DE60103848T2 - Einrichtung und verfahren zur ortung einer mobil-station in einem zellularen cdma system - Google Patents

Einrichtung und verfahren zur ortung einer mobil-station in einem zellularen cdma system

Info

Publication number
DE60103848T2
DE60103848T2 DE2001603848 DE60103848T DE60103848T2 DE 60103848 T2 DE60103848 T2 DE 60103848T2 DE 2001603848 DE2001603848 DE 2001603848 DE 60103848 T DE60103848 T DE 60103848T DE 60103848 T2 DE60103848 T2 DE 60103848T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base station
radio communication
mobile station
communication system
station system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE2001603848
Other languages
English (en)
Other versions
DE60103848D1 (de
Inventor
Jonas Kanazawa-ku KARLSSON
Fredrik OVESJÖ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US488817 priority Critical
Priority to US09/488,817 priority patent/US6671514B1/en
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority to PCT/SE2001/000097 priority patent/WO2001054422A2/en
Publication of DE60103848D1 publication Critical patent/DE60103848D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60103848T2 publication Critical patent/DE60103848T2/de
Application status is Active legal-status Critical
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves

Description

  • HINTERGRUND DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Drahtlostelekommunikationssysteme, speziell ein System und ein Verfahren zur verbesserten Mobilstationslokalisierung und insbesondere ein System und ein Verfahren zum Erleichtern der Ortung einer Mobilstation in einem Codemultiplex- bzw. CDMA-Zellularsystem.
  • Hintergrund und Ziele der vorliegenden Erfindung
  • Die Entwicklung von Drahtloskommunikation über das letzte Jahrhundert seit der Demonstration von Guglielmo Marconi von der Fähigkeit des Funks, kontinuierlichen Kontakt mit durch den Englischen Kanal segelnden Schiffen bereitzustellen im Jahre 1897, ist bemerkenswert gewesen. Seit der Entdeckung von Marconi sind neue Drahtleitungs- und Drahtloskommunikationsverfahren, Dienste und Standards von Menschen rund um die Welt angenommen worden. Diese Entwicklung hat sich speziell über die letzten 10 Jahre beschleunigt, während welcher die Mobilfunkkommunikationsindustrie um Größenordnungen gewachsen ist genährt von einer Vielzahl technologischer Fortschritte, die Portable Funkausrüstung kleiner, preiswerter und zuverlässiger gemacht haben. Das exponentielle Wachstum der Mobiltelephonie wird auch in den kommenden Dekaden fortgesetzt anwachsen, da dieses Drahtlosnetz interagiert mit den existierenden Drahtleitungsnetzen und diese gegebenenfalls übernimmt.
  • Gemäß einer jüngsten Bundeskommunikationskommissionsregelung (FCC-Regelung) und Anordnung müssen Zellulartelefon- Diensteanbieter innerhalb der Vereinigten Staaten ab Oktober 2001 die Fähigkeit des Lokalisierens der Position eines Zellular- oder Mobiltelefons haben, das einen Notruf (911) innerhalb des Systems des Anbieters absetzt auf bis zu 125 Meter mit etwa 67% Wahrscheinlichkeit, das heißt mit einer statistischen Standardabweichung. Eine Vielzahl von Techniken werden derzeit untersucht zum Implementieren einer Technologie zur geographischen Lokalisierung in existierende und vorgeschlagene Systeme.
  • Sicherlich ist ein einfacher Weg, eine grobe Angabe der Position eines Mobilendgerätes oder einer Mobilstation (MS) zu erhalten, die Identität der momentanen Zelle zu bestimmen. Ein exakterer, aber noch nährungsweiser Mechanismus basiert auf Verbindungsübergaben bzw. Handover (einschließlich weichem Handover), bei welchen die Ausbreitungszeit zwischen der Mobilstation MS und einer zugeordneten Basisstation (BTS) gemessen wird. Das Handover-Verfahren ist einfach zu implementieren, da es sehr wenig Änderungen im Funkteil einbezieht. Ferner benötigen verschiedene Basisstationen in einem solchen System keine absolute Zeitreferenz. Die Handover-Technik wird jedoch allgemein als nicht zufriedenstellend betrachtet, da ein Handover zu zwei anderen geographisch angeordneten Basisstationen selten ist (benötigt zur Dreiecksmessung bzw. Trilateration), insbesondere, wenn das Telekommunikationssystem Einzellenfrequenzwiederverwendung einsetzt, wie es im Stand der Technik verstanden wird.
  • Eine Antennenarraylösung ist vorgeschlagen worden, durch welche der geographische Ort einer MS berechnet werden kann aus einer geschätzten Richtung und der Umlaufverzögerung der Kommunikationssignale. Natürlich würde das Einschließen einer Global-Positionierungs-System-Einrichtung bzw. GPS-Einrichtung in die Mobilstation das geographische Ortungsproblem lösen, jedoch auf Kosten exzessiver Berechnungs- und Empfängerkomplexität in der Mobilstation.
  • Eine andere vorgeschlagene Lösung für das obige Problem ist in der PCT-Veröffentlichung WO 99/21388 mit dem Titel "System and Method for Positioning a Mobile Station in a CDMA Cellular System" bzw. "System und Verfahren zur Ortung einer Mobilstation in einem CDMA-Zellularsystem" dargelegt. In der PCT-Veröffentlichung wird eine modifizierte Abwärtsstrecken- bzw. Downlink-Messlösung vorgeschlagen, in welcher Signale von den Basisstationen und Mobilstationen wiederholt im Ruhezustand befindlich sind, um den Empfang (oder die "Hörbarkeit") mehrerer ferner Systeme zu verbessern, hierdurch den Austausch von Zeitabstimmungsinformation und Trilateration davon zulassend.
  • Das US Patent 5,293,645 lehrt eine Einrichtung und ein Verfahren zur Ortung von mobilen und tragbaren Funkendgeräten in einem Funknetz mit einer Vielzahl von Basisstationen (BS). Jede Basisstation in dem US Patent schließt einen Empfänger und einen Sender ein. Eine Vielzahl von Basisstationen übertragen Zeitabstimmungsreferenzsignale bzw. Timing-Referenzsignale, welche jeweils mit Timing-Referenzsignalen von anderen Basisstationen synchronisiert werden oder mit einem Haupt-Timing-Referenzsignal.
  • Für Codemultiplexsysteme bzw. CDMA-Systeme werden die Abwärtstreckenverbindungsmessungen bzw. Downlink-Messungen von der Mobilstation an Signalen ausgeführt, die durch die Basisstationen gesendet werden, z. B. innerhalb der Pilotkanaldaten. Diese Verfahren erfordern jedoch eine absolute Zeitreferenz in (oder eine Synchronisation von) den Basisstationen. Das Downlink-Verfahren der oben erwähnten PCT-Veröffentlichung WO 99/21388 erhält die erforderlichen Timing-Referenzen durch Signalenden.
  • Andere vorgeschlagene Lösungen schließen Aufwärtsstreckenverbindungsmessungen bzw. Uplink-Messungen ein, die von den Basisstationen basierend auf Mobilstationssignalen ausgeführt werden, z. B. eine lange, bekannte Trainings-Folge. Solche Verfahren erfordern jedoch wie die Downlink-Techniken eine absolute Zeitreferenz in den jeweiligen Basisstationen oder dass eine Zeitabstimmung bzw. ein Timing zwischen Basisstationen bekannt ist. Eine kombinierte Uplink-/Downlink-Lösung des Anmelders der vorliegenden Anmeldung, welche die Timing-Synchronisationserfordernisse erfüllt, ist in der Veröffentlichung WO 99/15911, veröffentlicht am 1. April 1999, dargelegt. Die kombinierte, in dieser Anmeldung dargelegte Lösung bezieht die Verwendung von Aufwärtsstrecken- und Abwärtsstrecken-Signalausbreitungsluftzeiten ein zum Bestimmen des Abstands zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation, hierdurch das Erfordernis der absoluten Zeitreferenz oder Synchronisation vermeidend.
  • Schließlich sind Leistungsmessungstechniken zur geographischen Ortsbestimmung verwendet worden, welche Signalpfaddämpfung abschätzen und demnach Entfernung. Solche Techniken sind jedoch nicht sehr genau.
  • Von den obigen Lösungen sind nur die Downlink-, die Uplink- und die kombinierte Downlink-/Uplink-Technik von ferne durchführbar, aber jede hat grundlegende Probleme. Die Nur-Downlink-Lösung hat beispielsweise das inhärente Problem des Hörens (Empfangens) einer ausreichenden Zahl von Basisstationen. Dies ist das sogenannte "Nah-Fern"-Problem, welches speziell in CDMA-Systemen ernst zu nehmen ist. Die kombinierte Technik hat auch einige Nachteile dahingehend, dass die Ortung eine spürbare Zeit in Anspruch nehmen kann, da sowohl Downlink- als auch Uplink-Messungen erforderlich sind. Auch ist die Zuverlässigkeit der kombinierten Technik geringer, da die Hörbarkeit (Empfangbarkeit) eingeschränkt ist auf die Verbindung (Aufwärtsstrecke oder Abwärtsstrecke) mit der schlechtesten Performance. Schließlich wird in der kombinierten Technik mehr Informationsbandbreite benötigt.
  • In Bezug auf die Nur-Uplink-Technik hat diese auch einige Schwierigkeiten. Beispielsweise kann das Nah-Fern-Problem in solchen Systemen bekämpft werden durch Erhöhen der Sendeleistung der Mobilstation und durch Senden eines bekannten Signals für eine lange Zeitdauer, was alles ernsthafte Auswirkungen auf die Systemperformance hat. Ein Senden einer bekannten Folge erfordert entweder einen Übergang von Sprache auf dem Sprachkanal, was potentiell Sprachunterbrechung verursachen kann, oder paralleles Senden des Musters, was zu einer erhöhten Mobilstationskomplexität, Batterieentnahme und Erhöhung von Informationsbandbreitennutzung führt. Die zuvor erwähnten Probleme werden schlimmer, wenn das Signal über eine längere Zeitdauer übertragen wird.
  • Wie erwähnt, erfordern die obigen Uplink- und Downlink-Techniken ein bekanntes relatives Timing zwischen den Basisstationen. Obwohl dieses Problem unmittelbar lösbar ist durch Einschließen eines GPS-Empfängers bzw. Globalpositionierungssystem-Empfängers in jede Basisstation, ist diese kostenintensive Alternative nicht durchführbar für kleine Basisstationssysteme, insbesondere Mikro- und Pico-Basisstationssysteme. Zudem bedeutet das Vertrauen auf ein unabhängiges System, dass der Bediener keine Kontrolle über die Systemperformance hat.
  • Noch ein ferneres Problem, das insbesondere einen derzeitigen Breitband CDMA-Standard bzw. WCDMA-Standard betrifft, ist dass obwohl die Mobilstation die primären und sekundären Signalisierungscodes von benachbarten Basisstationen finden kann, die speziellen Identitäten jener sendenden Basisstationen unbekannt sind, was bedeuten würde, dass irgendeine erhaltene Timing-Information nutzlos ist. Es ist jedoch möglich, die korrekte Basisstation für jedes Signal durch Erfassen des Rundsendesteuerkanals bzw. Broadcast-Control-Channels (BCCH) der jeweiligen Basisstationen die korrekte Basisstation zu bestimmen. Dies erfordert jedoch, dass das Signal-zu-Rausch-Verhältnis bzw. der Signal-Störabstand (S/I) ziemlich hoch ist, um Signale besser von den ferneren Basisstationen einzufangen.
  • Mit Hilfe des Hintergrundes werden nun die Grundlagen eines Zeitmultiplexsystems bzw. TDMA-Systems und eines CDMA-Systems diskutiert werden, um einige der oben erwähnten Probleme bei der Geo-Ortung in diesen beiden Systemen besser darzulegen, wie sie auch in der PCT-Veröffentlichung WO 99/21388 dargelegt sind. Beispielsweise befindet sich in Zeitmultiplextelekommunikationssystemen bzw. TDMA-Telekommunikationssystemen ein Mobilendgerät oder eine Mobilstation (MS) mit einer gegebenen Basisstation oder einem System (Basisstation, Basisstationssystem und BTS werden hier austauschbar verwendet) nur während einem von üblicherweise acht aufeinander folgenden und wiederholten Zeitschlitzen in Kommunikation. Andere Mobilstationen kommunizieren separat mit der Basisstation während der anderen Zeitschlitze. Die Mobilstation kann demnach eine oder mehrere der anderen unbenutzten (durch diese Mobilstation) Zeitschlitze für andere Verwendungen wie zum Beispiel Ortung einsetzen. Auf diese Weise kann die Zeitschlitz- und Rahmenstruktur von TDMA-Protokollen ausgenutzt werden.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Abschnitt eines Zellulartelekommunikationssystems mit einer Mobilstation 10 in Kommunikation mit einer ersten Basisstation (BTS) 12 gezeigt und selbstverständlich in Kommunikation mit einem anderen daran beispielsweise über ein öffentliches Wählverbindungstelefonnetz (PSTN)angeschlossenen Benutzer 14. Zusätzliche Mobilstationen 10A, 10B und 10C, ebenfalls in Kommunikation mit der Basisstation 12, sind auch gezeigt.
  • Wie in der Telekommunikationstechnik verstanden wird, beobachtet die Mobilstation 10 die Stärke ihrer Signalverbindung mit der Basisstation 12 und hält diese Verbindung aufrecht bis eine bessere Signalverbindung auftritt, z. B. kann die Mobilstation 10 sich wegbewegen von der Basisstation 12 in Richtung einer benachbarten Basisstation, wie zum Beispiel einer der Basisstation 12A12D, und die Steuerung weiterreichen (Handover) zu dieser Basisstation. Zum Einrichten solcher Handover-Vorgänge überwacht die Mobilstation 10 auch die Signalstärken der benachbarten Basisstationen 12A12D (und irgendwelcher anderer solcher Systeme innerhalb des Bereich). TDMA-Systeme verwenden Frequenzwiederverwendungsalgorithmen zum Verteilen von Sätzen diskreter Frequenzen in nicht-wiederholender Weise derart, dass kontinuierliche Kommunikationsbereiche oder Zellen, die von jeweiligen Basisstationen abgedeckt werden, Frequenzen nicht teilen bzw. gemeinsam verwenden. Auf diese weise kann die Mobilstation 10 in TDMA-Systemen leicht die empfangene Leistung von einer gegebenen Basisstation messen auf unbenutzten Zeitschlitzen und unter Verwendung von Frequenzen, die sich von der einer benachbarten Basisstation unterscheiden.
  • Codemultiplexsysteme bzw. CDMA-Systeme arbeiten andererseits sehr unterschiedlich von den zuvor erwähnten TDMA-Systemen und stellen weniger und weniger vorteilhafte Möglichkeiten bereit zum Ausnutzen der inhärenten Eigenschaften des Standards. CDMA-Protokolle erzielen ihre Mehrfachzugriffsfähigkeit nicht durch eine Aufteilung der Sendungen unterschiedlicher Benutzer in entweder Zeiten oder Frequenzen, wie in TDMA-Systemen und in Frequenzmultiplexsystemen, sondern nehmen stattdessen Aufteilung durch Zuordnen eines unterschiedlichen Codes für jeden Benutzer vor, welcher verwendet wird zum Umwandeln eines Benutzersignals in ein Breitband- oder Spreizspektrumsignal, welches gekoppelt ist mit anderen solchen Signalen von anderen Benutzern. Wie im Stand der Technik verstanden wird, verwendet ein mehrere Breitbandsignale empfangender Empfänger den einem speziellen Benutzer zugeordneten Code zum Umsetzen des empfangenen Breitbandsignals von dem Benutzer innerhalb des kombinierten Signals zurück in das Orginalsignal. Zusätzlich und unter nochmaliger Bezugnahme auf 1 verwendet jede Basisstation BTS in einem CDMA-System dieselben Frequenzen, hierdurch ferner die Ausnutzung von unterscheidenden Merkmalen einschränkend.
  • Entsprechend ist es unter CDMA-Protokollen, speziell dem derzeitigen IS-95-Standard, keine simple Angelegenheit, den Standard zu modifizieren zum Umsetzen des FCC-Auftrags. Ein spezielles aufgedecktes Problem ist die Schätzung einer Position einer Mobilstation, wenn die Mobilstation sich relativ nahe an einer gegebenen Basisstation befindet, z. B. MS 10 und BTS 12 in 1. Im Betrieb erlegt das Bestimmen einer Position einer Mobilstation entweder die Verwendung einiger Basisstationen auf, z. B. Basisstation 12 und 12A12D, die Zeitverzögerung von mindestens drei von deren Signalen zu der Mobilstation 10 oder die Mobilstation 10 selbst misst die Zeitverzögerung zu einigen der Basisstationen messend. Wenn die Mobilstation 10 nahe bei der Basisstation 12 ist und die benachbarten Basisstationen 12A12D die Positionsmessungen ausführen, z. B. durch Signalzeitverzögerung, dann kann, wie in 1 gezeigt, das Signal von der Mobilstation 10 zu schwach sein für die viel entfernteren Basisstationen, d. h. BTS 12C, um gemessen zu werden. Umgekehrt, wenn die Mobilstation 10 in dieser Situation die Messungen ausführen würde, kann gegebenenfalls die starke Sendeleistung von der angrenzenden BTS 12 die Signale auf denselben Frequenzen von allen entfernteren Basisstationen 12A12D übertönen.
  • Es gibt demnach einen Bedarf zum Bereitstellen eines verbesserten Systems und Verfahrens zum Bestimmen der geographischen Position einer Mobilstation innerhalb einer CDMA-Umgebung.
  • Es ist demgemäss ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, ein solches verbessertes System und ein Verfahren zur Mobilstationstortspositionsbestimmung bereitzustellen.
  • Es ist auch ein Ziel der Erfindung, dass das System und Verfahren der vorliegenden Erfindung im wesentlichen die CDMA-Protokolle übernehmen, beispielsweise den IS-95 Standard und den UMTS-Vorschlag (Universal Mobile Telephone System) für Breitband-CDMA (WCDMA).
  • Es ist ein ferneres Ziel der Erfindung, zu ermöglichen, dass die hier dargelegten Systeme und Verfahren Telekommunikationssystemen, die in CDMA (und WCDMA) betrieben werden, die kommenden FCC-Anforderungen für Mobilstationsortung innerhalb der Vereinigten Staaten und jedweder nachfolgender Länder, die solche Geo-Ortsbestimmungsgenauigkeit erfordern, erfüllen.
  • Es ist noch ein ferneres Ziel der vorliegenden Erfindung, dass das System und Verfahren Mobilstationsortung in einer Vielzahl von Umgebungen erleichtern einschließlich Situationen, in welchen die Mobilstation sich benachbart zu einem Basisstationssystem befindet und entfernt von fortgesetzten oder benachbarten Basisstationssystemen.
  • RESÜMEE DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein System nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 2 zum Verbessern der Genauigkeit einer Ortsbestimmungsmessung einer Mobilstation innerhalb eines Telekommunikationssystems. Sendungen von umgebenden Basisstationssystemen werden durch eine Referenzortungseinrichtung empfangen und irgendwelche aufgelösten Timing-Differenzen zwischen Basisstationen. Eine Ortsschätzung der Mobilstation innerhalb des Telekommunikationssystems wird dann erhalten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ein vollständigeres Verständnis des Systems und Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung erhalten werden, wenn betrachtet in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, in denen zeigt:
  • 1 ein Blockdiagramm von Basisstationssystemen und Mobilstationen, welche ein Telekommunikationssystem bilden, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet;
  • 2 ein repräsentatives Diagramm verschiedener Zeitverzögerungstechniken, verwendet bei der Positionsortungsabschätzung von Mobilstationen, wie beim Implementieren der vorliegenden Erfindung mit der in 1 gezeigten Konfiguration eingesetzt; und
  • 3 ein Blockdiagramm der Basisstationssysteme und Mobilstationen, die in 1 gezeigt sind, mit jeweiligen Zellen des Telekommunikationssystems der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER DERZEIT BEVORZUGTEN BEISPIELHAFTEN AUSGESTALTUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird nun nachstehend vollständiger beschrieben unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in vielen unterschiedlichen Arten ausgestaltet werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausgestaltungsformen beschränkt betrachtet werden; vielmehr werden diese Ausgestaltungsformen bereitgestellt, so dass diese Offenbarung vollständig und umfassend ist und den Schutzbereich der Erfindung Fachleuten vollständig übermitteln wird.
  • Der EIA/TIA/IS-95 "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" ("Mobilstations-Basisstations-Kompatibilitätsstandard für Dualmodus-Breitbandspreizspektrum-Zellularsystem") definiert eine digitale gemeinsame Zellularfunkluftschnittstelle unter Verwendung von Codemultiplextechnologie bzw. CDMA-Technologie. Gemäß den CDMA-Standards senden sowohl die Basisstationen bzw. Systeme, z. B. BTS 12 und 12A12D in 1, als auch die Mobilstationen 10 eine Pseudozufallsrauschspreizfolge (PN-Spreizfolge), was in einer 1,23 MHz-Sendebandbreite resultiert.
  • Die Vorwärts- oder Downlink-Übertragung von jeder Basisstation zu einer Mobilstation oder einem Endgerät hat vier Arten von Kanälen: Pilot, Paging, Synchronisation (sync) und Verkehr. Wie von Fachleuten verstanden wird, werden alle diese Kanäle auf ein und derselben Trägerfrequenz unter Verwendung desselben PN-Spreizcodes übertragen. Die Kanäle werden jedoch durch binäre Orthogonalcodes unterschieden, z. B. Walsh-Funktionen. Jede Basisstation senden einen Pilotkanal, einen Sync-Kanal und mehrere Paging- und Verkehrskanäle. Die Downlink-Signale von unterschiedlichen Basisstationen werden durch individuellen PN-Spreizcodephasenversatz unterschieden, d. h. jede Basisstation verwendet denselben PN-Spreizcode, aber der Code wird unter Verwendung unterschiedlicher Zeitversätze (oder Codephasen) von einem Hauptcode (Master) gesendet.
  • Auf der Rückwärts- oder Uplink-CDMA-Übertragung, z. B. von der Mobilstation (MS 10) zu der Basisstation (BTS 12) wird jede Mobilübertragung unterschieden innerhalb der BTS 12 durch die Verwendung eines langen PN-Spreizcodes, wobei jede MS bei einem durch eine Benutzeradresse bestimmten Codephasenzeitversatz sendet. Jedoch sollte verstanden werden, dass vor dem Zugeordnetwerden zu einem solchen Uplink die MS 10 die BTS 12 kontaktieren muss unter Verwendung eines Rückwärts- oder Uplink-Zugangskanals.
  • Unter nochmaliger Bezugnahme auf 1 kann die Positionsberechnung einer Mobilstation, wie zum Beispiel der MS 10 innerhalb eines geographischen Bereichs durchgeführt werden durch die Verwendung von Zeitdifferenz- oder Ankunftstrilaterations-Techniken, wie zum Beispiel hyperbolische Trilateration, Ankunftszeittechniken, wie zum Beispiel Bereichstrilateration und Ankunftswinkeltechniken. In einer bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung unter Verwendung von Ankunftszeitdifferenzen, i. e. TDOA-Techniken, mag der Schnittpunkt von drei oder mehr hyperbolischen Kurven konstanter Zeitverzögerung von zwischen drei Basisstationen und einer Mobilstation ankommenden Impulsen genügen (unter gewissen Umständen können zwei Basisstationen ausreichend sein, um den geographischen Ort der Mobilstation genau festzustellen). Es solle jedoch verstanden werden, dass der Schnittpunkt von mindestens zwei Hyperbeln normalerweise ausreicht.
  • Unter Bezugnahme auf 2 wird nun ein Abschnitt der 1 gezeigt, in welchem die Mobilstation 10 in Kommunikation ist mit der Basisstation 12. Benachbarte Basisstationen 12A und 12B sind auch dargestellt. Beim Messen des oben erwähnten TDOA zwischen einer Mobilstation 10 und zwei Basisstationen, z. B. des Signals von der MS 10, wird eine Hyperbel gebildet, wie in der Mathematik verstanden wird. Beispielsweise repräsentiert die Hyperbel 16A die Linie von potentiellen Orten der MS 10 unter Bezugnahme sowohl auf die BTS 12 als auch 12A, so dass die Differenz im Abstand (Zeit) zwischen den beiden Basisstationen an jedem Punkt entlang der Hyperbel 16A konstant ist. In ähnlicher Weise wird die Hyperbel 16B gebildet zwischen den Basisstationen 12 und 12B und die Hyperbel 16C wird gebildet zwischen den Basisstationen 12A und 12B.
  • Wie in 2 gezeigt, schneiden bei idealisierter Abwesenheit von Messfehlern all drei Hyperbeln, d. h. Hyperbel 16A, 168 und 16C an dem Ort der Mobilstation 10. Es sollte jedoch verstanden werden, dass es bei in der realen Welt vorliegenden Messfehlern einige Fehler beim Bestimmen des Schnittpunktes gibt. Das Einschließen zusätzlicher Hyperbeln erhöht die Genauigkeit.
  • Unter fernerer Bezugnahme auf 2 repräsentieren unterbrochen dargestellte Kreise 18A, 18B und 18C Ankunftszeitentfernungen (TOA-Entfernungen) von den jeweiligen Basisstationen 12, 12A und 12B, wobei jede die absolute Ausbreitungszeit zwischen den jeweiligen Basisstation und der Mobilstation 10 repräsentiert. Wie bei den oben erwähnten Hyperbeln schneiden die Kreise auch am Ort der Mobilstation 10, eine andere Mobilstationsortsabschätztechnik zeigend.
  • Es sollte demnach verstanden werden, dass in dieser Trilaterationsart, d. h. entweder TDOA, TOA oder andere, die Position der Mobilstation 10 mit ausreichender Genauigkeit bestimmt werden kann zum Erfüllen des FCC-Auftrags.
  • Wie besprochen sind jedoch, obwohl TDMA-Systeme und Protokolle änderbar sind, für Anpassungen zum Aufnehmen der obigen Orstsabschätztechniken TDMA-Systeme und Protokolle schwierig anzupassen, um diese aufkommenden Erfordernisse zu erfüllen. Die in der oben erwähnten PCT-Veröfentlichung WO 99/21388 erläuterte Erfindung versucht nichtsdestotrotz, eine Lösung für die oben erwähnten Probleme bereitzustellen angesichts der Ortsbestimmungstechniken in CDMA-Systemen und vorgeschlagenen WCDMA-Systemen.
  • Unter nochmaliger Bezugnahme auf 1 wird eine erste Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie besprochen tritt ein Problem bei der Ortsabschätzung in CDMA-Systemen auf, wenn die Mobilstation sich einer gegebenen Basisstation, zum Beispiel der Basisstation 12 zu nahe annähert. Da eine Positionsortungstechnik oder Positionsortungs-Algorithmus, z. B. in einem Speicher 13 in der Basisstation 12 innewohnend, sich auf den Empfang von Timing-Information von minimal drei Basisstationen verlässt (in einigen Beispielen genügen zwei), ist die Mobilstation 10, wenn sie nahe zur Basisstation 12 kommt, zwangsweise am Weitesten entfernt von den anderen benachbarten Basisstationen. Als ein Ergebnis sind die Signal-zu-Stör-Verhältnisse (S/I) der Signalverbindungen zwischen der Mobilstation 10 und Fernbereichsbasisstationen, z. B. BTS 12A und 12B, verschlechtert. Mit anderen Worten, wenn die Mobilstation 10 sich an die Basisstation 12 nahe annähert, werden die Signale von dieser Basisstation den Mobilstationsempfänger in die Sättigung treiben, was einen Empfang von Signalen von den Basisstationen 12A und 12B (und anderen) verhindert.
  • Eine Lösung dieses Sättigungsproblems ist es die Basisstation 12 für eine kurze Zeitdauer abzuschalten in der Größenordnung von Millisekunden oder Bruchteilen davon, eine Ruheperiode in die Abwärtsstreckenverbindung einfügend, während welcher die Mobilstation 10 Signale empfangen kann, wie zum Beispiel ein Pilotsignal auf einem Pilotkanal von den entfernteren Basisstationen 12A und 12B und irgendwelchen anderen näheren Basisstationen. Auf diese Weise können die Vorteile der Ruheperioden in TDMA-Systemen in diese unterschiedliche Signalumgebung eingearbeitet werden.
  • Es sollte selbstverständlich verstanden werden, dass Auslöschungen oder Abschaltungen minimiert werden sollten zum Vermeiden von regelmäßigen Unterbrechungen der anderen Mobilstationen, d. h. der Mobilstation 10A10C, die ebenfalls in Kommunikation sind mit der Basisstation 12. Wie im Stand der Technik verstanden wird, nimmt das Synchronisationssignal eine Vielzahl von Information über die jeweilige Basisstation einschließlich eines Basisstationsidentifizierers für die Basisstation auf, einer Zeitreferenzinformation, die in den oben erwähnten Zeitverzögerungstechniken verwendet wird und andere Information. Der Pilotkanal, der für die Zielsuche verwendet wird, besteht üblicher Weise aus einer Folge von Nullen.
  • Es sollte verstanden werden, dass während der oben erwähnten Ruheperiode, die in den CDMA-Sendestrom eingefügt ist, TDOA, TOA oder andere Entfernungsschätzmessungen berechnet werden können und kombiniert werden in der oben erwähnten Weise zum sicheren Bestimmen des geographischen Ortes der Mobilstation 10 mit dem von FCC geforderten Grad an Genauigkeit. Es sollte verstanden werden, dass die bei der Ortsabschätzung verwendeten drei Basisstationen jene in 2 gezeigten sein können, d. h. Basisstation 12, 12A und 12B, wobei die Timing-Verzögerungsinformation für die Basisstation 12 im temporären Ruhestand berechnet wird gerade vor oder nach der Ruheperiode. Alternativ, wenn aus irgendwelchen Gründen, alle Messungen simultan auszuführen sind, können drei benachbarte Basisstationen z. B. die Basisstationen 12A, 12B und 12C statt dessen verwendet werden zum Berechnen der Position der Mobilstation 10 während der Ruheperiode der Basisstation 12.
  • Es gibt verschiedene Mechanismen, durch welche die Basisstation 12 die oben erwähnte Ruheperiode einfügen kann in das Downlink-CDMA-Breitbandsendesignal. Erstens kann die entsprechende Basisstation die erforderliche Ruheperiode von einem gegebenen Zeitintervall der Dauer von normalem Senden stehlen und sich auf konventionelle Maskierungstechnik verlassen zum Korrigieren der Informationslücke. Als Zweites, wie bei der Erläuterung der TDMA-Protokolle, können der Luftschnittstellenstandard von CDMA oder ähnliche Protokolle verwendet werden zum Bereitstellen der erforderlichen Ruhezeitperioden.
  • Da das simultane Energieabsenken von zwei oder mehr benachbarten Basisstationen, z. B. BTS 12 und 12A die während der Ruheperiode ausgeführten Messungen wertlos machen könnte, sollten die Ruheperioden in einer gegebenen Basisstation gemäss einer Zufalls- oder Pseudozufallstechnik generiert werden zum Vermeiden periodischen simultanen Basisstationsabschaltens. Es sollte selbstverständlich verstanden werden, dass eine erforderliche Pseudozufallswiederholung der Ruheperioden bei einer gegebenen Basisstation durch einen einzigartigen Basisstationswert bestimmt werden kann, der jeder Basisstation zugeordnet ist.
  • In einer alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung werden die zuvor erwähnten Ruheperioden in einer nicht zufälligen periodischen Weise verteilt, eine einfachere Luftschnittstellenentwurfsentscheidung präsentierend. Wie besprochen, ist der Vorteil des Verwendens von Zufallsruheperioden, dass eine gegebene Mobilstation weniger leicht gleichzeitig hohe Perioden antreffen wird von Basisstationen, die für die Ortsmessungen verwendet werden. Diese Periodizität kann jedoch erreicht werden unter Verwendung periodischer Ruheperioden, wenn eine Mobilstation ihrer Basisstation, z. B. die Mobilstation 10, jedes solche Auftreffen von gleichzeitiger oder nahezu gleichzeitiger in Konflikt befindender Ruheperioden der bedienenden Basisstation (d. h. der Basisstation 12), mitteilt. Auf den Empfang der (nahezu) simultanen Signale kann die Basisstation 12 dann ein Zeitsignal 22 zu der involvierten entsprechenden Basisstation, z. B. BTS 12A, senden zum Abstimmen der Periodizität der Ruheperioden der entsprechenden Basisstation, damit sie nicht länger koinzidiert mit der der Basisstation 12. Alternativ kann die Basisstation 12 ihre eigene Ruheperiodenzeitabstimmung abstimmen zum Vermeiden von Konflikten mit der anderen Basisstation BTS 12A. Es sollte verstanden werden, dass diese Zeitabstimmung oder Periodizitätsabstimmung auch eine Neuordnung der Ruheperiode innerhalb der CDMA-Rahmenstruktur oder eine Zeitverschiebung der gesamten Rahmenstruktur bilden kann, wie im Stand der Technik verstanden wird.
  • Da die Mobilstation 10 sicherstellen muss, dass eine Ruheperiode aufgetreten ist, zum Durchführen der oben erwähnten Pilotsignalmessungen, kann die Basisstation 12 ein Ruheperiodensignal vorübertragen zum Einleiten einer bevorstehenden Ruheperiode. Alternativ kann die MS 10 den oben erwähnten einzigartigen BTS-Wert verwenden zum Berechnen der Zeit des Auftretens der Ruheperiode für eine jeweilige BTS. Ferner kann die MS 10 das Auftreten einer Ruheperiode identifizieren und daraufhin das pseudozufällige Auftreten von aufeinanderfolgenden Ruheperioden gemäß einer gegebenen Periodizität oder eines Musters in bezug auf einen Algorithmus für ein solches Auftreten bestimmen. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die MS 10 nach dem Ausführen der oben erwähnten Entfernungsmessungen, z. B. Zeitverzögerungsabschätzung oder Leistungsmessungen, die gemessenen Entfernungswerte von den benachbarten Basisstationen auf die Wiederaufnahme von Kommunikationen mit der Basisstation 12 zu der Basisstation 12 sendet, welche einen Speicher einschließt und eine Prozedur zum Speichern und Durchführen der tatsächlichen Ortungsberechnungen.
  • Es sollte verstanden werden, dass alle Downlink-Sendungen zu den Mobilstationen nicht in der Basisstation 12 abgeschaltet zu werden brauchen, wie es in der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird. Stattdessen werden in einer zweiten alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung alle Übertragungen von der Basisstation 12 während einer oben erwähnten Ruheperiode mit Ausnahme des Pilotsignals von der Basisstation 12 beendet. Wie im Stand der Technik verstanden wird, wird speziell gemäß dem IS-95-Standard das oben erwähnte Pilotsignal durch die Mobilstation 10 verwendet zum Finden einer Basisstation. Der Synchronisations- oder Sync-Kanal wird dann verwendet durch die Mobilstation 10 zum Bestimmen, welche Basisstation gefunden wurde.
  • Ein Mechanismus der Mobilstation 10, der verwendet werden kann zum Bestimmen der Identität einer gefundenen Basisstation, ist es, die Mobilstation 10 den gefundenen PN-Folgenversatz für diese Basisstation senden zu lassen, wobei jede Basisstation ihren eigenen PN-Folgenversatz hat und wobei der Pilotkanal alleine die Basisstation identifiziert (nachdem die entsprechende Information bis zur Basisstation 12 geliefert worden ist, welche diese Bestimmung vornimmt). Es sollte jedoch verstanden werden, dass obwohl die vorliegenden Ausgestaltungsformen auf den momentanen IS-95-CDMA-Standard gerichtet sind, zukünftige CDMA-Standards zusätzlich verwendet werden können und andere Rundsendekanäle, die verwendet werden könnten zum Identifizieren der gefundenen Basisstationen. Entsprechend sollte der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nicht eingeschränkt werden auf die Verwendung nur mit dem derzeitigen Standard. Es sollte auch verstanden werden, dass in dieser zweiten alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung die Ruheperioden nicht pseudozufällig generiert zu werden brauchen, wenn die Mobilstation 10 Pilotsignale zum Messen verwendet.
  • In dem Aufwärtsstreckenverbindungs- bzw. Uplink-Szenario, d. h. Senden von der Mobilstation 10 zu der Basisstation 12, kann die oben beschriebene Ruheperiode des Sendens durch die Basisstation 12 verwendet werden durch die Basisstation 12 zum Durchführen von Zeitverzögerungs- oder anderen Messungen an entfernten Mobilstationen, z. B. einer der Mobilstationen 20A, 20B und 20C in Kommunikation mit der benachbarten Basisstation 12A. In dieser dritten alternativen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung wird die Positionsabschätzung der entfernten Mobilstation 20A durch die Basisstation 12 durch Stillsetzen aller oder mindestens der meisten Mobilstationen durchgeführt, z. B. der Mobilstationen 10, 10A, 10B und 10C, über die Basisstation 12 und Fokussieren der Trilateration (Dreiecksmesstechnik) oder anderer Techniken zur entfernten Mobilstation 20A unter Verwendung beispielsweise der Basisstationen 12, 12A und 12B, und irgendwelcher anderer benachbarter Basisstationen. Wie besprochen befindet sich die Mobilstation 20A, die auf denselben Frequenzen arbeitet, wir die Mobilstationen 10 und 10A10C, auch in Kommunikation mit der Basisstation 12 (und anderen in der Nähe befindlichen Basisstation) über ein Signal 24, welches die Basisstation 12 erreichen mag und andere Dreiecksmessungsbasisstationen, wie zum Beispiel Basisstation 12B, wenn der lokale Verkehr stillgeschaltet worden ist, d. h. während der Ruheperiode.
  • Mit anderen Worten, die Mobilstation 10, 10A und 10B sind nur während der Zeit der von ihrer lokalen Basisstation 12 an der entfernten Mobilstation 20A ausgeführten Messungen stillgesetzt. Wenn jedoch die Basisstation 12A die "ferne" Mobilstation 10 misst, sollten nur jene Mobilstationen nahe bei der Basisstation 12A, d. h. die lokalen Mobilstationen 20AC, still sein. Sicherlich sollten die Zahlen und Dauern solcher Sendeausfälle auf einem Minimum gehalten werden, um Interferenz mit normalem Sendeverkehr zu vermeiden.
  • Umgekehrt und mit fernerer Bezugnahme auf 2 kann die Positionsschätzung der Mobilstation 10 unter Verwendung der Basisstation 12A nach dem Stillsetzen der damit in Kommunikation stehenden Mobilstationen 20A20C durchgeführt werden, wie in Verbindung mit der in 2 gezeigten Technik beschrieben.
  • Es sollte demnach verstanden werden, dass die verwaltende Basisstation, z. B. die Basisstation 12, Zeitausrichtungsbefehle zu den Basisstationen 10 und 10A10C innerhalb ihrer Steuerung weiterleiten muss, um die Ruheperioden zwischen ihnen zu synchronisieren. Ein Mechanismus zum Erzielen dieser Ausrichtung ist, die CDMA-Rahmen der Mobilstationen 10 und 10A10C auszurichten, wie zuvor beschrieben.
  • Da eine Mobilstation 10A10C nicht nur Signalen von der angrenzenden Basisstation 12, sondern von allen benachbarten Basisstationen, wie zum Beispiel den Basisstationen 12A12D unterzogen werden, ist eine Strategie zur Zeitausrichtung, es den jeweiligen Mobilstationen zu ermöglichen, auf Befehle von der stärksten Basisstation im Bereich zu agieren. Diese Strategie stellt sicher, dass eine Mehrheit von Mobilstationen nahe bei einer gegebenen Basisstation mit dieser ausgerichtet sein wird.
  • Unter nochmaliger Bezugnahme auf das Downlink-Szenario der ersten und zweiten alternativen Ausgestaltungsformen der vorliegenden Erfindung sollte ersichtlich sein, dass die Basisstation 12 während ihrer eigenen Ruheperiode Eigenschaften von den anderen Basisstationen, wie zum Beispiel den Basisstationen 12A12D, messen kann, wie zum Beispiel Zeitverzögerungen für die Positionsabschätzung. Diese Ruheperiodenmessung durch die ausgeschaltete Basisstation ist nützlich in Situationen, in welchen die Mobilstation einige der zeitverzögerten Messungen ausführt, da typische Ortungslösungen Kenntnis über die absoluten Zeiten erfordert, die von den anderen Basisstationen verwendet werden. Konventionelle Systeme transportieren diese Information allgemein durch ein Weitverkehrsnetz, wie zum Beispiel über das PSTN 14 oder über eine ausgeprägte Leitung. Mit dem Ermöglichen der Basisstation, beispielsweise der BTS 12, die erforderlichen Zeitmessungen an ihren benachbarten Basisstationen, wie zum Beispiel BTS 12A und 12B, durchzuführen, die einbezogen sind während ihrer eigenen Ruheperiode, kann die Position der Mobilstation leicht bestimmt werden ohne ein Transportieren der absoluten Zeit der benachbarten Basisstationen durch das Netz.
  • Zusätzlich vermeidet die vorliegende Erfindung durch Ausnutzung von existierenden Systemen, insbesondere Signalen wie Pilotsignalen, zum Erfüllen des FCC-Mobilortungsauftrags die Verwendung spezieller Bereichsempfänger und anderer solcher zusätzlicher Ausrüstung für eine solche Ortung, wie zum Beispiel in US Patent 5,600,706 für Dunn, et al. beschrieben. Solche aufwendige Zusatzausrüstung verbraucht unnötigerweise Systemressourcen und arbeitet ziemlich abweichend vom System und Verfahren der vorliegenden Erfindung, die nachstehend dargelegt und beansprucht werden.
  • Es sollte verstanden werden, dass die oben erwähnten Ruheperioden nicht nur in existierende CDMA-Standards eingefügt werden können, sondern auch eingearbeitet werden können in zukünftige CDMA-Standards, welche das Einführen der Ruheperioden ohne Datenverluste ermöglicht würden.
  • Obwohl die derzeit bevorzugte Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung die Zeitintervalle von Sendeausfällen zur Ortspositionsbestimmung von Mobilstationen verwendet, sollte verstanden werden, dass der Schutzbereicht der Erfindung breiter die Verwendung solcher Sendeausfälle einschließt, die eingefügt werden durch das lokale Basisstationssystem und andernfalls auch für andere Zwecke.
  • Obwohl die vorstehenden Techniken eine Verbesserung über die Schwierigkeiten des Standes der Technik sind, zielt die Veröffentlichung WO 99/21388 auf einige zusätzliche Probleme, die in dieser sich immer weiterentwickelnden Technologie vorliegen. Beispielsweise ist das zuvor erwähnte Erfordernis der absoluten Zeitreferenzen in den Basisstationen oder das Timing zwischen Basisstationen ein Problem. In dieser Patentanmeldung haben die Anmelder ferner entdeckt, dass dieses Problem (und andere Probleme) effizient gelöst werden können mit Hilfe verschiedener Technologien und Ausgestaltungsformen, z. B. die Verwendung einer Ruheschlitzabwärtsstreckenverbindungstechnik bzw. "Idle-Slot-Downlink-Technik (IS-DL), wie nachstehend detaillierter dargelegt.
  • Die erforderliche Timing-Information wird vorzugsweise durch die Verwendung von Referenzmobilstationen erhalten, welche das relative Timing zwischen unterschiedlichen Basisstationen messen. Dieses Timing wird durch Berücksichtigen der Ausbreitungszeit von den Basisstationen zu der Referenzmobilstation erhalten. Selbstverständlich muss die tatsächliche Position der Referenzmobilstation bekannt sein, daher ihr Name. In einem System ohne Ruheschlitze, z. B. TDMA, ist die Referenzmobilstation vorzugsweise nahe an den Zellengrenzen angeordnet, um das oben erwähnte Nah-Fern-Problem auszuräumen, d. h., zu nahe Nähe zu einer bedienenden Basisstation und zu weites Entferntsein zu umgebenden Basisstationen. Dieses Erfordernis ist jedoch recht unkomfortabel, da die Referenzmobilstation dann ausreichende Leistung und vorzugsweise eine Netzverbindung haben muss, sowie eine erhabene Position (zum Reduzieren der Mehrpfadeffekte). Es sollte nichtsdestotrotz verstanden werden, dass die Referenzmobilstationen gemeinsam mit den Basisstation angeordnet sein können.
  • Wo die Timing-Information von einer Referenzmobilstation, z. B. MS 10 in 1, erhalten wird, liegt eine inhärente Redundanz vor, da nur eine Referenzmobilstation benötigt wird zum Bestimmen des Timings zwischen zwei Basisstationen, z. B. BTS 12 und BTS 12A oder zwischen der Basisstation 12 und einer anderen Basisstation 20 innerhalb einer Zelle 22, die durch die Basisstation 12 abgedeckt wird, wie in 3 dargestellt. Es sollte verstanden werden, dass die Basisstation 20, die einen Unterabschnitt 22A der überlagerten Zelle 22 abdeckt, eine Mikro- oder Pico-Basisstation sein kann, die den Bereich innerhalb des Unterabschnittes 25A bedient, z. B. ein gegebenes Gebäude oder einen Firmenpark. In diesem einfachen Szenario wird, wenn es ausreichende Hörbarkeit (Empfangbarkeit) zwischen den Basisstationen 12 und 12A sowie zwischen Basisstationen 12 und 20 gibt, mit der Referenzmobilstation 10 eine Timing-Information leicht erhalten werden und eine geographische Ortung ermöglicht.
  • Unter Bezugnahme wieder auf 3, ist die bedienende Basisstation 12, die die Zelle 22 abdeckt, umgeben von Basisstationen 12A12B, von welchen jede jeweils angrenzende Regionen innerhalb der Zellen 22A22D abdeckt. Wie diskutiert stehen die Basisstationen in Kontakt miteinander. Der Einfachheit halber sei die bedienende Basisstation, d. h. Basisstation 12 als BTS0 bezeichnet und die benachbarten Basisstationen BTS1, ... BTSN, z. B. BTS1 bis BTS4 für die Basisstation 12A12D. Kennzeichne die Zeit, die die Basisstation BTSi ihren DL-Rahmen Ti sendet mit der Zeit, die gemessen wird und der Zeitbasis der bedienenden Basisstation, d. h. BTS0. Es sollte verstanden werden, dass obwohl die spezielle zur Berechnung der Position verwendete Zeitbasis die der bedienenden Basisstation sein sollte, die Zeitbasis einer anderen Basisstation stattdessen verwendet werden kann. Kennzeichne die Timing-Differenz zwischen BTSi und BTSj durch Δij. In andern Worten: Tj = Tj + Δij (1)
  • Es sollte verstanden werden, dass zum Umsetzen der durch die Referenz-Mobilstation gemeldeten Zeiten in eine gemeinsame Zeitbasis Schätzungen der Timing-Differenzen erforderlich sind. Wenn die Zeitbasis BTS0 als eine Referenz verwendet wird, werden demgemäss Schätzungen für Δ0j (wobei j = 1 ... N gilt), benötigt. Es sollte verstanden werden, dass einige der j keine direkten Schätzungen verfügbar haben können, aber leicht geschätzt werden können unter Verwendung einfacher Identitäts- und Zuordnungsrelationen, wie zum Beispiel: Δij = –Δij; und (2) Δij = Δik + Δkj (3)
  • Obwohl eine direkte Schätzung für Δ0j verfügbar sein kann, sollte verstanden werden, dass es wertvoll sein kann, die Gleichungen (2) und (3) oben zu verwenden zum Verbessern der Schätzung. Beispielsweise, wenn K Schätzungen von Δ0j entweder von direkten Messungen oder von Messungen in anderen Basisstationen mit Gleichungen (2) und (3) erhalten werden, und wenn eine Messung i gekennzeichnet wird durch Δi und eine bekannte (oder geschätzte) Standardabweichung σi hat, dann kann eine verbesserte Schätzung erhalten werden aus den unten angegebenen gewichteten Summen:
    Figure 00240001
    wobei die verschiedenen Gewichte die folgende Anforderung erfüllen:
  • Figure 00240002
  • Die Varianz der Gleichung (4) unter der Annahme von Unabhängigkeit zwischen den Messungen wird bestimmt durch:
  • Figure 00240003
  • Eine Minimierung der Gleichung (6) in Bezug auf die Gewichte (ωi) bezüglich der Einschränkungen der Gleichung (5) resultieren in optimalen Gewichten, was ein standard quadratisches Programmierproblem darstellt, wo die Lösung gegeben ist durch:
  • Figure 00250001
  • Es sollte verstanden werden, dass die oben erwähnte verbesserte Abschätztechnik eine Art der Verwendung inhärenter Redundanz ist. Eine andere Technik, die in der Realität robuster sein könnte, ist, zusätzliche Schätzungen zu verwenden zum Erfassen von Ausreißern in den Timing-Schätzungen, d. h. größer als normal erwartete Fehler.
  • Wir wenden uns nun einigen Problemen innerhalb des WCDMA-Standards zu, z. B. wie durch das MTS-Protokoll (Universal Mobile Telephone System-Protokoll) vorgeschlagen, verwendet WCDMA zwei Codes: einen primären Synchronisationscode (PSC) und einen sekundären Synchronisationscode (SSC), welche zum Durchführen von Zellenabsuchen verwendet werden. Beispielsweise kann in WCDMA das oben erwähnte IS-DL-Ortungsverfahren Positionierungsmessungen unter Verwendung der PSC- und SSC-Codes durchführen. Insbesondere verwendet jede Basisstation, z. B. die Basisstationen 12 und 12A12D in 1 und 3, einen gemeinsamen 256-Chip-PSC-Code, welcher einmal während jedes Schlitzes übertragen wird (wobei ein Rahmen aufgeteilt ist in 16 Schlitze).
  • Die Mobilstation 10, wie in 1 und 3 gezeigt, korreliert, z. B. mit einem abgestimmten Filter darin die PSC-Übertragungen in dem Bereich und findet die jeweiligen Schlitz-Timings der Basisstationen in dem Bereich, z. B. der Basisstationen 12 und 12A12D oder einer Untergruppe davon. Da jedoch die PSC-Übertragungen dieselben sind, verfehlt die Korrelation, die Basisstationsquelle der jeweiligen PSC-Übertragung zu identifizieren.
  • Die SSC sind unterschiedlich und einzigartig konfiguriert und ermöglichen eine Mobilsstationsidentifikation. Insbesondere sind die SSCs aufgebaut durch Auswählen von 16 Codes in einer gegebenen Reihenfolge aus einem Satz von siebzehn (17) 256-Chip-Codes. Aus einer Gesamtzahl von 32 SSCs kann die Codegruppe einer gegebenen Basisstation bestimmt werden. Die unterschiedlichen Abschnitte des SSC werden zu derselben Zeit wie der PSC übertragen, d. h. ein 256-Chip-Abschnitt auf einmal. Entsprechend wird, wenn die Mobilstation 10 den SSC von einer speziellen Basisstation erfasst, die Codegruppe von dieser Basisstation gemeinsam mit dem Rahmen-Timing erfasst. Bei typischem Zellenabsuchen erfasst die Mobilstation dann den sogenannten Lang-Code, der von dem BCCH verwendet wird. Beim Positionieren kann jedoch der Signal-zu-Stör-Pegel (S/I) zu niedrig sein, um den Lang-Code zu erhalten und die Korrellationszeit würde verlängert. Entsprechend ist es wünschesnwert, die Identität der speziellen Basisstation, die das Signal sendet, ohne Zugriff auf den BCCH zu bestimmen.
  • Wenn die Mobilstation 10 beauftragt wird, sich selbst zu orten, ist sie bereits mit einer Basisstation verbunden, d. h. der Basisstation 12 in 1 und 3. Entsprechend ist zusätzliche Information verfügbar zum Erleichtern der Suche. Es sollte sicherlich verstanden werden, dass wenn die Mobilstation sich im Ruhezustand befindet, zuerst eine Verbindung eingerichtet werden muss. Nützliche Information schließt ein, aber ist nicht beschränkt auf das geschätzte Timing der benachbarten Basisstationen, welche SSC-Codes jede Basisstationen verwenden (oder äquivalent die Codegruppen jener Basisstationen) und die Position und das exakte Timing der benachbarten Basisstationen. Wenn die erforderliche Timing-Information verfügbar ist, kann die Mobilstation 10 dann ein viel kleineres Zeitfenster suchen. Ferner kann die Mobilstation die PSC- und SSC-Korrelationen gleichzeitig bestimmen. In einem Aufwand zum Verbessern der Wahrscheinlichkeit des Hörens schwacher Basisstationen, können nicht-koheränte Kombinationen von Korrelationsergebnissen von unterschiedlichen Ruheschlitzen verwendet werden. Zusätzlich wird es, wenn das näherungsweise Timing bekannt ist, durch Berechnen möglich, den BCH direkt zu verwenden, statt den PSC/SSC.
  • Die Position und das exakte Timing der oben beschriebenen Basisstationen kann durch die Mobilstation zum Berechnen der Position selbst verwendet werden, welches nützlich wäre in Situationen, die kontinuierlich eine Position verfolgen, z. B. Navigation. Die Position kann ohne Rückwärtsverbindungskommunikation erhalten werden.
  • Es sollte verstanden werden, dass die gesamte Ruheperiode für Signalausfall mindestens einen Schlitz lang sein sollte, um sicherzustellen, dass alle möglichen PSC/SSC-Kombinationen von allen Basisstationen gehört werden. Ein gesamter Schlitz kann jedoch abgedeckt werden durch Aufteilen des Ruheschlitzes in einige Segmente. Beispielsweise kann die erste Hälfte eines Schlitzes im Ruhezustand sein in einem Rahmen und im nächsten Rahmen kann die zweite Hälte im Ruhezustand sein. Jede Ruheperiode enthält vorzugsweise eine Schutzperiode, um sicherzustellen, dass der gesamte Code während einer der Ruheperioden gehört werden kann. Daher gibt es einen Wettbewerb zwischen totaler Schutzzeit, die verwendet wird und der Länge der Ruheperioden. Kürzere Ruheperioden erzielen eine kleinere Bit-Fehlerrate (BER) und Rahmenfehlerrate (FER).
  • Ein anderes Problem angesichts mobiler Ortungstechniken insbesondere innerhalb eines sich entwickelnden UMTS-WCDMA-Standards, ist ein Ankunftszeit-/Basisstations-Paarungsproblem bzw. Time-of-Arrival/BTS-Pairing Problem (TOA-BTS), welches durch die beschränkte Anzahl von verfügbaren SSCs verursacht wird. Da beim Oten die Mobilstation 10 eine TOA (Ankunftszeit) eines gegebenen SSCs meldet, wie in 2 dargestellt, ist das Problem des TAO- BTS-Pairing bzw. der Ankunftszeit-/Basisstations-Paarung das Bestimmen, welche Basisstation den speziellen SSC gesendet hat. Es wurde herausgefunden, dass dieses Problem reduziert werden kann durch geeignetes Entwerfen des Systems und Netzes. Beispielsweise, wenn das System, von dem nur ein Abschnitt in den Figuren gezeigt ist, geplant ist mit vielen identifizierenden SSCs, ist es viel leichter, zu bestimmen, von welcher Basisstation ein gegebener SSC stammt. Eine bevorzugte Lösung unter Verwendung gespreizter Hadamard-Codes ist ein Beispiel eines geeigneten Designs mit mehreren SSCs, das nicht die Berechnungslast des Identifizierens signifikant erhöht. Es sollte leicht ersichtlich sein, dass größere Frequenzwiederbenutzungsdistanzen auch die Ankunftszeit-/Basisstations-Paarung erleichtern würde. Für Situationen, in welchen dicht beabstandete Basisstationen denselben SSC verwenden, lässt eine Versatzplanung die Verwendung zu unterschiedlichen Zeiten zu, hierdurch die Identifikation der Ursprungs-Basisstation erleichternd. Ein Problem, mit dieser Methode ist der Bedarf von quasi-synchronisierten Basisstationen, d. h. GPS- oder stabile Netzverbindungen. Obwohl es möglich ist, dies ohne Synchronisation zu erreichen, z. B. zwei Basisstationen mit ähnlichen Sendezeiten verschobenem Timings, ist diese Methode auch mit Problem behaftet.
  • In einem Netz, das entworfen und konfiguriert ist zum Erleichtern von TOA-BTS-Paarung, gibt es verschiedene Mechanismen, um dies zu erzielen. Als ein Anfangsschritt sollten ähnliche Kandidaten ausgewählt werden und unähnliche Kandidaten verworfen. Diese Anfangsauswahl kann auf verschiedenen Techniken basieren: geschätzter Leistung, vorangegangener Basisstationen und Ausschalt-Timing. Bei der Technik der geschätzten Leistung werden Vorhersagen ausgeführt bezüglich einer mittleren Empfangsleistung von jeder der Kandidatenbasisstationen innerhalb der Zelle der Mobilstation. Jene unterhalb eines gegebenen Leistungsschwellwertes werden zurückgewiesen. Ein Vorteil dieser Technik ist, dass die benötigten Berechnungen offline ausgeführt werden können und nur neuberechnet werden, wenn sich etwas im Netz ändert. Die verbleibenden Basisstationen bilden dann eine Anfangskandidatenliste. In ähnlicher Weise, wenn eine Basisstation nicht in eine Ortung oder ein SOHO für eine Mobilstation in der momentanen Zelle nach einer signifikanten Zeitdauer einbezogen worden ist, entfernt die vorangegangene Basisstation diese Basisstation von der Kandidatenliste. Schließlich ist es bei der Timing-Aus-Technik unter Verwendung einer näherungsweisen MS-Position einfacher, eine geeignete Ankunftszeit vorherzusagen, zu der die Mobilstation für eine gegebene Basisstation melden wird. Wenn der Unterschied zwischen der vorhergesagten Ankunftszeit und der gemeldeten Ankunftszeit für diese gegebene Basisstation größer ist als die Ungewissheit der Mobilstationspositionen, wird diese gegebene Basisstation von der Kandidatenliste entfernt. Wo Zellen relativ klein sind und ein Basisstations-Timing zufällig, gibt es eine große Wahrscheinlichkeit, dass falsche Basisstationen zurückgewiesen werden durch diese Technik. Beispielsweise, wenn die Zeitungewissheit entsprechend der Postionsungewissheit 64 Chip-Intervalle ist, gibt es eine 99,8% Wahrscheinlichkeit von falschen Basisstationszurückweisungen. Wenn SSC-Timing geplant ist, wird diese Wahrscheinlichkeit ansteigen.
  • In der Praxis gibt es eine große Wahrscheinlichkeit, dass nach dem Anwenden der obigen Techniken vorzugsweise Kombinationen davon, nur eine Basisstation aus der Kandidatenliste verbleibt. Es sollte nichtsdestotrotz verstanden werden, dass in einem kleinen Bruchteil von Fällen, zwei (oder mehr) Basisstationen in der Kandidatenliste für einen gegebenen SSC verbleiben. Zum Zwecke der Einfachheit annehmend, dass es zwei verbleibende Basisstationen in der Kandidatenliste gibt (obwohl die nachstehenden Verfahren auch für größere Anzahlen komplexiert werden können), werden zwei unterschiedliche Situationen präsentiert. In der ersten gibt es nur eine Ankunftszeit (TOA), die für den SSC gemeldet worden ist und in der anderen Situation gibt es zwei. Um es einfach auszudrücken, im ersten Fall ist das Problem, zu bestimmen, welche Basisstation den erfassten SSC verursacht hat und im zweiten Fall ist das Problem, die Basisstationen mit der korrekten Ankunftszeit in Übereinstimmung zu bringen. Um diese verfeinerte Auswahl vorzunehmen können Lang-Codeerfassungs- bzw. LC-Erfassungs-, Berechnungs- und/oder Leistungschätztechniken verwendet werden.
  • Wie diskutiert, ist, wenn die Mobilstation den Lang-Code erfassen kann, d. h. den BCCH einer der Basisstationen, das Paarungsproblem gelöst. Das Signal-zu-Rauschverhältnis muss jedoch in diesem Fall recht hoch sein. Bei der Rechnungstechnik wählt bei einer gegebenen Kostenfunktion das Verfahren die Basisstation aus, die die beste Kurvenübereinstimmung bereitstellt. In dem zweiten Fall, der zuvor beschrieben worden ist, wird die Ankunftszeit-Basisstations-Kombination, die am besten zur Kostenfunktion passt, ausgewählt. Wenn die Mobilstations-Position berechnet werden kann ohne den SSC (und seine Basisstationsugewissheit), dann kann diese Position verwendet werden zum Eliminieren der anderen möglichen Auswahlen. Wenn jedoch die Basisstations-Timings an der Mobilstationspostion ähnlich sind, hat die Rechentechnik Schwierigkeiten beim Auswählen der korrekten Basisstation, da die beiden "Übereinstmmungen" ebenfalls ähnlich sind. Es ist demnach am besten, solche Mehrdeutigkeiten aus dem Auswahlprozess auszuschließen, obwohl die Rechentechnik nötigenfalls eine Auswahl treffen kann. Es sollte verstanden werden, dass, wenn die Timing-Differenz der beiden Basisstationen an der Mobilstationsposition sehr gering ist, der Positionsfehler, der verursacht wird durch das Auswählen der falschen Basisstation, gering ist.
  • Wo die Rechentechnik Auflösungsschwierigkeiten hat und die Mobilstationsposition nicht berechnet werden kann ohne die Unterstützung dieser Ankunftszeit, kann die oben erwähnte Leistungsschätztechnik verwendet, wie oben in Verbindung mit der Anfangsauswahl beschrieben. Die Basisstation mit der passenden besten geschätzten Leistung wird ausgewählt.
  • Die vorangegangene Beschreibung bezieht sich auf bevorzugte Ausgestaltungsformen zum Implementieren der Erfindung und der Schutzbereich der Erfindung sollte nicht notwendiger Weise beschränkt werden durch diese Beschreibung. Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist stattdessen definiert durch die folgenden Patentansprüche.

Claims (51)

  1. Funkkommunikationssystem zum Bestimmen eines geographischen Orts einer Mobilstation darin, wobei das Funkkommunikationssystem umfasst: eine Referenz-Timing-Vorrichtung zum Empfangen einer Vielzahl von Zeitankunftssignalen bzw. TOA-Signalen von mindestens einer benachbarten Basisstation und einem bedienenden Basisstationssystem BTS, wobei jeweilige des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems ein jeweiliges zugeordnetes Sende-Timing haben, und die Referenz-Timing-Vorrichtung sich an einer Referenzortsposition innerhalb des Funktkommunikationssystems befindet; eine Vorrichtung zum Auswählen von mindestens einer voraussichtlichen TOA-BTS-Paarung; und eine Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der geographischen Ortsposition der Mobilstation MS innerhalb des Funkkommunikationssystems unter Verwendung der Referenzortsposition und der mindestens einen voraussichtlichen TOA-BTS-Paarung.
  2. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei das Funkkommunikationssystem ferner ein CDMA Zellulartelefonsystem umfasst.
  3. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 2, wobei das Funkkommunikationssystem ferner ein Breitband-CDMA Zellulartelefonsystem umfasst.
  4. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 1, wobei die Referenz-Timing-Vorrichtung jeweilige Timining-Differenzen zwischen den jeweiligen Sende-Timings berechnet.
  5. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 4, wobei die Berechnungsvorrichtung eine Ruheschlitz-Downlink-Verbindung verwendet.
  6. Funkkommunikatonssystem nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine benachbarte Basisstationssystem und das bedienende Basisstationssystem jeweils Ruheperioden auf jeweiligen Downlink-Verbindungen zu der Mobilstation einfügen.
  7. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei die jeweiligen Ruheperioden des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems nicht gleichzeitig auftreten.
  8. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei mindestens zwei der jeweiligen Ruheperioden der jeweiligen des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems gleichzeitig auftreten.
  9. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 8, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Melden des gleichzeitigen Auftretens der mindestens zwei Ruheperioden und der Identität der jeweils gleichzeitig im Ruhezustand befindlichen dazu korrespondierenden Basisstationssysteme zu dem bedienenden Basisstationssystem.
  10. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei das Basisstationssystem eingerichtet ist zum Übertragen eines Zeitsignals zu mindestens einem der simultan im Ruhezustand befindlichen Basisstationssysteme, wobei das Zeitsignal eine Abgleichzeit spezifiziert für mindestens eines der sich simultan im Ruhezustand befindenden Basisstationssysteme zum Abgleichen des Timings der Ruheperiode.
  11. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei das Zeitsignal ein Wiederanordnen der Ruheperiode in der Rahmenstruktur des mindestens einen simultan im Ruhezustand befindenden Basisstationssystems spezifiziert.
  12. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 10, wobei das Zeitsignal eine Verschiebung einer Rahmenstruktur des mindestens einen simultan im Ruhezustand befindlichen Basisstationssystems spezifiziert.
  13. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Berechnen der Zeit des Auftretens einer nachfolgenden Ruheperiode durch ein gegebenes von dem mindestens einem benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem.
  14. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 13, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Durchführen von Positionsberechnungen während des Auftretens der nachfolgenden Ruheperiode.
  15. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 14, wobei die Positionsberechnung ausgewählt wird aus der Gruppe bestehend aus Ankunftszeitdifferenz, Ankunftszeit und Ankunftswinkel.
  16. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 14, wobei die Positionsberechnungen durchgeführt werden an sekundären Synchronisationscodes, die von einem oder mehreren des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems gesendet werden.
  17. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 16, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Bestimmen eines gegebenen des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems, von welchem der sekundäre Synchronisationscode übertragen wird.
  18. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 14, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Eliminieren eines gegebenen von den gegebenen benachbarten Basisstationssystemen aus den Positionsberechnungen.
  19. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 14, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Senden der Positionsberechnung zu dem bedienenden Basisstationssystem.
  20. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 19, wobei die Rechenvorrichtung zum Berechnen der geographischen Ortsposition der Mobilstation innerhalb eines gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem angeordnet ist.
  21. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 14, wobei das bedienende Basisstationssystem eingerichtet ist zum Übertragen des jeweiligen Sende-Timings des mindestens einen der benachbarten Basisstationssysteme und des bedienenden Basisstationssystems zu der Mobilstation.
  22. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 21, wobei die Rechenvorrichtung zum Berechnen der geographischen Ortsposition der Mobilstation innerhalb der Mobilstation angeordnet ist.
  23. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Identifizieren des Auftretens einer ersten Ruheperiode von einem ersten des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems oder des bedienenden Basisstationssystems, und daraus die erwartete Zeit des Auftretens einer darauffolgenden Ruheperiode bei dem gegebenen einen Basisstationssystem bestimmt.
  24. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 23, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Durchführen von Positionsberechnungen während des Auftretens der nachfolgenden Ruheperiode.
  25. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die Positionsberechnungen ausgewählte aus der Gruppe bestehend aus Ankunftszeitdifferenz, Ankunftszeit und Ankunftswinkel sind.
  26. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die Positionsberechnungen vorgenommen werden an sekundären Synchronisationscodes, die von einem oder mehreren von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem gesendet werden.
  27. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 26, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Bestimmen eines gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem, von welchem der sekundäre Synchronisationscode gesendet wird.
  28. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Eliminieren eines gegebenen von den benachbarten Basisstationssystemen aus den Positionsberechnungen.
  29. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die Mobilstation eingerichtet ist zum Übertragen der Positionsberechnungen zu dem bedienenden Basisstationssystem.
  30. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 29, wobei die Rechenvorrichtung zum Berechnen der geographischen Ortsposition innerhalb eines gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem angeordnet ist.
  31. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei das bedienende Basisstation eingerichtet ist zum Übertragen der jeweiligen Sende-Timings von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem zu der Mobilstation.
  32. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 31, wobei die Berechnungsvorrichtung zum Berechnen der geographischen Ortsposition der Mobilstation innerhalb der Mobilstation angeordnet ist.
  33. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei die Ruheperioden mindestens einen Schlitz lang sind.
  34. Funkkommunikationssystem nach Anspruch 6, wobei die Ruheperioden jeweils eine Vielzahl von Ruhe-Sub-Perioden umfassen mit einem Ruhesummenäquivalent zu einer der Ruheperioden.
  35. Verfahren zum Bestimmen einer geographischen Ortsposition einer Mobilstation innerhalb eines Funkkommunikationssystems, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Empfangen einer Vielzahl von dazu entsprechenden Ankunftszeitsignalen bzw. TOA-Signalen von mindestens einem benachbarten Basisstationssystem BTS und einem bedienenden Basisstationssystem BTS durch eine an einer Referenzortsposition innerhalb des Funkkommunikationssystems angeordneten Referenz-Timing-Einrichtung; Messen jeweiliger dazu zugeordneter Sende-Timings für jedes des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems BTS und des bedienenden Basisstationssystems BTS; und Auswählen mindestens einer voraussichtlichen TOA-BTS-Paarung; und Berechnen der geographischen Ortsposition der Mobilstation innerhalb des Funkkommunikationssystems aus den jeweiligen Sende-Timings der Referenzortsposition und der mindestens einen voraussichtlichen TOA-BTS-Paarung.
  36. Verfahren nach Anspruch 35, außerdem die Schritte umfassend: Berechnen, durch ein gegebenes des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems oder des bedienenden Basisstationssystems, jeweiliger Timing-Differenzen zwischen den jeweiligen Sende-Timings, wobei die jeweiligen Timing-Differenzen berechnet werden unter Verwendung der jeweiligen Sende-Timings und des Referenzortes der Referenz-Timing-Einrichtung.
  37. Verfahren nach Anspruch 35, ferner den Schritt umfassend: Stillsetzen jedes von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem auf den jeweiligen Abwärtsstreckenverbindungen bzw. Downlinks zu der Mobilstation.
  38. Verfahren nach Anspruch 37, wobei der Stillsetz-Schritt ferner umfasst: willkürliches Vornehmen des Stillsetzens des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems, wobei das willkürliche Vornehmen ein nicht-simultanes Stillsetzen des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems bereitstellt.
  39. Verfahren nach Anspruch 37, ferner umfassend: Berechnen der Zeit eines Auftretens einer nachfolgenden Ruheperiode von einem gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem durch die Mobilstation.
  40. Verfahren nach Anspruch 39, ferner die Schritte umfassend: Ausführen von Positionsberechnungen in der Mobilstation durch die Basisstation während der nachfolgenden Stillsetz-Periode.
  41. Verfahren nach Anspruch 40, wobei die Positionsberechnungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus der Ankunftszeit, der Ankunftszeitdifferenz und dem Ankunftswinkel.
  42. Verfahren nach Anspruch 40, außerdem den Schritt umfassend: Senden der jeweiligen Timing-Differenzen des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems von dem bedienenden Basisstationssystem zu der Mobilstation.
  43. Verfahren nach Anspruch 42, wobei der Schritt des Berechnens der geographischen Ortsposition innerhalb der Mobilstation ausgeführt wird.
  44. Verfahren nach Anspruch 40, außerdem den Schritt umfassend: Senden der Positionsberechnungen von der Mobilstation zu dem bedienenden Basisstationssystem.
  45. Verfahren nach Anspruch 44, wobei der Schritt des Berechnens der geographischen Ortsposition innerhalb eines gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem ausgeführt wird.
  46. Verfahren nach Anspruch 39, außerdem umfassend: Bestimmen des Auftretens einer ersten Stillsetz-Periode eines gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem durch die Mobilstation; und Berechnen der erwarteten Zeit des Auftretens einer nachfolgenden Stillsetz-Periode des gegebenen Basisstationssystems durch die Mobilstation.
  47. Verfahren nach Anspruch 46, wobei die Positionsberechnungen ausgewählt werden aus der Gruppe bestehend aus Ankunftszeit, Ankunftszeitdifferenz und Ankunftswinkel.
  48. Verfahren nach Anspruch 46, außerdem den Schritt umfassend: Senden der jeweiligen Timing-Differenzen des mindestens einen benachbarten Basisstationssystems und des bedienenden Basisstationssystems von dem bedienenden Basisstationssystem zu der Mobilstation.
  49. Verfahren nach Anspruch 48, wobei der Schritt des Berechnens der geographischen Ortsposition innerhalb der Mobilstation ausgeführt wird.
  50. Verfahren nach Anspruch 46, außerdem den Schritt umfassend: Senden der Positionsberechnungen von der Mobilstation zu dem bedienenden Basisstationssystem.
  51. Verfahren nach Anspruch 50, wobei der Schritt des Berechnens der geographischen Ortsposition innerhalb eines gegebenen von dem mindestens einen benachbarten Basisstationssystem und dem bedienenden Basisstationssystem durchgeführt wird.
DE2001603848 1997-10-16 2001-01-19 Einrichtung und verfahren zur ortung einer mobil-station in einem zellularen cdma system Active DE60103848T2 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US488817 2000-01-20
US09/488,817 US6671514B1 (en) 1997-10-16 2000-01-20 System and method for location positioning a mobile station in a CDMA cellular system
PCT/SE2001/000097 WO2001054422A2 (en) 2000-01-20 2001-01-19 System and method for location positioning a mobile station in a cdma cellular system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60103848D1 DE60103848D1 (de) 2004-07-22
DE60103848T2 true DE60103848T2 (de) 2005-07-14

Family

ID=23941243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2001603848 Active DE60103848T2 (de) 1997-10-16 2001-01-19 Einrichtung und verfahren zur ortung einer mobil-station in einem zellularen cdma system

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6671514B1 (de)
EP (1) EP1249150B1 (de)
JP (1) JP4549603B2 (de)
CN (1) CN1212043C (de)
AT (1) AT269628T (de)
AU (1) AU2899601A (de)
DE (1) DE60103848T2 (de)
WO (1) WO2001054422A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007057563A1 (de) * 2007-11-29 2009-06-18 Thales Defence Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zugriff auf ein mobiles Endgerät in einem digitalen zellulären Mobilfunknetz

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0006297D0 (en) * 2000-03-15 2000-05-03 Nokia Networks Oy Locating a wireless station
FR2808160B1 (fr) * 2000-04-21 2004-05-28 Mitsubishi Electric Inf Tech Procede de determination de la position d'une station mobile d'un reseau de telecommunication mobile
GB0022634D0 (en) * 2000-09-15 2000-11-01 Koninkl Philips Electronics Nv Secondary station and method of operating the station
GB0023366D0 (en) * 2000-09-23 2000-11-08 Koninkl Philips Electronics Nv Mobile radio terminal and related method and system
US6947978B2 (en) * 2000-12-29 2005-09-20 The United States Of America As Represented By The Director, National Security Agency Method for geolocating logical network addresses
FI20010079A (fi) * 2001-01-12 2002-07-13 Nokia Corp Paikannusmenetelmä ja radiojärjestelmä
US6941144B2 (en) 2001-09-14 2005-09-06 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for detecting excess delay in a communication signal
US20030054837A1 (en) * 2001-09-17 2003-03-20 Ennis Mark Kieran Telephone call routing system and method
US7006838B2 (en) * 2002-11-27 2006-02-28 Cognio, Inc. System and method for locating sources of unknown wireless radio signals
FI20021299A0 (fi) 2002-07-01 2002-07-01 Nokia Corp Menetelmä ja järjestely paikannuksen liittyvien aikamittausten tarkentamiseksi radiojärjestelmässä
JP2005535886A (ja) * 2002-08-13 2005-11-24 ディーアールエス コミュニケーションズ カンパニー,エルエルシー ネットワーク・モバイル通信デバイスの相対位置を決定するための方法およびシステム
DE60238980D1 (de) * 2002-08-28 2011-03-03 Cambridge Positioning Sys Ltd Verbesserungen in Funkortungsystemen
US6907010B2 (en) * 2002-10-11 2005-06-14 Interdigital Technology Corporation Dynamic radio link adaptation for interference in cellular systems
US8483717B2 (en) 2003-06-27 2013-07-09 Qualcomm Incorporated Local area network assisted positioning
US8971913B2 (en) 2003-06-27 2015-03-03 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for wireless network hybrid positioning
US7319878B2 (en) 2004-06-18 2008-01-15 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for determining location of a base station using a plurality of mobile stations in a wireless mobile network
JP2006074322A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 Nec Corp 基地局、移動局およびその送信電力制御方法
CA2619642C (en) 2005-10-21 2014-07-29 T-Mobile Usa, Inc. System and method for determining device location in an ip-based wireless telecommunications network
US9042917B2 (en) 2005-11-07 2015-05-26 Qualcomm Incorporated Positioning for WLANS and other wireless networks
WO2007121331A2 (en) 2006-04-13 2007-10-25 T-Mobile, Usa, Inc. Mobile computing device geographic location determination
KR101017971B1 (ko) * 2006-05-30 2011-03-02 삼성전자주식회사 광대역 무선접속 시스템에서 유휴상태의 위치 갱신 장치 및방법
US20080009295A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-10 Nicole Brousseau Method for the high accuracy geolocation of outdoor mobile emitters of CDMA cellular systems
CA2620617A1 (en) 2006-10-20 2008-04-20 T-Mobile Usa, Inc. System and method for utilizing ip-based wireless telecommunications client location data
CA2620249C (en) 2006-10-20 2016-04-19 T-Mobile Usa, Inc. Two stage mobile device geographic location determination
EP2084917B1 (de) 2006-10-20 2019-05-01 T-Mobile USA, Inc. System und verfahren zur bestimmung von bereichsinformationen über einen abonnenten
US9226257B2 (en) 2006-11-04 2015-12-29 Qualcomm Incorporated Positioning for WLANs and other wireless networks
US7783301B2 (en) * 2006-12-19 2010-08-24 The Boeing Company Method and device for determining a location of a communications device
US8155662B2 (en) * 2007-02-19 2012-04-10 Microsoft Corporation Self-configuring wireless network location system
US8280399B2 (en) * 2008-03-04 2012-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for controlling location update and paging, considering location characteristics of mobile station in a communication system
JP5282491B2 (ja) * 2008-09-02 2013-09-04 富士通株式会社 移動通信システム、および位置検出方法
US8614975B2 (en) 2008-09-19 2013-12-24 Qualcomm Incorporated Synchronizing a base station in a wireless communication system
US8391401B2 (en) * 2008-09-23 2013-03-05 Qualcomm Incorporated Highly detectable pilot structure
US9037155B2 (en) * 2008-10-28 2015-05-19 Sven Fischer Time of arrival (TOA) estimation for positioning in a wireless communication network
US8160609B2 (en) 2008-11-26 2012-04-17 Andrew Llc System and method for multiple range estimation location
US8249622B2 (en) 2008-11-26 2012-08-21 Andrew, Llc System and method for multiple range estimation location
US8982851B2 (en) 2009-01-06 2015-03-17 Qualcomm Incorporated Hearability improvements for reference signals
US8718592B2 (en) 2009-05-15 2014-05-06 T-Mobile Usa, Inc. Mobile device location determination using micronetworks
US8311557B2 (en) * 2009-05-15 2012-11-13 T-Mobile Usa, Inc. Facility for selecting a mobile device location determination technique
US7994982B2 (en) * 2009-06-12 2011-08-09 Raytheon Company Method and apparatus for bounded time delay estimation
CN101931857B (zh) * 2009-06-19 2013-04-24 华为技术有限公司 定位参考信号发送和接收方法、装置及系统
US8688139B2 (en) 2009-09-10 2014-04-01 Qualcomm Incorporated Concurrent wireless transmitter mapping and mobile station positioning
CN102111853B (zh) * 2009-12-25 2015-11-25 联想(北京)有限公司 一种自动切换网络连接的方法、装置及移动终端
US8472974B2 (en) 2010-04-28 2013-06-25 T-Mobile Usa, Inc. Location continuity service for locating mobile devices using multiple access networks including wireless telecommunication networks
US9094927B2 (en) 2010-04-28 2015-07-28 T-Mobile Usa, Inc. Location continuity service for locating mobile devices using multiple access networks including wireless telecommunication networks
US9091746B2 (en) 2010-07-01 2015-07-28 Qualcomm Incorporated Determination of positions of wireless transceivers to be added to a wireless communication network
US9112667B1 (en) * 2010-08-31 2015-08-18 William Woodcock Geolocation
US9609619B2 (en) * 2010-08-31 2017-03-28 William E. Woodcock, IV Geolocation
US9538494B2 (en) 2013-11-26 2017-01-03 At&T Intellectual Property I, L.P. Time distance of arrival based mobile device location detection with disturbance scrutiny

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5293645A (en) 1991-10-04 1994-03-08 Sharp Microelectronics Technology, Inc. Apparatus and method for locating mobile and portable radio terminals in a radio network
US5600706A (en) * 1992-04-08 1997-02-04 U S West, Inc. Method and system for determining the position of a mobile receiver
US5768380A (en) * 1995-09-27 1998-06-16 Motorola, Inc. Method for sending a communication unit parameter to a plurality of communication units
US6021330A (en) * 1997-07-22 2000-02-01 Lucent Technologies Inc. Mobile location estimation in a wireless system using designated time intervals of suspended communication
GB9717844D0 (en) 1997-08-23 1997-10-29 The Technology Partnership Plc Improvements in,or relating to,digital cellular radio communication networks
US6157842A (en) 1997-10-16 2000-12-05 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson System and method for positioning a mobile station in a CDMA cellular system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007057563A1 (de) * 2007-11-29 2009-06-18 Thales Defence Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zugriff auf ein mobiles Endgerät in einem digitalen zellulären Mobilfunknetz
DE102007057563B4 (de) * 2007-11-29 2012-09-20 Thales Defence Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Zugriff auf ein mobiles Endgerät in einem digitalen zellulären Mobilfunknetz

Also Published As

Publication number Publication date
JP4549603B2 (ja) 2010-09-22
US6671514B1 (en) 2003-12-30
EP1249150A2 (de) 2002-10-16
WO2001054422A2 (en) 2001-07-26
DE60103848D1 (de) 2004-07-22
WO2001054422A3 (en) 2002-01-17
AU2899601A (en) 2001-07-31
CN1212043C (zh) 2005-07-20
AT269628T (de) 2004-07-15
EP1249150B1 (de) 2004-06-16
JP2003520532A (ja) 2003-07-02
CN1421112A (zh) 2003-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9374728B2 (en) Techniques for measuring a location of UE
US9955476B2 (en) Methods and systems for providing enhanced position location in wireless communications
JP5770867B2 (ja) 構造内カバレージ・システムでのユーザ位置決めをサポートする方法
JP6567593B2 (ja) 無線伝送システムにおけるユーザ機器位置特定のための方法およびシステム
US8675666B2 (en) Systems and methods for distributing GPS clock to communications device
US8559982B2 (en) Systems and methods for location positioning within radio access systems
JP5199416B2 (ja) 基地局とのタイミング同期を実行する方法及び装置
RU2554078C2 (ru) Межчастотные измерения позиционирования
JP5112550B2 (ja) 無線通信方式における基地局同期化方式
KR100870842B1 (ko) 이동국 위치정보를 이용하여 파일롯 탐색 시간을감소시키는 방법 및 장치
US8711805B2 (en) Communications in an asynchronous cellular wireless network
KR100799986B1 (ko) 업링크 통신 장치 및 방법과, 무선 통신 시스템에서이용하기 위한 장치
US5970414A (en) Method for estimating a mobile-telephone's location
KR101359207B1 (ko) 위치 판정에 사용하기 위한 위치 기준 신호들의 수신을 관리하는 무선 단말 및 방법
US8520659B2 (en) Absolute time recovery
USRE41000E1 (en) Methods and arrangements in a radio communications system
DE69630759T2 (de) Mobilstationsortungsverfahren und System und Mobilstation dafür
KR100627637B1 (ko) 핸드오버를 시작할지를 결정하는 원격 네트워크 제어기
DE69936536T2 (de) System und basisstation zur synchronisierung in einem drahtlosen kommunikationssystem
RU2425469C2 (ru) Поддерживаемая подвижной станцией синхронизация установки времени в системе связи мдкр
EP0546720B1 (de) Verringerte Interferenzstörungen durch versetzte Frequenzaufteilung in zellularen Kommunikationssystemen
US5952969A (en) Method and system for determining the position of mobile radio terminals
EP1277292B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur optimierung der ausnutzung einer antennenarray-strahlformungs-technik
CA2320996C (en) Method and system for facilitating timing of base stations in an asynchronous cdma mobile communications system
DE60306922T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur minimierung der empfangszeit während des paging

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition