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HINTERGRUND
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Die Erfindung betrifft mobile Funkkommunikationssysteme,
und insbesondere die Lokalisierung mobiler Endgeräte.
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Bei Systemen aus dem Stand der Technik sind
Basisstationen mit intelligenten Antennen ausgerüstet. Die gegenwärtig am
weitesten entwickelte intelligente Antenne ist eine adaptive Antenne,
die auch als adaptive Array-Antenne bezeichnet werden kann. Durch
adaptive Array-Antennen vereinfacht sich die Messung einer Einfallsrichtung
eines eingehenden Signals. Derartige Antennen ermöglichen auch
dem mit ihnen verbundenen Gerät
eine Steuerung der Signalsenderichtung, wodurch sich eine Leistungsoptimierung
für die
Signalübertragung
ergibt.
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Häufig
werden adaptive Array-Antennen zum Erhalt von Lokalisierungsinformation
bezüglich des
Standorts mobiler Endgeräte
eingesetzt. Eine Mehrwegeausbreitung zwischen einem mobilen Endgerät und einer
Basisstation führt
jedoch häufig
zu einer ungenauen Lokalisierung mobiler Endgeräte. Liegt eine Mehrwegeausbreitung
entweder am mobilen Endgerät
oder an der Basisstation oder an beiden vor, ist eine genaue Positionsbestimmung
von mobilen Endgeräten
häufig
schwierig, wenn nicht gar unmöglich.
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Es wäre daher wünschenswert, trotz vorhandener
Mehrwegeausbreitung eine genau Lokalisierung mobiler Endgeräte durchführen zu
können
und auch bei Nichtvorhandensein einer Mehrwegeausbreitung mobile
Endgeräte
genauer lokalisieren zu können.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die Erfindung ist ein Gerät zur Lokalisierung mobiler
Endgeräte
unter Verwendung von Winkelmessungen, die von benachbarten mobilen
Endgeräten
vorgenommen werden. Ein ausgewähltes
mobiles Endgerät
und mobile Endgeräte
in der Nähe
des ausgewählten
mobilen Endgeräts
werden selektiv instruiert, Daten bezüglich der Position des ausgewählten mobilen
Endgeräts
zu messen und zu melden. Die gemeldeten Daten werden dann zur Berechnung einer
Position des ausgewählten
mobilen Endgeräts verwendet.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)
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Es zeigen:
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1 ein
System zur Lokalisierung eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Verfahren zur Lokalisierung eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
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Bei der Beschreibung der vorliegenden
Erfindung wird von folgenden Annahmen ausgegangen. Mobile Endgeräte können mit
adaptiven Antennen versehen sein, wobei es aufgrund der typischen
Verwendung dieser Geräte
wahrscheinlich ist, dass sie in einer bekannten Ausrichtung in einer
Höhenebene arbeiten.
Die azimutale Ausrichtung des Arrays ist dem System nicht von vornherein
bekannt. Bei Eingang eines Signals, beispielsweise einer elektromagnetischen
Welle, aus einer bestimmen Richtung ist eine Messung der Einfallsrichtung
dieses Signals (bezüglich
der Achse des Antennenarrays) mit einer Genauigkeit von 360/n Grad
möglich,
wobei n die Anzahl der Elemente des Arrays darstellt.
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Des weiteren gibt es bei Implementierung der
vorliegenden Erfindung in einem TDD-System Zeitperioden, während denen
ein mobiles Endgerät gerade
nichts an die Basisstation sendet bzw. nichts von dieser empfängt. Diese
Zeitperioden stehen zur Messung der Signale von anderen mobilen
Endgeräten
zur Verfügung.
Handelt es sich bei dem Duplexverfahren um Zeitduplex, wird ferner
das selbe Frequenzband sowohl zur Kommunikation von der Basisstation
an die Mobilstation als auch zur Kommunikation von der Mobilstation
an die Basisstation verwendet.
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Es wird nunmehr auf 1 Bezug genommen. Bei typischen Funkkommunikationssystemen ist
die Kenntnis des Standorts mobiler Endgeräte wichtig. In 1 ist ein System 10 zur genauen
Lokalisierung mobiler Endgeräte
dargestellt. Eine darin gezeigte Mehrwegeausbreitung am mobilen
Endgerät
dient dabei lediglich dem Zweck der Beschreibung der Erfindung,
da die Erfindung genauso gut funktioniert, wenn eine Mehrwegeausbreitung
an der Basisstation oder sowohl am mobilen Endgerät als auch
an der Basisstation vorliegt. Entsprechend vermittelt die Erfindung
erhöhte
Genauigkeit bei der Lokalisierung mobiler Endgeräte, bei denen keine Mehrwegeausbreitung
vorliegt. Das System 10 umfasst eine Funknetzsteuereinheit 12,
mindestens eine Basisstation 16, sowie eine Vielzahl mobiler
Endgeräte 18, 20, 22, n.
Der Fachmann auf dem Gebiet wird verstehen, dass das System 10 je
nach Wunsch zusätzliche Komponenten
sowie eine beliebige Anzahl von Funknetzsteuereinheiten, Basisstationen
und mobilen Endgeräten
umfassen kann.
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Wie es in 1 gezeigt ist, möchte das System 10 den
Standort eines bestimmten mobilen Endgeräts, beispielsweise Endgerät 20 (d.h.
das mobile Ziel-Endgerät),
bestimmen. Das mobile Ziel-Endgerät 20 wird von einer
bekannten Basisstation bedient, zum Beispiel der Basisstation 16,
die mit adaptiven Antennenarrays ausgestattet sein kann oder auch nicht.
Die bekannte Basisstation 16 wird vom System 10 zum
Erfassen von Informationen bezüglich
der Position der mobilen Endgeräte 18, 20, 22,
n verwendet. Die erfassten Informationen werden vom System 10 zur
Berechnung des Standorts der mobilen Ziel-Endgeräte 18, 20, 22,
n verwendet. Wie es dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, werden
jedwede relevanten erfassten Informationen bezüglich des Standorts eines bestimmten
mobilen Endgeräts
zusammengetragen und zur Standortberechnung des mobilen Endgeräts verwendet.
Beispiele der von mobilen Endgeräten
erfassten Arten von Lokalisierungsinformation sind Einfallsrichtung,
Amplitude, Ausbreitungsverzögerung
und Sicherheitsgrad.
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Bei der in 1 gezeigten Situation kann das mobile
Ziel-Endgerät 20 jedoch
trotz Ausstattung mit einer adaptiven Antenne keine genaue Meldung einer
Einfallsrichtung machen, und zwar aufgrund einer von Gebäuden 24, 26 verursachten
Mehrwegeausbreitung. Die Basisstation 16 bedient zusätzlich zum
mobilen Ziel-Endgerät 20 auch
die mobilen Endgeräte 18, 22,
n. Daher kann das System 10 auf benachbarte mobile Endgeräte 18, 22,
n zurückgreifen,
wenn ein mobiles Endgerät 20 die
Einfallsrichtungsinformation aufgrund von Mehrwegeausbreitung am
mobilen Endgerät 20,
an der anfordernden Basisstation, oder an beiden nicht genau melden kann.
Die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22,
n werden dahingehend instruiert, Information bezüglich der Position des mobilen
Ziel-Endgeräts 20 zu
messen und zu melden, so dass zum Beispiel die Funknetzsteuereinheit
(RNC) 12 die Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 trotz
dessen Unfähigkeit
zur Meldung genauer Einfallsrichtungsinformation berechnen kann.
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Die Verwendung benachbarter mobiler
Endgeräte 18, 22,
n kann entweder durch ein mobiles Ziel-Endgerät 20 oder durch eine
Basisstation 16 veranlasst werden. Ist beispielsweise das
mobile Ziel-Endgerät 20 nicht
zur Messung einer Einfallsrichtung eines Signals von einer bestimmten
Basisstation 16 fähig,
dann kann das mobile Ziel-Endgerät 20 einen
Hinweis an die Basisstation 16 senden, mit dem sie instruiert
wird, benachbarte mobile Endgeräte 18, 22,
n zum Erhalt von Lokalisierungsinformation bezüglich des mobilen Ziel-Endgeräts 20 zu
verwenden. Entsprechend kann die Basisstation 16 periodische
Signale an alle mit der Basisstation 16 verbundenen mobilen
Endgeräte
senden, über
die sie Einfallsrichtungsmessungen, oder jede beliebige Art von Lokalisierungsinformation,
anfordert. Antwortet eines dieser mobilen Ziel-Endgeräte auf die
Anforderung nicht richtig, dann verwendet das System benachbarte
mobile Endgeräte 18, 22,
n zur Lokalisierung des mobilen Ziel-Endgeräts 20, das nicht richtig
antwortet.
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Benachbarte mobile Endgeräte 18, 22,
n befinden sich vorzugsweise in der Nähe des mobilen Ziel-Endgeräts 20 an
dem System 10 bekannten Positionen. Durch das Auswählen benachbarter
mobiler Endgeräte 18, 22,
n mit bekannten Positionen ergibt sich ein genauer Bezugspunkt, über den
das mobile Ziel-Endgerät 20 lokalisiert
werden kann. Allgemein ausgedrückt
bedeutet dies, dass in Fällen,
in denen von einem mobilen Ziel-Endgerät 20 zur Verfügung gestellte
Lokalisierungsinformation vielleicht ungenau ist oder noch einer
Bestätigung
bedarf, keine genaue Lokalisierung dieses mobilen Ziel-Endgeräts 20 möglich ist.
Im typischen Fall ist dies die Folge einer Unfähigkeit eines mobilen Ziel-Endgeräts 20 zur Messung
empfangener Signale, beispielsweise aufgrund einer Mehrwegeausbreitung.
Dies ist bei dem in 1 gezeigten
Beispiel der Fall. Zur Überwindung
derartiger Situationen können
benachbarte mobile Endgeräte 18, 22,
n, deren Positionen bekannt sind, tatsächlich jeweils als zweite Basisstation
fungieren, wodurch eine Vielzahl bekannter Bezugspunkte bereitgestellt
wird, die in Verbindung mit der Basisstation 16 für eine genaue
Lokalisierung des mobilen Ziel-Endgeräts 20 verwendet werden
können.
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Um benachbarte mobile Endgeräte 18, 22,
n zur Bereitstellung von Lokalisierungsinformation für das mobile
Ziel-Endgerät 20 verwenden
zu können, weist
das System 10 jedes benachbarte mobile Endgerät 18, 22,
n an, eine Winkelmessung (θ)
zur Verfügung
zu stellen, die dem System 10 eine genauere Berechnung
einer geschätzten
Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 ermöglicht.
Jede gemeldete Winkelmessung (θ)
wird vom System 10 zusammengetragen und steht dann zur
Verwendung bei der Berechnung der Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 zur
Verfügung.
Um die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22,
n anzuweisen, eine Winkelmessung (θ) für das mobile Ziel-Endgerät 20 bereitzustellen,
instruiert das System 10 jedes benachbarte mobile Endgerät 18, 22, n zur
separaten Messung einer Einfallsrichtung eines Signals 28b-m von der Basisstation 16 und
einer Einfallsrichtung eines Signals 28m-m vom mobilen
Ziel-Endgerät 20.
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In Fällen, in denen sich eine extrem
hohe Anzahl benachbarter mobiler Endgeräte mit bekannten Positionen
in der Nähe
eines mobilen Ziel-Endgeräts befinden,
können
die zur Bereitstellung von Lokalisierungsinformation verwendeten
benachbarten mobilen Endgeräte
in ihrer Anzahl verringert werden. Sind die Zellen beispielsweise
in Sektoren aufgeteilt, kann das System 10 benachbarte
mobile Endgeräte auswählen, die
sich im selben Sektor wie das mobile Ziel-Endgerät befinden. Zusätzlich zur
Verringerung der zu berechnenden Datenmenge ergibt sich durch Verwendung
nur derjenigen benachbarten mobilen Endgeräte, die sich im selben Sektor
wie das mobile Ziel-Endgerät
befinden, auch eine Steigerung der Anzahl richtig an das System
gemeldeter Winkelmessungen (θ).
In Sektoren aufgeteilte Zellen sind einfach als Beispiel angegeben,
da dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, dass Basisstationen über viele
Möglichkeiten
zur Auswahl und Identifikation bestimmter mobiler Endgeräte zur Durchführung bestimmter
Funktionen verfügen.
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Die Signale 28b-m und 28m-m können je nach Wunsch durch einen
Code, eine Zeitperiode (d.h. einen Zeitschlitz), und eine Frequenz
gekennzeichnet sein. Die Signalmerkmale werden vom System 10 an die
benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22,
n, und, falls erwünscht,
an ein mobiles Ziel-Endgerät 20 gesendet,
so dass diese die zu messenden Signale identifizieren können. Nach
abgeschlossener Messung beider Einfallsrichtungen wird die Winkelmessung
(θ) zwischen
den beiden Signalen durchgeführt und
zur Verarbeitung an das System 10 gemeldet. Zusätzlich zur
Winkelmessung (θ)
können
die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22,
n jeweils die Amplitude der gemessenen Signale (d.h. für das mobile
Endgerät 20 die
Signale 28b-m und 28m-m ) sowie den Sicherheitsgrad der Winkelmessung
(θ) messen und
melden. Die Amplitude kann beispielsweise von der RNC 12 zur
unabhängigen
Berechnung eines Maßes
der Zuverlässigkeit
(d.h. der Sicherheit) der gemeldeten Winkelmessung (θ) eingesetzt
werden, sozusagen als zusätzliche Überprüfung des
von einem bestimmten mobilen Endgerät gemeldeten Sicherheitsgrads.
Natürlich
können
bei Bedarf auch die tatsächlichen
Einfallsrichtungen, wie sie von den benachbarten mobilen Endgeräten 18, 22,
n gemessen wurden, an das System 10 gemeldet werden.
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Zur Instruktion eines jeden benachbarten mobilen
Endgeräts 18, 22,
n zur Messung und Meldung der voranstehend erwähnten Einfallsrichtungen sendet
das System je nach Bedarf Nachrichten an die benachbarten mobilen
Endgeräte 18, 22,
n aus. Zum Zwecke der Beschreibung der Erfindung werden zwei separate
Nachrichten verwendet (d.h. eine erste und eine zweite Nachricht);
jedoch lassen sich die Nachrichten natürlich auch zu einer Nachricht kombinieren
oder entsprechend auch weiter aufteilen. Die Nachrichten) kann bzw. können auch
Anweisungen bezüglich
der Messung und Meldung von Ausbreitungsverzögerung, Amplitude und Sicherheitsgrad
enthalten. Durch die erste Nachricht werden die mit adaptiven Antennen
ausgerüsteten
benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22,
n angewiesen, eine Einfallsrichtung von Signal 28m-m vom
mobilen Ziel-Endgerät 20 für eine vorbestimmte
Dauer zu messen. Mit der zweiten Nachricht werden die benachbarten
mobilen Endgeräte 18, 22,
n angewiesen, eine Einfallsrichtung von Signal 28b-m von
einer Basisstation 16 zu messen, um einen Bezug für die zwischen
den beiden gemessenen Signalen 28m-m und 28b-m durchgeführte Winkelmessung (θ) bereitzustellen.
Die Basisstation 16 kann jede beliebige Basisstation im
System 10 sein, wie sie von der RNC 12 bestimmt
wurde. Nachdem die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22,
n die Messungen bezüglich der
Signale 28m-m und 28b-m vorgenommen haben, wird die Winkelmessung
(θ) sowie
jede andere vom System 10 angeforderte Information gemeldet.
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Es ist zu beachten, dass sich auch
von anderen Basisstationen als der Basisstation 16 bediente mobile
Endgeräte
je nach Wunsch auf die voranstehend beschriebene Weise zur Durchführung zusätzlicher
Winkelmessungen (θ)
bezüglich
eines bestimmten mobilen Ziel-Endgeräts verwenden lassen. Das heißt, dass
obwohl in 1 nur eine
Basisstation 16 gezeigt ist, eine beliebige Anzahl von
Basisstationen innerhalb des Systems 10 zur Erfassung von Winkelmessungen
(θ) für ein bestimmtes
mobiles Ziel-Endgerät
verwendet werden können.
Nehmen wir beispielsweise einmal an, dass das benachbarte mobile
Endgerät 22 zwar
eine klare Sichtlinie zum mobilen Ziel-Endgerät 20, jedoch keine
klare Sichtlinie zur Basisstation 16 hat. In diesem Fall
kann das mobile Endgerät 22 anstelle
von Signal 28b-m ein Signal von
einer beliebigen anderen Basisstation messen, von der es Signale
empfangen kann und zu der es eine klare Sichtlinie hat. Gibt es
in diesem Fall keine anderen Basisstationen, von denen ein Signal
gemessen werden kann, dann wäre
das mobile Endgerät 22 gezwungen,
das „blockierte" Signal von Basisstation 16 zu
verwenden. Die Tatsache, dass das Signal „blockiert" war, zeigt sich nicht nur in der für dieses
Signal gemeldeten Amplitude, sondern auch im gemeldeten Sicherheitsgrad,
wie es nachstehend weiter ausgeführt
ist.
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Es ist ebenfalls zu beachten, dass
auch zusätzliche
Winkelmessungen (θ)
für zusätzliche
mobile Ziel-Endgeräte
durchgeführt
werden können.
Das heißt,
Winkelmessungen (θ)
können
je nach Wunsch für
mehr als ein mobiles Ziel-Endgerät
gleichzeitig vorgenommen werden.
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Wurde eine ausreichende Menge gemeldeter
Winkelmessungen (θ)
für ein
bestimmtes mobiles Ziel-Endgerät 20 empfangen,
stellt das System 10 alle Messungen zusammen und berechnet
die Position des mobilen Ziel-Endgeräts. Zur Berechnung eines Sicherheitsgrads
der berechneten Position kann das System 10 beispielsweise
die Anzahl richtig gemeldeter Winkelmessungen (θ) berechnen. Je höher die
Anzahl richtig gemeldeter Winkelmessungen (θ), desto höher ist der Sicherheitsgrad.
Es ist zu beachten, dass die erforderliche Menge gemeldeter Winkelmessungen
(θ) und
der erforderliche Sicherheitsgrad vollkommen einstellbare Parameter
sind, die je nach Wunsch gewählt
werden können.
Obwohl die Messungen von den meisten benachbarten mobilen Endgeräten 18, 22,
n ungenau sein können,
macht es ihre große
Anzahl wahrscheinlich, dass sich zumindest eine von ihnen bezüglich eines
mobilen Ziel-Endgeräts
an einem guten Standort befindet, wodurch eine erhebliche Verbesserung
der Lokalisierungsgenauigkeit in den Fällen ermöglicht wird, in denen eine
ausgeprägte
Mehrwegeausbreitung zwischen einem mobilen Ziel-Endgerät 20 und
der dieses bedienenden Basisstation 16 vorliegt.
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Zur Erläuterung eines Beispiels, wie
das System 10 implementiert werden kann, wird wieder auf
die 1 Bezug genommen.
In 1 ist das mobile
Ziel-Endgerät 20 lokal
von Gebäuden 24, 26 umgeben
und kann aufgrund von Mehrwegeausbreitung keine genaue Messung der
Einfallsrichtung zwischen sich und der es bedienenden Basisstation 16 oder
einer anderen Basisstation erhalten. Das mobile Endgerät 22,
an dessen Standort keine ausgeprägte Mehrwegeausbreitung
vorliegt, befindet sich hingegen zufällig in klarer Sichtlinie sowohl
des mobilen Ziel-Endgeräts 20 als
auch der es bedienenden Basisstation 16. Das mobile Endgerät 22 kann
daher eine Winkelmessung (θ)
zwischen dem mobilen Ziel-End gerät 20 und
der Basisstation 16 melden und die Lokalisierungsgenauigkeit
des mobilen Ziel-Endgeräts 20 erhöhen. Die
auf das mobile Ziel-Endgerät 20 bezogene
gemeldete Information kann mehrere andere Messungen involvieren,
beispielsweise diejenigen, die von benachbarten mobilen Endgeräten 18 und
n gemeldet wurden, die alle vom System 10 ausgewertet werden.
Gemäß vorliegender
Erfindung ist selbst bei vorhandener Mehrwegeausbreitung in der Nähe der Basisstation 16,
aufgrund derer es aus allen Richtungen Signale von mobilen Endgeräten empfängt, die
vom benachbarten mobilen Endgerät 22 bereitgestellte
Messung immer noch genau, da die Winkelmessdaten (θ) vom mobilen
Endgerät 22 und
nicht von der Basisstation 16 aus bestimmt werden.
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Zusätzlich dazu, dass das System 10 einen Sicherheitsgrad
einer berechneten Position bestimmt, können benachbarte mobile Endgeräte 18, 22,
n auch in der Lage sein, einen Sicherheitsgrad bezüglich den
von ihnen bereitgestellten einzelnen Winkelmessungen (θ) anzugeben.
Zum Beispiel können
benachbarte mobile Endgeräte,
die in der Lage waren, eine Einfallsrichtung vom mobilen Ziel-Endgerät 20 und
der Basisstation 16 richtig zu messen (siehe benachbartes
mobiles Endgerät 22 in 1), ein dies angebendes
Signal an das System 10 senden. Bei Empfang eines derartigen
Signals von einem benachbarten mobilen Endgerät weiß das System, dass das benachbarte
mobile Endgerät
eine Winkelmessung (θ)
mit hoher Sicherheit liefert. Alternativ kann, wenn ein benachbartes
mobiles Endgerät nicht
zur richtigen Messung einer oder mehrerer Einfallsrichtungen in
der Lage ist, das benachbarte mobile Endgerät ein dies angebendes Signal
an das System 10 senden. Empfängt das System 10 ein
derartiges Signal von einem benachbarten mobilen Endgerät, dann
weiß das
System 10, dass das benachbarte mobile Endgerät gerade
eine Winkelmessung (θ)
ohne hohe Sicherheit übermittelt.
In diesem Fall kann das System 10 dafür ausgelegt sein, dass nur Winkelmessungen
(θ), die
mit hohem Sicherheitsgrad gemeldet werden, zur Berechnung eines
Sicherheitsgrads für
eine berechnete Position in Betracht gezogen werden. Dadurch kann
der Sicherheitsgrad für
eine berechnete Position proportional zur Anzahl von mit hohem Sicherheitsgrad
für die
berechnete Position gemeldeten Winkelmessungen (θ) sein.
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Es ist wichtig zu beachten, dass
die gemeldete Information auch Information einschließen kann, die
vom mobilen Ziel-Endgerät 20 selbst
gemeldet wurde. Zum Beispiel kann das System 10 die vom mobilen
Ziel-Endgerät 20 gemeldete
Ausbreitungsverzögerung
in Verbindung mit der vom mobilen Ziel-Endgerät 22 gemeldeten Winkelmessung
(B) zur Berechnung der Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 verwenden.
In der Praxis jedoch kann selbst dann, wenn eine Winkelmessung (θ) mit hohem
Sicherheitsgrad gemeldet wird, wie es bei dem mobilen Endgerät 22 der
Fall ist, die eigentliche vom System 10 zur Berechnung
einer Position eines mobilen Ziel-Endgeräts verwendete Winkelmessung
(θ) eine Kompilation
vieler gemeldeter Winkelmessungen (θ) sein.
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Es wird nunmehr auf 2 Bezug genommen, die ein Verfahren 50 zur
Lokalisierung eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist zu beachten, dass das Verfahren 50 dazu
verwendet werden kann, genaue Lokalisierungsinformation zu einem
bestimmten mobilen Endgerät
zu erhalten, wenn dieses mobile Endgerät nicht fähig ist, genaue Lokalisierungsinformation
zu liefern. Entsprechend lässt
sich das Verfahren auch einfach zur Bestätigung oder nochmaligen Überprüfung oder
zur Ergänzung
von Lokalisierungsinformation verwenden, die von einem bestimmten
mobilen Endgerät übermittelt
wurde, um die Wahrscheinlichkeit einer genauen Lokalisierung mobiler
Endgeräte
zu erhöhen.
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Dazu wird zunächst in Schritt 52 ein
mobiles Ziel-Endgerät
identifiziert. Indem es sich ein bestimmtes mobiles Endgerät als Ziel
wählt,
zeigt das Verfahren 50 an, dass die Position des als Ziel
gewählten
mobilen Endgeräts
berechnet wird. Die Position eines als Ziel ins Auge gefassten mobilen
Endgeräts
kann aus einer großen
Vielzahl von Gründen
erwünscht
sein. Die Lokalisierung mobiler Endgeräte ist besonders wichtig zur
Bereitstellung verschiedener „standortbasierter" Dienste, die üblicherweise über Funknetze
verbreitet werden, wie beispielsweise Notrufdienste (911 in den
U.S.A.), straßenverkehrsbezogene
Dienstleistungen (einschließlich Wegbeschreibungen
an Benutzer) und das Übermitteln von
Informationen an Benutzer über
in ihrer Nähe
befindliche Restaurants, Hotels, Banken etc. Die Lokalisierung mobiler
Endgeräte
lässt sich
auch für
kriminalistische Zwecke einsetzen, beispielsweise zum Aufspüren von
Tatverdächtigen
oder vermissten Personen durch Lokalisierung ihres mobilen Endgeräts.
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Nachdem ein mobiles Ziel-Endgerät zur Lokalisierung
identifiziert wurde, geht das Verfahren in Schritt 54 weiter,
indem es ein Signal von einer Basisstation an das identifizierte
mobile Endgerät
sendet, wobei es dieses zum Aussenden eines Signals instruiert.
(Es ist zu beachten, dass dieser Schritt umgangen werden kann, wenn
das mobile Ziel-Endgerät
bereits sendet oder anderweitig ein Signal ausgibt). In Schritt 56 werden
mobile Endgeräte
innerhalb eines vorbestimmten geographischen Gebiets des mobilen
Ziel-Endgeräts
identifiziert (d.h. benachbarte mobile Endgeräte). Die benachbarten mobilen Endgeräte sind
im typischen Fall mobile Endgeräte, deren
Positionen dem System bekannt sind und die sich in der Nähe des mobilen
Ziel-Endgeräts
befinden. Derartige benachbarte Endgeräte können daher Signale empfangen,
die vom mobilen Ziel-Endgerät ausgesendet
wurden, und einen genauen Bezugspunkt zur Berechnung der Position
des mobilen Ziel-Endgeräts
bereitstellen. Die Position benachbarter mobiler Endgeräte lässt sich
leicht ermitteln, da benachbarte mobile Endgeräte typischerweise zumindest
zum Teil als solche identifiziert werden, da sie deutlich Signale
vom mobilen Ziel-Endgerät
und zumindest einer Basisstation empfangen. Als solche sind sie
daher in der Lage, Einfallsrichtungen von zwei Basisstationen eindeutig
zu messen, was dem System eine genaue Berechnung ihrer Position
ermöglicht.
Natürlich
kann sich der Genauigkeitsgrad, mit dem ein benachbartes mobiles
Endgerät
lokalisiert wird, im Gesamt-Sicherheitsgrad jedweder von diesem
mobilen Endgerät
bereitgestellter Lokalisierungsinformation widerspiegeln.
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In Schritt 58 werden die
benachbarten mobilen Einheiten instruiert, eine Einfallsrichtung
für das vom
mobilen Ziel-Endgerät
ausgesendete Signal zu messen. Entsprechend werden in Schritt 60 die
benachbarten mobilen Endgeräte
dazu instruiert, eine Einfallsrichtung für das von der jeweiligen Basisstation
eines jeden benachbarten mobilen Endgeräts ausgesen- dete Signal zu messen. Die Einfallsrichtung
des Signals von der Basisstation fungiert als Bezug zur Messung
eines Winkels (θ)
zwischen den zwei Signalen.
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Die entsprechenden Basisstationen
können die
Basisstation, die gerade das mobile Ziel-Endgerät bedient, einschließen oder
auch nicht. Das heißt, der
Anzahl benachbarter mobiler Endgeräte, die zum Erhalt von Lokalisierungsinformation
bezüglich
des mobilen Ziel-Endgeräts genutzt
werden, sind keine Grenzen gesetzt. Daher ist es ziemlich vorhersehbar, dass
einige der benachbarten mobilen Endgeräte von verschiedenen Basisstationen
bedient werden können,
bezüglich
einander und bezüglich
des mobilen Ziel-Endgeräts.
Die Anzahl am Erhalt von Information bezüglich eines mobilen Ziel-Endgeräts beteiligter
Basisstationen ist proportional zur Anzahl der benachbarten mobilen
Endgeräte,
die zur Bereitstellung von Information bezüglich des Standorts des mobilen
Ziel-Endgeräts
instruiert sind.
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Nachdem Einfallsrichtungen durch
die benachbarten mobilen Endgeräten
berechnet wurden, misst und meldet jedes mobile Endgerät eine Winkelmessung
(θ) zwischen
den zwei Einfallsrichtungen in Schritt 62. Zusätzlich zur
tatsächlichen
Winkelmessung (θ)
kann jedes mobile Endgerät
die Amplitude der Signale, für
die die Einfallsrichtungen berechnet wurden, sowie den Sicherheitsgrad
der gemeldeten Winkelmessung (θ)
melden. In Schritt 64 stellt das System die gesamte gemeldete
Information zusammen und berechnet eine Position für das mobile Ziel-Endgerät, die je
nach Wunsch verwendet werden kann. Wie es für den Fachmann auf dem Gebiet bekannt
ist, kann die gemeldete Information je nach Wunsch jedwede auf die
Position eines mobilen Endgeräts
bezogene Information enthalten, und kann nicht nur von den benachbarten
mobilen Endgeräten, sondern
auch vom mobilen Ziel-Endgerät
selbst angefordert werden.
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Obgleich beschrieben wurde, dass
bestimmte Verarbeitungsfunktionen von bestimmten Komponenten durchgeführt werden,
versteht es sich, dass die Ausführung
von Verarbeitungsfunktionen je nach Wunsch unter Netzkomponenten
aufgeteilt werden kann. Zum Beispiel können die als an der RNC durchgeführt beschriebenen
Verarbeitungsfunktionen auch an der Basisstation durchgeführt werden.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
ausführlich
beschrieben. wurde, versteht es sich, dass die Erfindung darauf
nicht beschränkt
ist, und dass an ihr verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne
dabei vom Gedanken und Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert
ist, abzuweichen.