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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich im allgemeinen auf das Gebiet der mobilen Funkkommunikationen,
und insbesondere auf ein Verfahren und System, welches beim Bestimmen
der geographischen Position von einem Mobilgerät verwendet wird.
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Die gemeinsam übertragene US-Patentanmeldung
mit der Seriennummer 08/894,466 von Hagermann et al. beschreibt
ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines Mobilgerätes (im
folgenden Mobilstation oder MS), welches von Uplink-Ankunftszeitpunkt
(Time of Arrival TOA) und Ankunftsrichtung (Direction of Arrival
DOA) Messungen Verwendung macht. Es wird in dieser Offenbarung leicht
angedeutet, dass dasselbe Uplink-Signal mehrere Male wiederholt
wird, um die Genauigkeit der TOA-Bestimmungen zu verbessern. Jedoch
stellt die Offenbarung keinerlei Details darüber bereit, wie diese Verbesserung
erreicht werden kann.
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Die gemeinsam übertragene US-Patentanmeldung
mit der Serial-Nr.
(Attorney Docket No. 27946-00354), welche am selben Tag wie die
vorliegende Anmeldung eingereicht wurde, offenbart ein Verfahren
und System zum Verarbeiten eines wiederholt übertragenen Uplink-Signals,
um die Position einer MS zu bestimmen. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich vom Gegenstand her auf die oben beschriebenen Patentanmeldungen
und lehrt wie das von der MS übertragene
Uplink-Signal in einer vorteilhaften Weise bereitgestellt wird.
Mit anderen Worten lehrt die vorliegende Erfindung wie ein „primäres" Uplink-Signal bereitgestellt
wird.
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In WO 92/05672 ist ein als „Handover
Timing Advance" (HTA)
bekanntes Positionierungsverfahren offenbart. Der Ort der Mobilstation
wird berechnet, indem Entfernungsinformation erhalten wird. Jede
Mobilstation horcht kontinuierlich nach Steuerkanälen von
umgebenden Basisstationen ab und wählt mindestens drei von ihnen
aus und ruft sie. Die Basisstationen berechnen jeweils ihre Entfernung
zu der Mobilstation. Die berechnete Entfernungsinformation und eine
Mobilstation- und ausgewählte
Basisstation-Identifikationsinformation
wird an eine Ortseinheit übertragen,
welche den Ort der Mobilstation bestimmt.
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Es ist ein durch die vorliegende
Erfindung zugewiesenes Problem, wie in einem Mobilfunksystem eine
Anzahl an identischen „primären" Digitalsignale bereitgestellt
werden, um sie wiederholt auf dem Uplink von einem Funkübertrager
(TX) in einer MS zu übertragen,
deren Position zu bestimmen ist. Ein Funkempfänger (RX) in jeder der mindestens
drei Basisstationen (BSs) ist in der Lage, die wiederholten „primären" digitalen Signale
auf dem Uplink zu empfangen und somit eine TOA relativ zu einer
Zeitreferenz oder eine Ankunftszeitdifferenz (Time Difference of
Arrival TDOA) relativ zu einem unterschiedlichen empfangenen Signal
zu bestimmen. Zumindest geht die vorliegende Erfindung dieses und
andere damit in Verbindung stehende Probleme für Time Division Multiple Access
(TDMR) und Frequency Division Multiple Access (FDMA) Systeme an.
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Ein weiteres Problem, welches durch
die vorliegende Erfindung angegangen wird, ist wie die oben beschriebenen „primären" Signale bereitgestellt
werden, wenn die MS, deren Position zu bestimmen ist, eine herkömmliche
MS ist, welche gemäß bestehender
technischer Standards betrieben wird, eine neue MS ist, welche gemäß einem
neuen oder aufkommenden technischen Standard betrieben wird, eine MS
ist, welche entwickelt wurde, um die Positionsbestimmungsprozedur
gemäß der vorliegenden
Erfindung zu verbessern und/oder mindestens zwei dieser drei Typen
an MS koexistieren können
und in demselben System betrieben werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren und eine Vorrichtung in mindestens einem TDMA- oder
FDMA-System zum Erzeugen von „primären" Signalen in einer
MS bereitzustellen, deren Position zu bestimmen ist.
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Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
ein Verfahren und eine Vorrichtung in mindestens einem TDMA- oder
FDMA-System zum Erzeugen von „primären" Signalen in einer
MS bereitzustellen, deren Position zu bestimmen ist, wenn die MS
gemäß eines
bestehenden technischen Standards betrieben wird.
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Es ist noch eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung in
mindestens einem TDMAoder FDMA-System zum Erzeugen von „primären" Signalen in einer
MS bereitzustellen, deren Position zu bestimmen ist, wenn die MS
gemäß eines
neuen oder aufkommenden technischen Standards betrieben wird.
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Es ist noch eine weitere Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung in
mindestens einem TDMAoder FDMA-System zum Erzeugen von „primären" Signalen in einer
MS bereitzustellen, deren Position zu bestimmen ist, wenn die MS
zur Verbesserung der Positionsbestimmungsprozedur gemäß der vorliegenden
Erfindung entwickelt worden ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt zur Verwendung beim
Bestimmen einer geographischen Position von einem Mobilgerät zumindest
in einem TDMA oder FDMA Mobilfunksystem, welches eine Mehrzahl von
Basisstationen enthält,
mit den Schritten:
Empfangen einer Anforderung in dem Mobilfunksystem,
zum Bestimmen der geographischen Position;
Bestimmen, welche
Basisstation der Mehrzahl die Basisstation ist, welche das Mobilgerät bedient,
und Identifizieren mindestens zwei weiterer Basisstationen der Mehrzahl,
welche teilnehmen bei der geographischen Positionsbestimmung, zusammen
mit der bedienenden Basisstation;
Anordnen, durch die bedienende
Basisstation, jeder der zwei weiteren Basisstationen, nach einer Übertragung
von einem Uplinksignal, auf einer Frequenz, welche der bedienenden
Basisstation zugewiesen ist, von dem Mobilgerät zu horchen, und eine entsprechende
Messung im Zusammenhang mit der geographischen Positionsbestimmung
nach Empfang davon durchzuführen;
Senden
einer Anordnung von der dienenden Basisstation an das Mobilgerät, mindestens
ein Uplinksignal zu übertragen,
wobei jedes des mindestens einen Uplinksignals ein Burst ist und
hauptsächlich
zur Verwendung in den Messungen dient, welche mit der geographischen
Positionsbestimmung im Zusammenhang stehen;
wobei das Mobilgerät das mindestens
eine Uplinksignal auf der Frequenz überträgt;
die dienende Basisstation
und die mindestens zwei weiteren Basisstationen bei Empfang des
mindestens einen Uplinksignals alle entsprechende Messungen durchführen, welche
mit der geographischen Positionsbestimmung im Zusammenhang stehen; und
Verarbeiten
der Messungen, um dadurch die geographische Position des Mobilgeräts zu bestimmen.
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Gemäß eines weiteren Aspektes der
vorliegenden Erfindung wird ein System bereitgestellt zur Verwendung
beim Bestimmen einer geographischen Position von einem Mobilgerät in einem
Mobilfunksystem, welches eine Mehrzahl von Basisstationen enthält, mit:
Mittel
zum Empfangen einer Anforderung, um die geographische Position zu
bestimmen;
Mittel zum Bestimmen, welche Basisstation der Mehrzahl
die Basisstation ist, die das Mobilgerät bedient, und Identifizieren
von mindestens zwei weiteren Basisstationen der Mehrzahl, welche
bei der geographischen Positionsbestimmung teilnehmen, zusammen
mit der bedienenden Basisstation;
Mittel zum Anordnen jeder
der zwei anderen Basisstationen, nach einer Übertragung von einem Uplinksignal,
auf einer Frequenz, welche der bedienenden Basisstation zugewiesen
ist, von dem Mobilgerät
zu horchen, und eine entsprechende Messung nach Empfang davon durchzuführen, welche
mit der geographischen Positionsbestimmung im Zusammenhang steht;
wobei
die dienende Basisstation betriebsbereit ist, um eine Anordnung
an das Mobilgerät
zu senden, das mindestens eine Uplinksignal zu übertragen, das mindestens eine
Uplinksignal ein Burst ist und hauptsächlich zur Verwendung bei den
Messungen dient, welche mit der geographischen Positionsbestimmung
im Zusammenhang stehen, das Mobilgerät betriebsbereit ist, das mindestens
eine Uplinksignal auf der Frequenz zu übertragen, und die bedienende
Basisstation und die mindestens zwei weiteren Basisstationen jeweils
entsprechende Empfangsmittel enthalten, welche, bei Empfang des
mindestens einen Uplinksignals, darauf jeweils eine entsprechende Messung
durchführen,
welche mit der geographischen Positionsbestimmung im Zusammenhang steht,
wodurch mindestens drei der Messungen bereitgestellt werden.
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Bei dem Verfahren und System der
oben erwähnten
Erfindung kann die Messung eine Zeitmessung enthalten, und das Uplinksignal
kann ausschließlich
zum Gebrauch für
die Messung dienen, welche im Zusammenhang steht mit der Bestimmung der
geographischen Position. Das mindestens eine Uplinksignal kann eine
zellinterne Handover-Zugriffsmeldung enthalten, beispielsweise eine
zellinterne Handover-Meldung, welche einen Handover an einen bereits
verwendeten Kanal spezifiziert.
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Speziell kann das Uplinksignal mindestens zwei
zellinterne Handover-Zugriffsmeldungen enthalten, welche ansprechen
auf eine zweckmäßig verzögerte Bestätigung auf
das Uplinksignal von der bedienenden Basisstation an das Mobilgerät, wobei
die Bestätigung
zweckmäßig verzögert ist,
damit die Basisstationen zusätzliche
Uplinksignale empfangen können,
zum Gebrauch beim Durchführen
von Messungen, welche im Zusammenhang stehen mit der Bestimmung
der geographischen Position. Die zweckmäßige Verzögerung kann lang genug für das Mobilgerät sein,
um eine spezifizierte Anzahl an Uplinksignalen zu übertragen,
und nach einer Unterbrechungsperiode kann das Mobilgerät betriebsbereit
sein, um zu einem Verkehrskanal zurückzukehren, welcher vor dem
Handover verwendet wurde. Die spezifizierte Anzahl an Uplinksignalen
kann als eine maximale Anzahl an Uplinksignalen durch eine GSM-Funk
Luftschnittstelle-Spezifikation
spezifiziert sein.
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Das Mobilfunksystem kann ein TDMA-System
enthalten, und das mindestens eine Uplinksignal kann während eines
Zeitschlitzes übertragen
werden, welcher durch das Mobilgerät nicht zum Verkehr verwendet
wird. Das mindestens eine Uplinksignal kann während eines Zweitschlitzes übertragen
werden, welcher nicht durch ein zweites Mobilgerät belegt ist, und das mindestens
eine Uplinksignal kann auf jeglicher Frequenz übertragen werden, welche der
bedienenden Basisstation zugewiesen ist.
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Eine Startzeit und eine Stoppzeit
für das
mindestens eine Uplinksignal und eine entsprechende Messung können vorbestimmt
sein, um eine Systembelastung zu minimieren, und die Startzeit und
die Stoppzeit können
durch zugehörige
Rahmennummern definiert werden.
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Gemäß eines weiteren Aspektes der
vorliegenden Erfindung wird ein Mobilgerät für ein Mobilfunksystem bereitgestellt,
welches eine Mehrzahl von Basisstationen enthält, wobei das Mobilgerät umfasst:
Mittel
zum Übertragen
und Empfangen von Signalen;
Verarbeitungsmittel, zumindest
zum Durchführen
von Sprachverarbeitungsfunktionen, und wobei das Mittel zum Übertragen
zur Übertragung
von mindestens einem Uplinksignal dient, und zwar in Ansprechen
auf einen Empfang einer Anforderung, ein Signal zu übertragen,
welches zu Messungen verwendet wird, welche mit einer Bestimmung
der geographischen Position der Mobilstation innerhalb des Mobilfunksystems
im Zusammenhang stehen, wobei jedes des mindestens einen Uplinksignals
einen Burst auf einer vorbestimmten Frequenz umfasst, und wobei
die geographische Position bestimmt wird durch Bestimmen, welche
Basisstation der mehreren die Basisstation ist, welche das Mobilgerät bedient,
und Identifizieren mindestens zwei weiterer Basisstationen der Mehrzahl,
welche an der geographischen Positionsbestimmung teilnehmen, zusammen
mit der bedienenden Basisstation;
Anordnen, durch die bedienende
Basisstation, jeder der zwei anderen Basisstationen, nach einer Übertragung
des Uplinksignals, auf einer Frequenz, welche der bedienenden Basisstation
zugeordnet ist und die vorbestimmte Frequenz umfasst, von dem Mobilgerät zu horchen,
und um eine entsprechende Messung nach Empfang davon durchzuführen, welche
mit der geographischen Positionsbestimmung im Zusammenhang steht;
Senden
der Anordnung von der dienenden Basisstation an das Mobilgerät, das mindestens
eine Uplinksignal zu übertragen,
wobei jedes mindestens eine Uplinksignal ein Burst ist und hauptsächlich zur
Verwendung in den Messungen dient, welche im Zusammenhang mit der
geographischen Positionsbestimmung stehen;
wobei die dienende
Basisstation und die mindestens zwei weiteren Basisstationen alle
bei Empfang des mindestens einen Uplinksignals entsprechende Messungen
durchführen,
welche mit der geographischen Positionsbestimmung im Zusammenhang
stehen; und
Verarbeiten der Messungen, wobei die geographische
Position von dem Mobilgerät
bestimmt wird.
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Jedes mindestens eine Uplinksignal
kann einen zellinternen Handover-Zugriffsburst enthalten, welcher
hauptsächlich
zur Verwendung bei den Messungen bereitgestellt ist, und das Uplinksignal
kann eine Mehrzahl von zellinternen Handover-Zugriffsbursts enthalten.
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Gemäß eines noch weiteren Aspektes
der vorliegenden Erfindung wird eine Basisstation für ein mobiles
Funksystem bereitgestellt, welches eine Mehrzahl von den Basisstationen
und ein Mobilgerät enthält, dessen
geographische Position innerhalb des mobilen Funksystems zu bestimmen
ist, wobei jede Basisstation enthält:
Mittel, welche in
der Lage sind, dem Mobilgerät
anzuordnen, mindestens ein Uplinksignal zu übertragen, welches einen Burst
auf einer vorbestimmten Frequenz enthält;
Mittel, welche in
der Lage sind, nach einer Übertragung
des mindestens einen Uplinksignals zu horchen;
Mittel, welche
in der Lage sind, eine Messung durchzuführen, welche im Zusammenhang
steht mit der geographischen Positionsbestimmung auf dem mindestens
einen Uplinksignal, nach Empfang dessen; und
Mittel, welche
in der Lage sind, die Messung an Mittel zum Bestimmen der geographischen
Position zu melden;
und wobei zur Bestimmung der geographischen
Position des Mobilgeräts
eine der Basisstation, welche die Basisstation ist, die das Mobilgerät bedient,
mindestens zwei anderen Basisstationen anordnet, nach einer Übertragung
des mindestens einen Uplinksignals auf einer Frequenz zu horchen,
welche der bedienenden Basisstation zugeordnet ist und die vorbestimmte
Frequenz umfasst, und eine entsprechende Messung nach Empfang eines
solchen Uplinksignals durchzuführen,
und die eine Basisstation dem Mobilgerät anordnet, das mindestens
eine Uplinksignal zu übertragen,
und die eine Basisstation und die mindestens zwei anderen Basisstationen
alle entsprechende Messungen durchführen, welche mit der geographischen
Positionsbestimmung im Zusammenhang stehen, und die entsprechenden
Messungen an das Mittel zur Bestimmung der geographischen Position
melden.
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Das mindestens eine Uplinksignal
kann ein zellinterner Handover-Zugriffsburst sein, welcher hauptsächlich für die Messungen
bereitgestellt ist.
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Ein wichtiger technischer Vorteil
der vorliegenden Erfindung ist, dass das für Zeitmessungen verwendete
Uplink-Signal im Falle eines bestehenden TDMA-Standards ein Zugriffsburst
ist, welcher während
eines zellinternen Handovers übertragen wird.
Beispielsweise ist unter dem GSM-Standard dieser Zugriffsburst der
bevorzugte Uplink-Burst, welcher zu Zwecken einer Zeitmessung verwendet
wird, da dieser Zugriffsburst mit maximaler Leistung übertragen
werden kann, ist er immer kontinuierlich, er enthält nur Referenzinformation,
welche eine ausgedehnte Trainingssequenz enthält, und er bedarf nicht der
Verwendung von irgendwelchen zuvor unzugewiesenen Frequenzen.
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Ein weiterer wichtiger technischer
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das Uplink-Signal, welches
für Zeitmessungen
im Falle eines neuen oder aufkommenden TDMA-Standards (beispielsweise eine modifizierte
Version des GSM) ein Burst ist, welcher von einer MS in einem ungenutzten
Zeitschlitz (TS) während
eines Rufes auf einer jeglichen Frequenz übertragen werden kann, welche
der dienenden BS zugewiesen wird. Daraus folgend wird dieses Uplink-Signal
keinen Uplink-Verkehr von der einbezogenen MS unterbrechen und ebenfalls
keine weitere MSs in dem System stören.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Ein vollständigeres Verständnis des
Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung kann durch
Bezug auf die folgende detaillierte Beschreibung erhalten werden,
wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen
wird, in denen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Mobilfunksystems ist, welches
betriebsfähig
ist um die Position eines Mobilfunkgerätes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu bestimmen;
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2 Rahmenzeitpunkte
in einer MS darstellt, deren Position gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu bestimmen ist;
-
3 ein
Ablaufdiagramm ist, welches zur Implementierung einer beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; und
-
4 ein
Ablaufdiagramm ist, welches zur Implementierung einer zweiten beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile werden am besten unter
Bezugnahme von 1–4 der Zeichnungen verstanden,
wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche
und entsprechende Teile der unterschiedlichen Zeichnungen verwendet
werden.
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Im wesentlichen stellt die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zum Erstellen von Zeitmessungen bereit,
welche zum Bestimmen der geographischen Position eines Mobilfunkgerätes verwendet werden
können.
So können
zum Beispiel die einbezogenen Zeitmessungen TOA-Messungen oder TDOA-Messungen
sein. Die folgende Beschreibung offenbart eine Ausführungsform
der Erfindung, bei welcher vorzugsweise TOA-Messungen verwendet werden.
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Im Speziellen ist 1 ein schematisches Blockdiagramm eines
Mobilfunksystems, welches betriebsbereit ist, die Position eines
Mobilfunkgerätes
(MS) gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zu bestimmen. Das beispielhafte System 100 enthält eine
Vielzahl von Funkbasisstationen (beispielsweise BS1, BS2, BS3) 130, 135 und 136.
Obwohl nur drei BSs gezeigt sind, kann System 100 mehr
als drei solcher BSs enthalten. System 100 enthält ebenfalls
ein Mobildienstvermittlungscenter (MSC) 104, welches mit
den BSs verbunden ist, und mindestens eine MS 105, deren
geographische Position zu bestimmen ist. 1 zeigt ebenfalls einen beispielhaften
Satelliten 120, welcher ein absolutes Zeitreferenzsignal übertragen
kann, beispielsweise ein Satellit von dem bekannten Global Positioning
System (GPS).
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Bei dieser Ausführungsform wirkt die Funkbasisstation
BS1 (130) vorzugsweise als die dienende BS für die MS 105.
Mit anderen Worten kommuniziert die dienende Basisstation BS1 über einen
Verkehrskanal (TCH) über
eine Funkverbindung 131 mit der MS 150. Gemäß der vorliegenden
Erfindung können
die nicht dienenden Basisstationen BS2 und BS3 (135, 136)
an dem Positionsbestimmungsprozess teilnehmen, indem sie nach den
vorweg erwähnten speziellen
Bursts „horchen", welche von der
MS 105 aus Gründen
der Positionsbestimmung übertragen werden.
Diese „Horchen"-Funktion wird durch
die unidirektionalen Pfeile 132 und 133 dargestellt.
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Jede Funk-BS 130, 135 und 136 enthält vorzugsweise
einen jeweiligen Satz an Empfangsantennen (141a–c),
welche über
einen Splitter 144 mit einem entsprechenden Empfangsabschnitt 143 verbunden
sind, und eine Übertragungsantenne (142a–c),
welche über
einen Kombinierer 146 mit einem jeweiligen Übertragerabschnitt 145 verbunden ist.
Jede BS enthält
ebenfalls einen Steuererabschnitt 147, welcher mit dem
MSC 104, dem Übertragerabschnitt 145,
dem Empfangsabschnitt 143 und einem modifizierten Empfänger (ModRX) 148 verbunden
ist, welcher die Messungen (beispielsweise TOA) durchführt, welche
mit der durchgeführten
Positionsbestimmung im Zusammenhang stehen. Der ModRX 148 ist
mit einer Zeitreferenzeinheit 149 verbunden, welche über eine
Antenne (121a) Zeitsignale vom Satelliten 120 empfängt. Der
ModRX 148, dessen Funktion und Betrieb in der oben erwähnten US-Patentanmeldung
Serial No. 08/894,466 von Hagermann et al. beschrieben ist, wirkt
zum Messen der TOA (oder TDOA) der von der MS 105 empfangenen Signale,
und zeigt die Ergebnisse dieser Messungen über eine Verbindung zum Steuerabschnitt 147 dem MSC 104 an.
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Die MS 105 enthält einen
Empfangsabschnitt 151 und einen Übertragerabschnitt 152,
welche mit einem ersten Prozessor 153 verbunden sind. Vorzugsweise
führt der
Prozessor 153 Sprachverarbeitungsfunktionen in der MS 105 aus.
Der Prozessor 153 ist mit einem Audioabschnitt 154 verbunden,
welcher ein Mikrofon und einen Lautsprecher enthalten kann. Der
Prozessor 153 ist ebenfalls mit einem zweiten Prozessor 155 verbunden,
welcher eine Applikation ausführen
kann (beispielsweise ein Software-Programm) 156, welche
zur Implementierung mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung (beispielsweise für
eine modifizierte MS) verwendet werden kann. Eine Tastatur und ein
Display 157 für
die MS sind mit einem Eingabe/Ausgabe(I/O)-Abschnitt 158 verbunden,
welcher als eine Benutzerschnittstelle für die MS 105, vorzugsweise über Prozessor 155,
wirkt.
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2 stellt
Rahmenzeitpunkte der MS 105 dar, deren Position gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu bestimmen ist. Das in 1 gezeigte beispielhafte System 100 kann
gemäß dem GSM-Standard
betrieben werden, bei welchem ein Rahmen acht Zeitschlitze umfasst.
Die MS 105, deren Position zu bestimmen ist, befindet sich
vorzugsweise (aus Gründen
der Beschreibung des Timings von 2)
nahe ihrer dienenden BS (130), so dass der verwendete Zeitvorteil (TA)
gleich Null ist. Unter diesen Umständen empfängt die MS 105 den
Zeitschlitz ihrer TCH auf dem Downlink, welcher in 2 als Schlitz Nr. 2 angenommen werden
kann, oder drei Zeitschlitze vor Durchführen einer Uplink-Übertragung.
Auf der in 2 gezeigten
Zeitachse werden Zeitschlitze angezeigt, während derer Zeiten die MS 105 tätig empfängt oder überträgt. Mit
anderen Worten zeigen diese Anzeigen die Zeitschlitze an, welche
zu Positionsbestimmungsübertragungen
auf dem Uplink nicht erhältlich
sind, wenn ein laufender Ruf nicht gestört werden soll.
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3 ist
ein Ablaufdiagramm, welches zur Implementierung einer beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. 3 beschreibt ein Verfahren, welches mit
einem bestehenden Luft-Schnittstelle-Standard (beispielsweise der bestehende
GSM-Standard) verwendet werden kann, um vorteilhafter Weise „primäre" Uplink-Signale aus
Gründen
einer TOA (oder TDOA) Messung zu verwenden. Daraus folgend wendet
die Positionsbestimmungsfunktion bei dieser Ausführungsform vorzugsweise TOA-Messungen basierend auf
Uplink-Signalen an, welche durch den bestehenden GSM-Standard vorgeschrieben
sind, nämlich
die Uplink-Zugriffs-Bursts, welche durch die MS 105 übertragen
werden, um eine zellinterne Handover-Aufforderung zu bestätigen. So
kann als Beispiel das in 2 gezeigte
Verfahren zur Implementierung der vorliegenden Erfindung gemäß dem bestehenden
Luft-Schnittstelle-Standard und dem in 1 gezeigten System 100 verwendet
werden.
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Bei Schritt 301 empfängt das
System 100 (beispielsweise der Netzwerkabschnitt) eine
Aufforderung, die Position einer spezifischen (bestehender Standard)
MS (MS 105 in diesem Beispiel) zu bestimmen. Wenn die MS 105 nicht
bereits im „herkömmlichen" Modus betrieben
wird, setzt das Netzwerk einen Ruf an die MS ab, identifiziert die
dienende BS (130) und bestimmt, welche der anderen BSs
(beispielsweise 135, 136) an den TOA-Messungen
teilzunehmen zu haben. Bei Schritt 304 sendet die dienende
BS (130) eine Aufforderungsmeldung über MSC 104 an die
anderen in der Positionsbestimmung einbezogenen BSs (beispielsweise
BS2-135, BS3-136), welche BS2 und BS3 auffordert, nach den Zugriffs-Bursts
zu „horchen", welche von MS 105 übertragen
wurden. Diese Aufforderungsmeldung zeigt ebenfalls die TCH (Trägerfrequenz
und Zeitschlitz) an, auf der diese BSs annehmen können, diese
Zugriffs-Bursts von MS105 zu „hören" .
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Bei Schritt 305 überträgt die dienende
BS (130) eine zellinterne Handover-Aufforderungsmeldung
an die MS 105, welche eine neue zu verwendende TCH identifiziert.
Dieser neue TCH kann einer der der dienenden BS (130) zugewiesenen
Kanäle sein
oder er kann sogar der „alte" TCH sein, welcher bereits
verwendet wird. Mit anderen Worten, kann jeglicher erhältliche
Kanal für
den neuen TCH verwendet werden. Bei Schritt 306 überträgt die MS 105 die
Zugriffs-Bursts („primäre" Uplink-Signale)
in Ansprechen auf die zellinterne Handover-Aufforderung, gemäß der bestehenden
Luft-Schnittstellen-Spezifikation
(beispielsweise bis zu 70 spezielle Bursts bei maximaler
Leistung bei GSM). Nach Empfangen dieser Zugriffs-Bursts führen die
ModRXs 148 in jeder der BSs 130, 135 und 136 ihre
jeweiligen TOA-Messungen gemäß den Verfahren
und Vorrichtungen aus, welche in dem oben erwähnten, allgemein zugewiesenen
US-Patent beschrieben sind.
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Die Anmeldung mit der Serial-Nr.
08/894,466 (08/917,577) von Hagermann et al. bezieht sich auf ein
Verfahren zur Verwendung beim Bestimmen der geographischen Position
eines Mobilfunkgerätes, und
insbesondere eines, welches ein TDOA (Time Difference of Arrival)
Positionsbestimmungsverfahren verwendet. Bei einem solchen Verfahren
werden die absoluten TOA's
einer über
ein Mobilfunkgerät übertragenen
Uplink-Meldung in
mindestens drei fixierten Funkbasisstationen registriert, und diese
Information wird durch einen zentral lokalisierten Prozessor verarbeitet,
welcher die Position des Gerätes berechnet.
Hagermann et al. bezieht sich insbesondere auf das Problem, dass
Mobilgeräte,
welche in herkömmlichen
Moden auf Verkehrskanälen
betrieben werden, normalerweise nicht ihre Identitäten auf dem
Uplink übertragen.
In Hagermann et al. sind die Positionierungsfunktionen in dem Landnetzwerk
des Mobilfunksystems integriert, insbesondere werden die TOA-Messungsbestimmungen
auf Anforderung in den Funkbasisstationen durchgeführt, welche
einen modifizierten Empfänger
ModRX verwenden. Messaufforderungen werden durch einen Netzwerksteuerer,
beispielsweise ein MSC, an eine oder mehrere Basisstationen gesendet
und die Aufforderungen identifizieren den Funkkanal, auf welchen
die Messungen gemacht werden. Es werden Messungen durchgeführt und
zurück
zum Netzwerksteuerer angezeigt, und von da zusammen mit der Identität des mit
dem Funkkanal zu der bestimmten Zeit in Verbindung stehenden Mobilgerätes an einen
Prozessor in einem Dienstknoten gesendet, welcher die Position des
Mobilfunkgerätes
berechnet.
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An Schritt
307 werden die
in Schritt
308 durchgeführten
TOA-Messungen verarbeitet,
um zu ermöglichen,
dass die Position von MS
105 gemäß den Verfahren und Vorrichtungen
bestimmt wird, welche in der allgemein zugewiesenen anhängenden US-Patentanmeldung Serial-Nr.
(Attorney Docket No. 27946-00354), (
EP
1034677 ) beschrieben sind. Dieses Dokument beschreibt,
wie ein wiederholtes Uplink-Signal verarbeitet wird, um die Bestimmungsergebnisse
zu verbessern. Insbesondere erlaubt es ein minimales zu bestimmendes
TOA, welches dann verwendet werden kann, um den Ort zu bestimmen. Die
Ankunftszeit (TOA) des empfangenen Funksignals wird unter Verwendung
von Kanalleistungsprofilen wiederholt geschätzt. Es wird ein TOA-Wert nahe dem minimalen
auftretenden TOA ausgewählt.
Jedes abgeschätzte
TOA wird aus einer inkohärenten
Integration von einer zufällig
ausgewählten
Anzahl der empfangenden Bursts hergeleitet, welche die gleiche bekannte
Sequenz an Bits haben, um den Rauscheinfluss zu beseitigen.
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4 ist
ein Ablaufdiagramm, welches zur Implementierung einer zweiten beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. 4 beschreibt ein Verfahren, welches mit
einem aufkommenden oder noch zu spezifizierenden Luft-Schnittstellenstandard
(beispielsweise ein neuer GSM-Standard, welcher vom Datum, an welchem
diese Anmeldung eingereicht wurde, noch zu spezifizieren ist) verwendet
werden kann, um vorteilhafter Weise „primäre" Uplink-Signale für TOA (oder TDOA) Messzwecke
zu verwenden. Als Beispiel hat das in 4 gezeigte
Verfahren zusätzliche Vorteile
gegenüber
denen des in 3 gezeigten Verfahrens,
da das Verfahren von 4 eine
Bestimmung der Position einer MS ohne sich zuziehende Unterbrechungen
ermöglicht,
welche durch einen zellinternen Handover verursacht werden können.
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Bezugnehmend auf 1 und 4 empfängt das
System 100 (beispielsweise der Netzwerkabschnitt) bei Schritt 401 eine Anforderung,
die Position einer spezifizierten MS (MS 105 in diesem
Beispiel) zu bestimmen. Eine spezifizierte Positionsbestimmungsgenauigkeit
kann die Positionsbestimmungsanforderung begleiten. Bei dieser Ausführungsform ist
die spezifizierte MS vorzugsweise eine neue MS, welche erweiterte
Funktionen und Fähigkeiten
hat, welche mit dem aufkommenden oder noch zu spezifizierenden Luft-Schnittstellen-Standard
(ein neuer oder modifizierter GSM-Standard) kompatibel sind. Wenn
die MS 105 noch nicht bereits im „herkömmlichen" Modus betrieben wird, setzt das Netzwerk
einen Ruf an die MS 105 ab, identifiziert die dienende BS
(130) und bestimmt, welche der anderen BSs (beispielsweise 135, 136)
an den TOA-Messungen teilzunehmen
haben.
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An Schritt 402 analysiert
das Netzwerk (beispielsweise MSC 104) die Anforderung und
betrieblichen Bedingungen und bestimmt eine Anzahl an Zugriffs-Bursts
und BSs, welche benötigt
werden um die Positionsbestimmung mit einer wie angeforderten Genauigkeit
durchzuführen.
Das Netzwerk führt
vorzugsweise diese Analyse durch, um die Systemlast zu schonen.
Jedoch dient dieser Schritt nicht dazu, den Umfang der vorliegenden
Erfindung zu begrenzen und kann beispielsweise ausgeschlossen oder modifiziert
werden, um eines von beiden, nämlich eine
minimale Anzahl an Zugriffs-Bursts oder minimale Anzahl an benötigten BSs
zu enthalten (beispielsweise eine betriebliche Abwägung).
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An Schritt 403 wählt das
Netzwerk (beispielsweise MSC 104) einen nicht durch MS 105 verwendeten
Zeitschlitz (TS) aus und wählt
ebenfalls eine Trägerfrequenz
unter den der dienenden BS 130 zugewiesenen Trägerfrequenzen
aus. Vorzugsweise ist die ausgewählte
TS auf der ausgewählten
Trägerfrequenz
im Leerlauf. In besonderem Maß kann
die MS 105, um diesen Schritt auszuführen, Mobile Assisted Handover
(MAHO) Messungen unterbrechen, wenn sie durchgeführt werden. Als Beispiel werden
diese MAHO-Messungen nicht als Hürde
für das
Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Übertragen von Uplink-Zugriffs-Bursts
für TOA
(TDOA) Messungen betrachtet.
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An Schritt 404 sendet die
dienende BS (130) eine Aufforderungsmeldung über MSC 104 (welcher an
dieser Aufforderung mitwirkt) an die anderen bei der Positionsbestimmung
einzubeziehenden BSs (beispielsweise BS2-135, BS3-136), welche
BS2 und BS3 auffordert nach von MS2 übertragenen Zugriffs-Bursts
zu „horchen". Diese Aufforderungsmeldung
zeigt vorzugsweise ebenfalls den TCH (Trägerfrequenz und Zeitschlitz)
an, auf welchem diese BSs annehmen können, diese Zugriffs-Bursts
von MS 105, die Rahmennummer, welche den ersten dieser Zugriffs-Bursts
enthält,
und die Anzahl an zu vermutenden/messenden Zugriffs-Bursts zu „hören".
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An Schritt 405 überträgt die dienende
BS (130) eine (neue) Positionierungsaufforderungsmeldung
an die MS 105, welche vorzugsweise einen Uplink-TCH (Zeitschlitz
und Trägerfrequenz)
identifiziert, auf welchem eine spezifische Anzahl an Zugriffs-Bursts
(mit Bezug auf Schritt 402) übertragen wird. Diese Aufforderungsmeldung
enthält
eine Rahmennummer, welche mit der Zeit in Verbindung steht, an welcher
die Übertragung
der Bursts zu beginnen hat. Alternativ kann eine Vielzahl an Bursts,
welche für
diese Positionsbestimmungszwecke optimiert sind, anstelle der oben
beschriebenen Zugriffs-Bursts zur Übertragung durch die MS aufgefordert
werden.
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An Schritt 406 überträgt die MS 105 die Bursts
(gemäß dem aufgeforderten
Typ und Anzahl), und zwar beginnend an der aufgeforderten Zeit (Rahmennummer).
Nach Empfang dieser Bursts führen die
ModRXs 148 in jeder der BSs 130, 135 und 136 ihre
jeweiligen TOA-Messungen gemäß den Verfahren
und Vorrichtungen aus, welche in der oben erwähnten, allgemein zugewiesenen
US-Patentanmeldung Serien-Nummer 08/894,466 von Hagermann et al.
beschrieben sind.
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An Schritt 407 werden die
in Schritt 406 durchgeführten
TOA-Messungen verarbeitet,
um die Position von MS 105 gemäß den Verfahren und Vorrichtungen
zu bestimmen, welche in der allgemein zugewiesenen anhängenden
US-Patentanmeldung Serial-Nr.
(Attorney Docket No. 27946-00354) beschrieben sind.
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Obwohl eine bevorzugte Ausführungsform des
Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung in den
begleitenden Zeichnungen dargestellt wurden und in der vorhergehenden
detaillierten Beschreibung beschrieben wurden, sollte es verständlich sein,
dass die Erfindung nicht auf die offenbarte Ausführungsform beschränkt ist,
sondern zahlreichen Umänderungen,
Modifikationen und Substitutionen, welche durch die folgenden Ansprüche dargelegt
und bestimmt werden, unterliegen.