DE60130056T2

DE60130056T2 - Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation in einem mobilen Telekommunikationsnetzwerk

Info

Publication number: DE60130056T2
Application number: DE60130056T
Authority: DE
Inventors: Nicolas Voyer
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: CN1322100A; US7116991B2; FR2808160A1; JP2001313973A; EP1148752A1; US20010034238A1; FR2808160B1; CN1253045C; EP1148755A1; DE60130056D1; EP1148752B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Position einer mobilen Station in einem mobilen Telekommunikationsnetzwerk.
Im Stand der Technik existieren verschiedene Ortungsverfahren. Eine dieser bekannten Ortungstechniken besteht darin, einen Messwert des Beobachtungswinkels von zumindest drei festgelegten Punkten, deren Position vorab bekannt ist, zu nehmen. Von den Winkeln, welche durch die bezüglich eines festgelegten Punktes zu positionierende Einheit gemessen wurden, ist es möglich, eine Berechnung durchzuführen, d. h. die relative Position einer mobilen Station auf einer Karte, welche die gelesenen Punkte mit einer vorab bekannten Position enthält, zu erhalten. Diese Technik ist für eine lange Zeit bekannt gewesen als die älteste Technik, welche für die Positionierung von Schiffen entlang der Küstenlinie anhand von Messwerten verwendet wird, welche von dem Schiff aus opti schen Funkfeuersignalen, welche von Leuchttürmen, welche an der Küste stehen, übertragen wurden, erfasst wurden.
Eine andere Ortungsmethode besteht darin, den Abstand zwischen der zu positionierenden Einheit und drei festgelegten Punkten zu messen. Aus diesen Abständen, welche durch die zu positionierende Einheit gemessen wurden, ist es möglich, eine Berechnung zu machen, d. h. die relative Position dieser Einheit auf einer Karte, welche die gelesenen Punkte mit einer vorab bekannten Position enthält, zu erhalten. Radarpunkte oder GPS-Punkte liegen innerhalb dieses Typs der Ortung.
In der einen oder der anderen dieser Verfahren ist es notwendig, drei Punkte, deren Positionen zu jeder Zeit t bekannt sind, verfügbar zu haben. Diese Punkte werden nachstehend als festgelegt bezeichnet. In einem zellulären Telefonnetzwerk bestehen diese drei Punkte aus drei Basisstationen, wie es in 1 gezeigt ist. Jede dieser drei Basisstationen BS1, BS2 und BS3 übertragen Ortssignale, welche dann durch die mobile Station MS empfangen werden. Die Letztere führt Messungen von für diese Signale charakteristischen Größen durch, von Größen, welche zum Implementieren eines Positionsbestimmungsverfahrens verwendet werden. Dieses Verfahren könnte durch die mobile Station MS selbst implementiert werden, aber in der Praxis wird es in einer Bestimmungseinheit für festgelegte Positionen, welche zu dem Netzwerk gehört, implementiert.
In dem ersten oben erwähnten Arbeitsmodus wird die mobile Station MS dann die Winkel α₁, α₂ und α₃ messen, welche mit einer Bezugsrichtung die Richtungen, aus denen die durch die Basisstationen BS1, BS2 und BS3 übertragenen Signale empfangen werden, ausbilden. Dann ist es möglich, die Position der mobilen Station MS zu bestimmen, da die Position jeder Basisstation BS1, BS2 und BS3 und die Messungen jedes dieser Winkel bekannt sind.
Im zweiten Arbeitsmodus, welcher oben erwähnt ist, wird die mobile Station MS, beispielsweise auf der Basis der Unterschiede zwischen den Empfangszeiten der jeweils von den Basisstationen BS1, BS2 und BS3 übertragenen Signale und den Übertragungszeiten dieser Signale durch die mobile Station MS, die Abstände D₁, D₂ und D₃ zwischen der mobilen Station MS und den jeweiligen Basisstationen BS1, BS2 und BS3 messen.
Um die Abstände zwischen der mobilen Station MS und den Basisstationen BS1 bis BS3 zu messen, werden im Allgemeinen synchronisierte festgelegte Stationen, welche unterschiedliche Signale übertragen können, verwendet. Die mobile Station wird auch von der Differenz zwischen den Sendezeiten dieser Signale informiert. Die mobile Station MS misst dann die relative Empfangszeit von jedem dieser durch die Basisstationen BS1 bis BS3 übertragenen Signale und leitet ihre Position daraus auf der Basis dieser verschiedenen Zeiten und der Koordinaten von allen der Basisstationen BS1 bis BS3 ab. Solch ein Verfahren wird beispielsweise in EP 0 893 930 A2 verwendet, wobei eine gegebene mobile Station, für welche eine Ortsschätzung zu erzeugen ist, Ortssignale von mindestens dreien der Systembasisstationen erfasst. Die erfassten Ortssignale werden verwendet, um differentielle Pfadverzögerungsmessungen zu erzeugen, welche in Übereinstimmung mit einer Triangulationstechnik wei terverarbeitet werden können, um eine Abschätzung des mobilen Ortes zu erzeugen.
Es sollte darauf hingewiesen werden, dass es in der Realität notwendig sein kann, insbesondere um jegliche Zweideutigkeit in der Zeit aufgrund eines differentiellen Empfangs der Empfangszeiten der synchron von all den Basisstationen übertragenen Signale, aufzulösen, mindestens vier (eher als drei) Basisstationen verfügbar zu haben.
Um mobile Stationen in einem zellulären Netzwerk zu orten, ist es vorteilhaft, Radiofrequenz-Ortssignale, welche von Basisstationen, welche als festgelegte Punkte dienen, übertragen werden, zu verwenden: Ein einziger Empfängertyp ist notwendig; eine Mehrzahl von bekannten Punkten ist verfügbar; das System ist resistent gegenüber Vielfachpfaden; es benötigt keinen direkten Pfad und erlaubt die Ortung von mobilen Stationen innerhalb von Gebäuden.
Aus all diesen Gründen wirft die Verwendung von synchronisierten Basisstationen als Fixpunkte zur Ortung von mobilen Stationen in dem Telekommunikationsnetzwerk eine bestimmte Zahl von Problemen auf.
Unter diesen kann das eine dargestellt werden, bei dem die mobile Station MS, welche nahe an einer Basisstation SBi angeordnet ist, während die Letztere ein Signal, welches entweder ein Ortssignal oder ein Telekommunikationssignal oder beide zusammen sein kann bzw. sein können, überträgt, dieses Signal mit einem hohen Empfangspegel empfangen wird. Jedoch werden die Signale, welche von anderen Basisstationen kommen, welche weiter weg sind, mit einem geringeren Empfangspegel empfangen werden. Wenn diese Signale auch auf derselben Zeitfrequenzressource übertragen werden (wie beispielsweise in einem Codemultiplex- bzw. CDMA-Netzwerk), wird das Signal, welches von der nächsten Basisstation empfangen wird, die Signale, welche von den anderen Basisstationen kommen, stören. Es wird dann nicht möglich sein, die letzteren Signale zu empfangen, so dass die Ortung fehlschlagen wird.
Um dieses spezielle Problem zu lösen, ist bereits eine Lösung vorgeschlagen worden, welche darin besteht, dass die Basisstationen von Zeit zu Zeit die Übertragungsleistungen ihrer Ortssignale auf einen ausreichenden Pegel erhöhen, um einen korrekten Empfang zu gewährleisten, wie auch immer die Position der mobilen Station zwischen diesen Basisstationen ist, nahe oder nicht nahe zu einer dieser Basisstationen.
Solch eine Technik verlangt jedoch, dass diese Hochleistungsübertragungen nicht alle zur selben Zeit für alle Basisstationen aktiviert sind. Darüber hinaus erhöhen sie die Leistung der Ortssignale drastisch, zum Nachteil der Telekommunikationssignale.
Eine andere Lösung besteht darin, dass die Basisstationen für einen kurzen Moment nicht länger ein Signal (beinhaltend die Kommunikations- und die Funkortssignale) übertragen. Demgemäß kann eine mobile Station, welche nahe einer Basisstation angeordnet ist, wenn Letztere still ist, Messungen von Signalen, welche sie von anderen Basisstationen empfangen hat und welche nicht länger durch diese stille Basisstation blockiert werden, machen.
Dieses Verfahren bietet, im Vergleich zu den vorhergehenden, ein stabileres Verhalten des Telekommunika tionsnetzwerkes. Dies liegt daran, dass es lediglich die Telekommunikationssignale, welche normalerweise durch die stille Basisstation übertragen werden, schwächt und andererseits die Telekommunikationssignale, welche von den anderen Basisstationen während dieser Zeit übertragen werden, bevorzugt. Die letzteren Signale werden nicht länger mit den Signalen von der stillen Basisstation gestört. Dieses Verfahren wird jedoch zum Nachteil der Telekommunikationssignale implementiert, deren Übertragung während der Stilleperioden unterbrochen ist.
Um die Auswirkung des Ortungsprozesses auf die Telekommunikationssignale zu reduzieren, ist es notwendig, die Zeiten der Stille auf ein akzeptables Minimum zu reduzieren, d. h. typischerweise auf einen Bruchteil der Zeit, welche notwendig ist, um einen Datenblock, welcher über das Telekommunikationsnetzwerk zu übertragen ist, zu übertragen, ohne eine zu große Verschlechterung in dem Empfang dieses Datenblockes zu beobachten.
Wenn jedoch die Zeit der Nichtübertragung der Basisstationen zu stark reduziert wird, hat die mobile Station nicht länger genug Zeit, die Ortssignale zu messen.
Darüber hinaus nimmt dieses Verfahren an, dass die Ortssignale kontinuierlich übertragen werden. Dies liegt daran, dass, wenn dies nicht der Fall wäre, die Ortssignale der umgebenden Basisstationen während der Stilleperioden der stillen Basisstation nicht präsent sein könnten, und die mobile Station könnte dann nicht ihre Messungen durchführen. Jedoch kann die kontinuierliche Übertragung von Ortssignalen lediglich insoweit in Erwägung gezogen werden, solange dies nicht übermäßig die Telekommunikationssignale stört.
Es ist auch darauf hinzuweisen, dass benachbarte Basisstationen nicht zur selben Zeit still sein dürfen, sonst kann die mobile Station während dieser Stilleperioden keine Messungen durchführen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren vorzuschlagen, welches nicht die oben genannten Nachteile aufweist und welches es demgemäß benachbarten Basisstationen ermöglicht, koordiniert zu werden.
Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist von dem Typ, wo das besagte Netzwerk eine Mehrzahl von Basisstationen umfasst, welche dazu gedacht sind, zumindest einerseits einen Zustand entsprechend Perioden der Übertragung von Signalen, welche brauchbar sind für die Bestimmung der besagten Position, anzunehmen, wobei besagte mobile Station beim Empfang der besagten brauchbaren Signale Messungen von Größen der Charakteristik von besagten brauchbaren Signalen zum Implementieren eines Positionsbestimmungsverfahrens durchführt, und andererseits einen Zustand entsprechend Perioden der Stille, während welcher kein Signal übertragen wird, anzunehmen.
Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, Mittel zur Verfügung zu stellen, so dass die besagten Perioden der Übertragung und die besagten Perioden der Stille in Zyklen angeordnet sind, welche zumindest eine Periode der Stille umfassen, wobei der einer Basisstation zugewiesene Zyklus identisch mit dem Zyklus ist, welcher irgendeiner zu ihr benachbarten Basisstation zugewiesen ist, aber zeitlich gegenüber diesem versetzt ist. Der besagte Zeitversatz ist vorteilhafterweise gleich einem Submultiplen der Dauer eines Zyklus.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Anzahl von Perioden der Stille pro Zyklus größer als eins, und das Zeitintervall zwischen zwei benachbarten Perioden der Stille ist gleich einer Basisperiode, welche ein Submultiples der Dauer eines Zyklus ist. Der zeitliche Versatz zwischen zwei Basisstationen ist vorteilhafterweise ein ganzzahliges Vielfaches der besagten Basisperiode.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst jeder Zyklus zusätzlich zu zumindest einer Übertragungsperiode von Telekommunikationssignalen und zumindest einer Periode der Stille eine Periode der Übertragung von spezifischen Ortssignalen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind das Zeitintervall zwischen zwei benachbarten Ortssignal-Übertragungsperioden, dasjenige zwischen einer Übertragungsperiode von Ortssignalen und einer benachbarten Periode der Stille, dasjenige zwischen einer Periode der Stille S und einer benachbarten Periode der Übertragung von Ortssignalen E und dasjenige zwischen zwei benachbarten Perioden der Stille identisch und gleich zu der besagten Basisperiode.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist die Übertragungsleistung des spezifischen Ortssignals höher als die Übertragungsleistung des Telekommunikationssignals.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung weisen die Perioden der Übertragung der Ortssignale dieselbe Dauer wie die Perioden der Stille S auf.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung empfängt jede Basisstation in dem Netzwerk zwei Einheiten von Information, um gesteuert zu werden: einerseits eine Informationseinheit, welche das Diagramm des ihr zugewiesenen Zyklus repräsentiert, und andererseits eine Informationseinheit, welche den Versatz in der Zeit ihres Zyklus unter Bezugnahme auf einen Referenzwert repräsentiert.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Basisstationen in dem besagten Netzwerk zusammengruppiert durch identische Gruppen von benachbarten Basisstationen, wobei die Basisstationen in derselben Gruppe dasselbe Zyklusschema, jedoch unterschiedliche Versätze aufweisen und wobei zwei Basisstationen, welche in Paaren von einer Gruppe zu einer anderen einander entsprechen, unterschiedliche Zeitversetzungen aufweisen.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die besagten Basisstationen über eine Anzahl N miteinander gruppiert, wobei die besagten Basisstationen Zyklen mit M Basisperioden PB > N aufweisen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein mobiles Telekommunikationsnetzwerk, welches ausgebildet ist zur Ermöglichung der Implementierung des Verfahrens, dessen wesentliche Charakteristiken gerade beschrieben worden sind.
Die Aspekte der Erfindung, welche obenstehend erwähnt worden sind, sowie andere werden durch ein Lesen der folgenden Beschreibung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels klarer heraustreten, wobei besagte Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen gemacht ist, unter denen:
1 eine schematische Ansicht eines Netzwerkes mit drei Basisstationen ist, welche die Bestimmung der Position einer mobilen Station in diesem Netzwerk illustriert,
2a und 2b jeweils zwei Zeitdiagramme der Leistung sind, welche durch die drei Basisstationen in einem Netzwerk, welches einerseits in Übereinstimmung mit dem in 1 gezeigten ist und andererseits einen ersten Modus und einen zweiten Modus der Implementierung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, emittiert wird,
3 eine schematische Ansicht eines Netzwerkes mit sieben Basisstationen ist, in welchem beabsichtigt ist, ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zu implementieren,
4a und 4b jeweils zwei Zeitdiagramme der durch die sieben Basisstationen in einem Netzwerk, welches einerseits in Übereinstimmung mit dem in 3 gezeigten ist und andererseits zwei Moden der Implementierung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, emittierten Leistung sind,
5a bis 5c schematische Ansichten ein und desselben Netzwerkes sind, welche einen Modus der Implementierung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu sieben verschiedenen Zeiten illustrieren,
6 eine schematische Ansicht ein und desselben Netzwerkes ist, welche einen Modus der Implementierung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zu drei verschiedenen Zeiten illustriert, und
7 ein Zeitdiagramm der durch die drei Basisstationen in einem Netzwerk, welches einerseits in Über einstimmung mit dem in 1 gezeigten ist und andererseits einen Modus der Implementierung eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, emittierten Leistung ist.
In 1 ist zu sehen, dass die Basisstationen BS1, BS2 und BS3 durch eine Steuereinheit 10 gesteuert werden, so dass sie zumindest zwei Übertragungszustände annehmen können: einen Zustand entsprechend Perioden der Übertragung von Telekommunikationssignalen, welche auch Benutzersignale und Signalisierungs- und Synchronisationssignale beinhalten, und einen Zustand entsprechend Perioden der Stille, während welcher kein Signal übertragen wird.
Um den Ort einer mobilen Station MS bestimmen zu können, muss Letztere ein Verfahren zur Messung von physikalischen Größen wie beispielsweise der Ankunftszeit oder des Einfallswinkels der Ortssignale, welche sie von den Basisstationen empfängt, implementieren. Diese Signale können Synchronisationssignale sein, welche in den von den Basisstationen übertragenen Telekommunikationssignalen enthalten sind.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Basisstationen in dem Netzwerk so gesteuert, dass die Perioden der Übertragung von Telekommunikationssignalen und die Perioden der Stille in Zyklen angeordnet sind, welche zumindest eine Periode der Stille beinhalten. Der einer Basisstation zugewiesene Zyklus ist identisch mit dem Zyklus, welcher jeder beliebigen Basisstation, welche ihr benachbart ist, zugewiesen ist, ist jedoch zeitlich versetzt zu ihm.
Das hier verwendete Konzept von Nachbarschaft ist beispielsweise durch die Steuereinheit der Einheit 10, welche die Arbeitsweise der Basisstationen BS1, BS2 und BS3 in dem Netzwerk steuert, definiert. Demgemäß bestimmt diese Steuereinheit 10 für jede Zeit t beispielsweise diejenigen Basisstationen, welche ihre Telekommunikationssignale übermitteln müssen, und die Basisstationen, welche still bleiben müssen, während sie die einer jeden von ihnen zugewiesenen Zyklen beachten.
2 stellt diejenige Leistung, welche durch die Basisstationen BS1, BS2 und BS3 in dem in 1 gezeigten Netzwerk übertragen wird, als eine Funktion der Zeit t dar. In dieser 2 überträgt jede Basisstation BS1, BS2, BS3 ein Telekommunikationssignal, welches auch Benutzersignale und Signalisierungs- und Synchronisationssignale mit eingestreuten Perioden der Stille, welche als S bezeichnet werden, beinhaltet. Die Perioden der Übertragung der Telekommunikationssignale werden mit T bezeichnet. In 2a ist der der Basisstation BS1 zugewiesene Übertragungszyklus Cy gezeigt worden. Es ist festzuhalten, dass in diesem speziellen Fall ein Zyklus Cy lediglich eine Periode der Stille S beinhaltet.
Verglichen mit dem Zyklus Cy ist der der Basisstation BS2 (nicht in ihrer Gesamtheit gezeigt) zugewiesene Zyklus um eine Zeit, welche als D2 bezeichnet ist, und derjenige der Basisstation BS3 zugewiesene um eine Zeit, welche mit D3 bezeichnet ist, in der Zeit versetzt. Es ist festzustellen, dass die Basisstation BS1 hier als Referenz verwendet wird. Die Zeiten D2 und D3 werden bestimmt oder durch die Steuereinheit 10 vorbestimmt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst jeder Zyklus darüber hinaus zusätzlich zu zu mindest einer Periode der Übertragung von Telekommunikationssignalen und zumindest einer Periode der Stille zumindest eine Periode der Übertragung von spezifischen Ortssignalen.
Demgemäß kann, wie in 2b zu sehen ist, eine Basisstation BS1, BS2 oder BS3 in drei Übertragungszuständen sein: Ein Zustand entsprechend Perioden der Übertragung von Telekommunikationssignalen, als T bezeichnet, ein Zustand entsprechend Perioden der Übertragung von spezifischen Ortssignalen, als E bezeichnet, und ein Zustand entsprechend Perioden der Stille, als S bezeichnet, während welcher weder Telekommunikationssignale noch Ortssignale durch die entsprechende Basisstation übertragen werden.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Übertragungsleistung der spezifischen Ortssignale im Allgemeinen höher ist als die Übertragungsleistung der Telekommunikationssignale.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die Perioden der Übertragung der Ortssignale E dieselbe Dauer auf wie die Perioden der Stille S.
In dieser 2b ist festzustellen, dass der Zeitversatz D2 zwischen dem der Basisstation BS1 zugewiesenen Zyklus und demjenigen der Basisstation BS2 zugewiesenen gleich dem Zeitintervall ist, welches eine Periode der Stille und eine Übertragungsperiode E trennt. Demgemäß sind, wenn zumindest eine Basisstation, in diesem Fall die Basisstation BS1 zur Zeit t1 oder die Basisstation BS2 zur Zeit t2, in einer Periode der Stille ist, die Basisstationen BS2 und BS3 zur Zeit t1 und dann die Basisstationen BS1 und BS3 t2, welche benachbart zu ihr sind, in einer Periode der Übertragung ihrer Ortssignale.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die Basisstationen regelmäßig die Perioden der Stille, die Perioden der Übertragung von Ortssignalen und die Perioden der normalen Kommunikation wechseln, und dieses unter der Steuerung der Steuereinheit 10 des Netzwerkes, zu dem die betroffenen Basisstationen gehören (in diesem Fall, in 1, die Basisstationen BS1, BS2 und BS3).
3 zeigt ein Netzwerk mit sieben Basisstationen BS1 bis BS7, deren jeweilige Abdeckungen, im Stand der Technik auch als Zellen bezeichnet, in Form eines Diagramms von benachbarten Sechsecken gezeigt sind. In der Realität können die durch die Basisstationen BS1 bis BS7 übertragenen Signale auch über ihre jeweiligen Zellen hinaus empfangen werden. Dies ist insbesondere in Bezug auf die spezifischen Ortssignale der Fall, welche sie in dem in 3 gezeigten Beispiel an jede mobile Station MS, welche fähig ist, sie zu empfangen, übertragen.
Alle Basisstationen BS1 bis BS7 in diesem Netzwerk werden durch eine Steuereinheit 10 gesteuert, welche neben anderen Dingen die Synchronisation ihrer jeweiligen Übertragungen zur Verfügung stellt.
4a zeigt die Übertragungsleistung jeder Basisstation in diesem Netzwerk, wie sie durch die Steuereinheit 10 gesteuert wird, in einer ersten beispielhaften Ausführungsform. In dieser 4a werden die Perioden der Übertragung von Telekommunikationssignalen als T bezeichnet, die Perioden der Übertragung von den Ortssignalen werden mit E bezeichnet, und die Perioden der Stille werden mit S bezeichnet. Wie man sieht, überträgt jede Basisstation BS1 bis BS7 in Übereinstimmung mit einem Zyklus, welcher aus Übertragungsperioden T besteht, die voneinander durch eine Periode der Stille S, welche von sechs Übertragungsperioden E gefolgt ist, getrennt sind. Demgemäß übertragen, zur Zeit t1, während die Basisstation BS1 still ist, alle Basisstationen BS2 bis BS7 ihre Ortssignale. Genauso übertragen zur Zeit t2, während die Basisstation BS2 still ist, all die Basisstationen BS1 und BS3 bis BS7 ihre Ortssignale usw....
Die Dauern der Telekommunikationsperioden zwischen zwei Ortssignal-Übertragungsperioden E, diejenige zwischen einer Ortssignal-Übertragungsperiode E und einer Periode der Stille S und diejenige zwischen einer Periode der Stille S und einer Ortssignal-Übertragungsperiode E sind jeweils identisch und gleichen einer Periode, auf welche nachfolgend als die Basisperiode PB Bezug genommen wird. Der Versatz in der Zeit zwischen zwei Basisstationen ist ein ganzzahliges Vielfaches dieser Basisperiode PB. Er ist beispielsweise gleich zu PB zwischen der Basisstation BS1 und der Basisstation BS2, 2 PB zwischen der Basisstation BS1 und der Basisstation BS3 usw.
Man kann sehen, dass, während eine einzelne Basisstation (beispielsweise die Basisstation BS1 zur Zeit t1) still ist, die anderen Ortssignale übertragen (beispielsweise die Basisstationen BS2 bis BS7). Eine mobile Station MS empfängt während dieser Zeitperiode die Ortssignale von den mobilen Stationen BS2 bis BS7 und kann demgemäß normalerweise unmittelbar ihre Position auf Basis dieser Signale bestimmen. Auch wenn diese spezielle Implementation eine vollständige Zufriedenheit gibt, gibt es Fälle, bei denen das Prob lem der Störung zwischen Basisstationen, welche zur selben Zeit senden, aufgeworfen wird.
4b zeigt die Übertragungsleistung jeder Basisstation in dem Netzwerk, welches in 3 gezeigt ist, wie sie durch die Steuereinheit 10 gesteuert wird, in einer zweiten beispielhaften Ausführungsform. Wie man sieht, überträgt jede Basisstation BS1 bis BS7 in Übereinstimmung mit einem Zyklus, welcher aus Übertragungsperioden T besteht, die voneinander durch eine Übertragungsperiode E, welche von sechs Perioden der Stille S gefolgt ist, getrennt sind. Zur Zeit t1 sind, während die Basisstation BS1 ein Ortssignal überträgt, alle Basisstationen BS2 bis BS7 still. Gleichermaßen werden zur Zeit t2, während die Basisstation BS2 ein Ortssignal überträgt, alle Basisstationen BS1 und BS3 bis BS7 still usw....
Man sieht, dass diese Implementation als Äquivalent zu der vorhergehend implementierten angesehen werden kann, in welcher die Perioden der Stille und die Ortsperioden ausgetauscht sind. Sie weist auch dieselbe Charakteristik bezüglich des Versatzes in der Zeit auf.
In dieser Ausführungsform sind, während eine Basisstation (beispielsweise die Basisstation BS1) ein Ortssignal überträgt, die anderen Basisstationen (beispielsweise die Basisstationen BS2 bis BS7) in einer Periode der Stille. Als Ergebnis empfängt eine mobile Station während dieser Periode lediglich ein spezifisches Ortssignal, welches nicht durch Störungen mit anderen Signalen, welche durch andere Basisstationen übertragen werden, blockiert wird. Nichtsdestoweniger werden dann, um eine Bestimmung der Position umzusetzen, mehrere Messungen dafür notwendig.
Auch andere Implementationen könnten zur Verfügung gestellt werden. Beispielsweise könnten, für jede Basisstation und in einem Zyklus, mehrere Übertragungsperioden E mehreren Perioden der Stille S folgen, wobei das Ergebnis als eine Kombination der Ausführungsformen, welche in 4a und 4b gezeigt sind, angesehen werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform überträgt die Steuereinheit 10 zwei Stücke von Information an jede der Basisstationen BS1 bis BS7 in dem Netzwerk: Auf der einen Seite das Schema des Zyklus Cy, d. h. seine Beschaffenheit in Begriffen der Übertragungsperioden E und der Perioden der Stille S, ihrer jeweiligen Anzahl und ihrer Positionierung in dem Zyklus, und, auf der anderen Seite, einen Versatz in der Zeit Di (i = 1 bis 7) in Bezug auf einen Referenzwert. Vorteilhafterweise ist dieser Versatz in der Zeit ein Vielfaches der Basisperiode PB.
In dem Beispiel in 4a ist die Beschaffenheit des Zyklus wie folgt: Eine Periode der Stille S gefolgt von sechs Ortssignal-Übertragungsperioden E. Der Versatz beträgt null für die Basisstationen BS1, gleich einer Basisperiode PB für die Basisstation BS2, gleich zwei Basisperioden PB für die Basisstation BS3, usw.
Gleichermaßen ist in dem Beispiel von 4b die Beschaffenheit des Zyklus wie folgt: Eine Ortssignal-Übertragungsperiode E gefolgt von sechs Perioden der Stille S. Was den Versatz betrifft, ist er null für die Basisstation BS1, gleich einer Basisperiode PB für die Basisstation BS2, gleich zwei Basisperioden PB für die Basisstation BS3, usw.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die Basisstationen eines Netzwerkes zusammen gruppiert über identische Gruppen von benachbarten Basisstationen. Innerhalb jeder Gruppe haben die Basisstationen dieselbe Zyklusbeschaffenheit, aber unterschiedliche Versätze. Von einer Gruppe zu einer anderen im selben Netzwerk entsprechen sich die Basisstationen in Paaren. Zwei Basisstationen, welche einander entsprechen, haben dieselbe Position relativ zu den anderen Basisstationen in denselben Gruppen wie sie, und ihre Versätze in der Zeit sind gleich.
Beispielsweise sind in 5a bis 5c die Basisstationen in Form eines Diagramms durch ihre jeweiligen Zellen gezeigt. Sie sind zusammen gruppiert, um Gruppen von sieben Basisstationen auszubilden (sechs, GR1 bis GR6, sind in 5a bis 5c sichtbar), welche wie diejenigen in 3 dargestellten angeordnet sind. In den 5a bis 5c sind diese Gruppen umrahmt durch fette Linien dargestellt. Auch tragen in 5a bis 5c die Basisstationen in zwei unterschiedlichen Gruppen, welche einander entsprechen, dieselben Bezugszeichen.
5a bis 5c zeigen in grauem Farbton eine Zelle, deren Basisstation in einem ersten Übertragungszustand ist (entweder einem Zustand der Stille oder einem Zustand der Übertragung von Ortssignalen oder von Telekommunikationssignalen), und in weißem Farbton eine Zelle, deren Basisstation in einem zweiten Übertragungszustand ist (jeweils in entweder einem Zustand der Übertragung von Ortssignalen oder von Telekommunikationssignalen, oder in einem Zustand der Stille).
5a bis 5c zeigen die unterschiedlichen Übertragungszustände der Basisstationen zu sieben unterschiedlichen Zeiten t1 bis t7.
Zur Zeit t1 sind, während die Basisstationen 7 in einem ersten Übertragungszustand sind (einem Zustand der Stille oder einem Zustand der Übertragung), die anderen Basisstationen 1 bis 6 in einem zweiten Übertragungszustand (jeweils einem Zustand der Übertragung oder einem Zustand der Stille).
Zur Zeit t2 sind es die Basisstationen 6 in jeder Gruppe, welche in einem ersten Übertragungszustand (einem Zustand der Stille oder einem Zustand der Übertragung) sind, während die anderen Basisstationen 1 bis 5 und 7 in einem zweiten Übertragungszustand sind (jeweils einem Zustand der Übertragung oder einem Zustand der Stille).
Und so weiter bis hin zur Zeit t7, nach der die Zeit t1 erneut gestartet wird.
Wie man sieht, ist, in der speziellen Geometrie jeder Gruppe und unter Beachtung der Organisation der Übertragungszyklen, eine Basisstation, welche in einem ersten Übertragungszustand ist, immer von sechs Basisstationen, welche in einem zweiten Übertragungszustand sind, umgeben. Man kann auch sehen, dass zwei Basisstationen, welche einander in zwei benachbarten Gruppen entsprechen, voneinander durch zumindest zwei Basisstationen getrennt sind.
6 zeigt Diagramme, welche mit den Diagrammen in 5a bis 5c identisch sind, aber für Gruppen, welche ausschließlich aus drei Basisstationen bestehen. Wie das, was in 5a bis 5c auftrat, kann man se hen, dass, zur Zeit t1, während die Basisstationen 3 in einem ersten Übertragungszustand sind (einem Zustand der Stille oder einem Zustand der Übertragung), die anderen Basisstationen 1 und 2 in einem zweiten Übertragungszustand sind (jeweils einem Zustand der Übertragung oder einem Zustand der Stille). Gleichermaßen, zur Zeit t2, sind es die Basisstationen 2 in jeder Gruppe, welche in einem ersten Übertragungszustand sind (einem Zustand der Stille oder einem Zustand der Übertragung), während die anderen Basisstationen 1 und 3 in einem zweiten Übertragungszustand sind (jeweils einem Zustand der Übertragung oder einem Zustand der Stille). Schließlich sind es zur Zeit t3 die Basisstationen 1 in jeder Gruppe, welche in einem ersten Übertragungszustand sind (einem Zustand der Stille oder einem Zustand der Übertragung), während die anderen Basisstationen 2 und 3 in einem zweiten Übertragungszustand sind (jeweils einem Zustand der Übertragung oder einem Zustand der Stille).
Man kann in diesen beiden exemplarischen Implementationen sehen, dass die Größe der verwendeten Gruppen die Anzahl von Ortssignal-Übertragungsperioden und die Anzahl von Stilleperioden innerhalb desselben Zyklus bestimmt. Diese Perioden sind sieben in der Anzahl in dem Fall, bei dem jede Gruppe aus sieben Basisstationen besteht, und sind drei in der Anzahl in dem Fall, bei dem sie aus drei Basisstationen besteht.
In den oben gegebenen Beispielen ist die Anzahl von Übertragungsperioden, wo die Basisstationen in einem ersten Zustand sind, gleich eins, und die Anzahl von Übertragungsperioden, wo sie in einem zweiten Übertragungszustand sind, ist jeweils sechs und zwei. So wie in diesen Fällen können andere Konfigurationen der Zyklen vorgesehen werden, ohne vom Zusammenhang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
7 zeigt die Übertragungsleistungen der drei Basisstationen BS1, BS2 und BS3, welchen jeweils Zyklen mit sieben Basisperioden PB zugewiesen sind. In allgemeinen Begriffen können Basisstationen in einem Netzwerk zusammen gruppiert werden durch eine Anzahl N, wobei diese Basisstationen Zyklen mit M Basisperioden PB größer als N aufweisen. Dies ermöglicht es sicherzustellen, dass ein neuer Gruppierungsplan nicht zu oft erzeugt werden muss, wenn neue Basisstationen dem Netzwerk hinzugefügt werden.
In dem oben unter Bezugnahme auf 7 gegebenen Beispiel kann die Anzahl der Aufstellungsorte mehr als verdoppelt werden, ohne dass eine komplette Nachbearbeitung der gesamten Planung der Zeitversätze notwendig ist. Es reicht tatsächlich, innerhalb derselben Gruppe die Versätze, welche verfügbar geblieben sind, für die neuen Basisstationen, welche in dieser Gruppe hinzugefügt wurden, zuzuweisen.

Claims

Verfahren zum Messen der Position einer mobilen Station in einem mobilen Telekommunikationsnetzwerk, welches Netzwerk mehrere Basisstationen enthält, die ausgebildet sind zum Verwenden zumindest einerseits eines Zustands entsprechend Perioden der Übertragung von Signalen, die nützlich zum Bestimmen der Position sind, wobei die mobile Station bei Empfang der nützlichen Signale Messungen der Größe der nützlichen Signale durchführt, die charakteristisch zum Implementieren eines Positionsbestimmungsverfahrens sind, und andererseits eines Zustands entsprechend Perioden der Stille, während denen kein Signal übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Perioden der Übertragung und die Perioden der Stille in Zyklen enthaltend zumindest eine Periode der Stille angeordnet sind, der einer Basisstation zugewiesene Zyklus identisch mit dem irgendeiner dieser benachbarten Basisstation zugewiesenen Zyklus ist, aber zeitlich versetzt gegenüber diesem ist.
Messverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Versetzung gleich einem Submultiplen der Dauer eines Zyklus ist.
Messverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Perioden der Stille pro Zyklus größer als 1 ist und dass das Zeitintervall zwischen zwei benachbarten Perio den der Stille gleich einer Basisperiode ist, die ein Submultiples der Dauer eines Zyklus ist.
Messverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Versetzung zwischen zwei Basisstation ein ganzzahliges Vielfaches der Basisperiode ist.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zyklus zusätzlich zu zumindest einer Telekommunikationssignal-Übertragungsperiode und zumindest einer Periode der Stille eine Periode des Übertragens spezifischer Ortssignale aufweist.
Messverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen zwei Perioden des Übertragens benachbarter Ortssignale der eine zwischen einer Periode des Übertragens von Ortssignalen und einer Periode der Stille, die benachbart sind, das eine zwischen einer Periode der Stille S und einer Periode des Übertragens von Ortssignalen E, die benachbart sind, und das eine zwischen zwei benachbarten Perioden der Stille identisch und gleich der Basisperiode sind.
Messverfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsleistung der spezifischen Ortssignale höher als die Übertragungsleistung der Telekommunikationssignale ist.
Messverfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Perioden der Übertragung der Ortssignale dieselbe Dauer wie die Perioden der Stille S haben.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Basisstation in dem Netzwerk zwei Informationsstücke empfängt, um gesteuert zu werden: einerseits ein Informationsstück, das das Schema des ihm zugewiesenen Zyklus darstellt, und andererseits ein Informationsstück, das die zeitliche Versetzung seines Zyklus mit Bezug auf eine Bezugsgröße darstellt.
Messverfahren nach einem der vorhergehenden Anspräche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen in dem Netzwerk durch identische Gruppen von benachbarten Basisstationen miteinander gruppiert sind, wobei die Basisstationen in derselben Gruppe dasselbe Zyklusschema, aber unterschiedliche Versetzungen haben, und zwei Basisstationen, die in Paaren von einer Gruppe zu einer anderen einander entsprechen, gleiche Zeitversetzungen haben.
Messverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen in einem Netzwerk mit einer Anzahl N miteinander gruppiert sind, wobei die Basisstationen Zyklen mit M Basisperioden PB größer als N haben.
Mobiles Telekommunikationsnetzwerk enthaltend mehrere Basisstationen, die so durch eine Steuereinheit gesteuert werden, dass die Basisstationen zumindest einerseits einen Zustand entsprechend Perioden der Übertragung von Signalen, die für eine mobile Station zum Bestimmen ihrer Position durch die Verwendung eines Positionsbestimmungsverfahrens nützlich sind, und andererseits einen Zustand entsprechend Perioden der Stille, während denen kein Signal übertragen wird, verwenden können, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit so ausgebildet ist, dass die Perioden der Übertragung und die Perioden der Stille in Zyklen enthaltend zumindest eine Periode der Stille angeordnet sind, der Zyklus, der einer Basisstation zugewiesen ist, identisch mit dem Zyklus ist, der irgendeiner Basisstation, die zu dieser benachbart ist, zugewiesen ist, aber zeitlich versetzt gegenüber diesem ist.
Netzwerk nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Versetzung gleich einem Submultiplen der Dauer eines Zyklus ist.
Netzwerk nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Perioden der Stille pro Zyklus größer als 1 ist und dass das Zeitintervall zwischen zwei benachbarten Perioden der Stille gleich einer Basisperiode ist, die ein Submultiples der Dauer eines Zyklus ist.
Netzwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zeitliche Versetzung zwischen zwei Basisstationen ein ganzzahliges Vielfaches der Basisperiode ist.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zyklus zusätzlich zu zumindest einer Periode der Übertragung von Telekommunikationssignalen und zumindest einer Periode der Stille eine Periode der Übertragung von spezifischen Ortssignalen aufweist.
Netzwerk nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitintervall zwischen zwei Perioden der Übertragung benachbarter Ortssignale, das eine zwischen einer Periode der Übertragung von Ortssignalen und einer Periode der Stille, die benachbart sind, das eine zwischen einer Periode der Stille S und einer Periode der Übertragung von Ortssignalen E, die einander benachbart sind, und das eine zwischen zwei benachbarten Perioden der Stille identisch und gleich der Basisperiode sind.
Netzwerk nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsleistung der spezifischen Ortssignale höher als die Übertragungsleistung der Telekommunikationssignale ist.
Netzwerk nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Perioden der Übertragung der Ortssignale dieselbe Dauer wie die Perioden der Stille S haben.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass jede Basisstation in dem Netzwerk zwei Informationsstücke empfängt, um gesteuert zu werden: einerseits ein Informationsstück, das das Schema des ihr zugewiesenen Zyklus darstellt, und andererseits ein Informationsstück, das die zeitliche Verschiebung ihres Zyklus mit Bezug auf eine Bezugsgröße darstellt.
Netzwerk nach einem der Ansprüche 12 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen in dem Netzwerk durch identische Gruppen von benachbarten Basisstationen miteinander gruppiert sind, wobei die Basisstationen in derselben Gruppe dasselbe Zyklusschema, aber unterschiedliche Versetzungen haben, und zwei Basisstationen, die in Paaren von einer Gruppe zu einer anderen einander entsprechen, gleiche zeitliche Versetzungen haben.
Netzwerk nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationen in einem Netzwerk mit einer Anzahl N miteinander gruppiert sind, wobei die Basisstationen Zyklen mit M Basisperioden PB größer als N haben.