ausreichende Anzahl von Satellitensignalen von
der Teilnehmerstation UE empfangen werden kann.
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Selbstverständlich kann
die Funktionalität der
Datenverarbeitungseinheit auch in die Positionsbestimmungseinheit
SMLC integriert werden, so dass eine Signalisierung zwischen dem
Funkzugangs kontroller RNC und dem Kernnetz CN entfällt. In gleicher
Weise kann auch die Positionsbestimmungseinheit PE der Teilnehmerstation
UE selbstverständlich
die für
die erfindungsgemäße Positionsbestimmung
benötigten
Funktionalitäten
der Steuereinheit P übernehmen.
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Die
Erfindung kann auch dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn keine
Dienstanforderung DA von der Teilnehmerstation vorliegt. Dies ist
beispielsweise dann der Fall, wenn ein ortsabhängiger Dienst des Funkkommunikationssystems
eine Positionsbestimmung der Teilnehmerstation initiiert (z.B: ein Dienst
zur Überwachung
der Teilnehmerstation UE) oder wenn eine andere Teilnehmerstation
die Position der Teilnehmerstation UE benötigt. In diesen Fällen werden
vorzugsweise zwischen der Teilnehmerstation UE und dem Funkkommunikationssystem ausgetauschte
Signale SIG zur Bestimmung der Zusatzinformation ZU über die
Art der Umgebung der Teilnehmerstation UE verwendet.