EP1358777A1 - Verfahren und vorrichtung zur ortsbestimmung von paketdatendienst-fähigen funkstationen in einem kommunikationssystem - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur ortsbestimmung von paketdatendienst-fähigen funkstationen in einem kommunikationssystem

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Publication number
EP1358777A1
EP1358777A1 EP02715448A EP02715448A EP1358777A1 EP 1358777 A1 EP1358777 A1 EP 1358777A1 EP 02715448 A EP02715448 A EP 02715448A EP 02715448 A EP02715448 A EP 02715448A EP 1358777 A1 EP1358777 A1 EP 1358777A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
station
network
location
radio
packet data
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.)
Withdrawn
Application number
EP02715448A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carsten Ball
Ralf Krannich
Christian Mucke
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 claimed from DE2001105678 external-priority patent/DE10105678A1/de
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP02715448A priority Critical patent/EP1358777A1/de
Publication of EP1358777A1 publication Critical patent/EP1358777A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/08—Reselecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W60/00—Affiliation to network, e.g. registration; Terminating affiliation with the network, e.g. de-registration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access
    • H04W74/06—Scheduled access using polling

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the location of packet data service-capable radio stations in a communication system with the main features of claim 1 and a communication system with devices for performing such a method.
  • information for example voice, picture information or other data
  • a radio interface between the sending and receiving station (base station or subscriber station).
  • the electromagnetic waves are emitted at carrier frequencies that lie in the frequency band provided for the respective system.
  • TD / CDMA Time / Code Division Multiple Access
  • UMTS Universal Mobile Telecommunication System
  • 3rd generation systems frequencies in the frequency band of approx 2000 MHz provided.
  • Novel data services such as the packet data service GPRS (General Packet Radio Service) and its extension EDGE / EGPRS (Enhanced Data Rates for.) are currently used in existing mobile radio networks based on the GSM standard (GSM: Global System for Mobile Communications) with frequencies between 400 MHz and 2000 MHz GSM Evolution / Enhanced GPRS) introduced.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the transmission in the mobile radio network does not take place in a connection-oriented or circuit-switched manner, but in the form of packet data. This type of transmission makes better use of the given transmission resources in the mobile radio network, for example by multiplexing.
  • TDMA Time Division Duplex
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • TDD-UMTS Time Division Duplex
  • DL Downlmk
  • UL Uplmk
  • a packet data traffic channel PDTCH Packet Data Traffic Channel
  • PDTCH Packet Data Traffic Channel
  • the packet data traffic channels are unidirectional.
  • a transmission takes place either m uplink (UL) for the packet data transmission from the subscriber station to the base station or m downlink (DL) for the packet data transmission from the base station to the subscriber station.
  • a packet data traffic channel can be assigned to a subscriber for static channel allocation (fixed allocation according to GSM 04.60) for a specific time interval or with dynamic channel allocation (dynamic allocation according to GSM 04.60) to several subscribers at the same time, ie several subscribers are assigned to this packet data Traffic channel supplied (multiplex g). This applies to the up and down connection independently of each other.
  • location determination services are known, which are also used for subscriber stations for packet data-capable (GPRS, EDGE) mobile radio services, GSM mobile radio networks.
  • GPRS packet data-capable
  • EDGE packet data-capable
  • circuit-switched services there are already a large number of methods in the standard, such as TA (Timing Advance), E-OTD (Enhanced Observed Time Difference), GPS (Global Positioning System), etc.
  • TA receives for example the responsible mobile station
  • SMLC Serving Mobile Location Center
  • a request for the current position of a particular subscriber station If the subscriber station is idle at this time, it is addressed from the network or a paging w is carried out, whereupon the network assigns a channel to the subscriber station. In the reserved or switched state (“dedicated mode *), the subscriber station is already active on one channel.
  • the responsible mobile station localization center requests the TA currently used in the base station system and optionally the measurement report last sent by the subscriber station (measurement report) from the base station system. After forwarding this data to the responsible mobile station localization center, the position of the subscriber station is calculated there according to known methods and the position result is then forwarded to the requesting unit. There are also methods in which, for example, the subscriber station independently continuously calculates its position and communicates it to the network on the basis of inquiries, or methods which determine the location by means of an external device
  • Hardware e.g. a so-called location determination unit (LMU).
  • LMU location determination unit
  • a disadvantage of such methods is that the network must assign dedicated channels to the subscriber station, for example for querying position-relevant measurement data, which is ultimately disadvantageous for the cell capacity. Furthermore, only one subscriber station at a time can be queried. Upon request, the base station system must contact the subscriber station each time before it can deliver the measurement data relevant to the position to the responsible mobile station localization center. Without prior The question is therefore not known to the network in the case of existing location determination methods (LCS: location service) the position of a subscriber station.
  • LCS location service
  • known calculation methods are used to determine the location of the subscriber stations, for example in the TA method, runtime values between the subscriber station and the supplying base station.
  • the object of the invention is to propose an improved method for determining the location of subscriber-side stations capable of packet data service in a communication system or a device for carrying out such a method.
  • This method advantageously means that the network does not have to assign dedicated channels to the subscriber station, so that the cell capacity is protected. In addition, not only individual subscriber stations can be queried one after the other, but also several at the same time.
  • At least one network-side device which is preferably a component of the base station system, holds location information about the subscriber stations in its area, so that they immediately respond to inquiries without having to contact the corresponding subscriber station again must provide the position of this subscriber station or the position-relevant measurement data.
  • a method for GPRS / EGPRS-capable subscriber stations in which the base station system is always informed about the location of the subscriber stations or the position-relevant measurement data in its cells, so that the base station system requests higher levels / layers without triggering the can answer the desired subscriber station immediately. Furthermore, by setting trigger points - for example by defining a specific location area in its coverage area - the network can automatically inform function units immediately downstream, without request, when a subscriber station enters this area, stays there or leaves it.
  • the SMLC functionality can be integrated on the network side or in the base station system or remotely located in a separate facility (physical or stand-alone SMLC).
  • the network can provide a complete radio field planning map and create a highly accurate distribution map of the subscriber stations in the cells.
  • the method comes without additional new measuring devices, i.e. even without additional new modules or hardware.
  • a preferred basis of the method is based on the fact that GPRS / EGPRS-capable subscriber stations are in principle permanently logged on to the network and are known to it (GPRS attached).
  • the network can specifically request the subscriber station or, via broadcast system information, all subscriber stations in the cell to periodically send messages from which the network determines the position of the subscriber station.
  • the network can therefore set trigger points at a known subscriber station position at which the When entering / leaving a certain cell area, for example a shopping center, the network can immediately send information, for example advertising, special offers, kmo programs, etc. to the subscriber station, for example by means of SMS (Short Message Service).
  • SMS Short Message Service
  • the method is advantageously based entirely on known signaling of the GSM specifications, which, however, are used very advantageously and in a completely new combination, e.g. So-called “Network Controlled Cell Reselection", “Network Controlled Measurement Reports” and “Extended Measurement Reports”
  • the method works both with a subscriber station in the idle state and in the operating state (idle or packet transfer mode).
  • GPRS / EGPRS The advantage of using GPRS / EGPRS is that no dedicated channels have to be assigned. Instead, the subscriber stations provide periodic measurement reports (measurement reports), which advantageously always occupy only a 20 ms radio block or a few radio blocks for longer messages on a packet data channel (PDCH), or the subscriber stations are switched to so-called shared channels if required ( shared channels), where they multiplex their data with other subscriber stations.
  • PDCH packet data channel
  • DTM dual transfer mode
  • E-OTD GPS based on circuit-switched services
  • LCS location determination service
  • the algorithms used in the simplest exemplary embodiment are known process elements which are used to determine and report the interference level in a cell at the location of the subscriber station MS, for the cell change or optionally packet / data retrieval requests. However, these three can also be used for location determination by means of the method described.
  • the method can be applied to all GPRS / EGPRS-capable subscriber stations in the cell. To reduce the load in the network, however, only individual participants can be operated. This can also be used to make this service available only for a fee.
  • Fig. 2-4 The messages available in the GSM standard for the measurement reports, which can be used to carry out a method for determining the location of a GPRS-capable subscriber station.
  • a mobile radio system as an example of a radio communication system consists of a plurality of mobile switching centers MSC and service and access network nodes SGSN (Serving GPRS Support Node) which are networked with one another or have access to a fixed network PSTN or a packet data network Establish PDN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one base station control device BSC / one device RNM for allocating radio resources. Each of these devices in turn enable a connection to at least one base station BTS. Such a base station BTS can establish a connection to subscriber-side or subscriber stations, for example mobile stations MS or other mobile and stationary terminals, via a radio interface. The base stations and the devices controlling them form a base station system (BSS / Base Station System).
  • BSS Base Station System
  • Each base station BTS forms at least one radio cell Z, within which communication with subscriber stations MS, MSI, ... is possible.
  • a plurality of radio cells Z are also supplied per base station BTS.
  • the areas of adjacent radio cells typically overlap, so that a change from the area of one radio cell Z to the area of another radio cell Z is possible without problems.
  • FIG. 1 shows, by way of example, existing connections VI, V2, V3 for the transmission of useful information and signaling information between mobile subscriber stations MS and a base station BTS and a request for resource allocation or a short confirmation message in an access channel (P) RACH ((packet ) Random Access CHannel) represented by another mobile station MS.
  • P access channel
  • RACH Packet ) Random Access CHannel
  • BCCH Broadcast Control CHannel
  • An operation and maintenance center OMC implements control and maintenance functions for the mobile radio system or for parts thereof.
  • the functionality of this structure can be transferred to other radio communication systems, in particular for subscriber access networks with a wireless subscriber line.
  • a method for determining the location of one or more subscriber stations MS for the packet data system GPRS / EGPRS in transmission mode (“transfer mode”) with active packet data transmission (temporary block flow: TBFs) and in the idle state (“idle Mode ”) can be applied.
  • a data list X is created for the registered subscriber stations MS in the area of the base station control device BSC or possibly also in the supporting network node for a serving packet data network (SGSN: Serv GPRS Support Node) or in the SMLC, the location for the respective subscriber stations MS , Timmg Advance TA in the respective cell Z (Servmg-Cell), RXLEV values (RXLEV: REceive LEVel / receive level) and interference values can be saved.
  • control messages and control mechanisms which are known per se and which are known per se can be used, but currently (see, for example, GSM 04.60, GSM 05.08) are used for entirely different purposes in each case.
  • the messages transmitted from the subscriber station to the network and their contents are outlined in FIGS. 2-4.
  • Exemplary algorithm sequences can be provided in particular for the registration of a subscriber station capable of packet data service and the external request for a position determination.
  • a subscriber station for GPRS / EGPRS logs on to the network, its position is to be determined and stored continuously, which is why the subscriber station is asked to periodically send the measurement reports.
  • the network evaluates these and the TA measured values and calculates the position of the subscriber station MS.
  • the subscriber station MS may also be moved to the neighboring cells by "NC Cell Reselection". For the operation of incoming external subscriber station position requests, if the position of the subscriber station MS in the network is known with sufficient accuracy, this information can be transmitted directly from the base station system BSS. Otherwise, the subscriber station MS must be polled in order to first determine the position or to improve the position information sufficiently.
  • NC measurement reports or network-initiated measurement reports are sent periodically from dedicated or all subscriber stations MS of cell Z to the network-side devices, if this is done by the base station BTS via a radio or message channel communicated requirement, e.g. the PSI 5 Packet_System_Informat ⁇ on_Message is required (NC_CONTROL_ORDER field).
  • the period of such transmissions can in the currently known system by means of appropriate broadcast / broadcast parameters for subscriber stations MS in idle mode (idle mode) (NC_Reportmg_Pe ⁇ od) _ or.
  • N transmission mode
  • TLLI Temporal Logical Link Identifier
  • RXLEV_SERVING CELL reception level
  • SINRFERENCE_SERVING CELL interference
  • EXTENDED Measurement Reports can periodically be sent to subscriber stations MS in idle mode (EXT_CONTROL_ORDER). The period can currently be set between 60 and 7,680 seconds.
  • this report or report contains the interference level at the location of the subscriber station MS on all eight time slots currently (I_LEVEL_TN0 ... 7) and the reception field strength values RXLEV of the neighboring cells (RXLEV_N) at the location of the subscriber station MS.
  • the neighboring cell list to be measured (ARFCN, BSIC, 7) is previously assigned to the subscriber station MS by the network (e.g. currently: (BA (GPRS), NC_FREQUENCY_LIST, EXT_FREQUENCY_LIST)).
  • NC measurement reports or extended measurement reports should be periodically sent to the network instead of all only from certain subscriber stations MS in cell Z.
  • a restriction to the transmission of the location information of only individual subscriber stations MS is advantageous if e.g. Too many subscriber stations MS are in a cell, so that there could possibly be an overload situation, or if not all subscriber stations MS are to use the location determination service (LCS), for example because the subscribers of the corresponding subscriber stations MS are not registered and approved for this service are.
  • LCS location determination service
  • the period for communicating the position-relevant measurement data to the network can be set differently for different subscriber stations MS, which leads to certain quality differences in the accuracy. Moving subscriber stations MS can thus be instructed to send their position-relevant measurement data more often than subscriber stations MS that do not move at all or only slowly.
  • the subscriber station MS advantageously communicates the measurement data to the network in idle mode by first performing an access to the network and requesting one or more radio / radio blocks.
  • the base station BTS can immediately see the time advance (timing advance TA) and thus the distance between the subscriber station MS and the base station Determine BTS.
  • timing advance TA time advance
  • the location of the subscriber station MS can be calculated more precisely, however, as a rule, by means of the additionally available values of the reception field strength RXLEV of the neighboring cells, generally known electromagnetic propagation laws and the known positions of the base stations BTSn of the neighboring cells Zn.
  • network planning data e.g. predicted signal field strengths in the coverage area of the network
  • the location of the subscriber station MS can be determined more precisely by an automated comparison with the map.
  • an iterative method can be used, since the method described here calculates a highly precise level / interference map, which in turn can then serve as input for further calculations above.
  • the linking of the data to the subscriber station MS and their storage in a network-side device such as the memory X of the base station control unit BSC (or in packet networks the so-called Servmg GPRS Support Node (SGSN) or the SMLC) is preferably carried out using identification indicators such as the known TLLI (Temporary Logical Link Identifier), which is unique for each subscriber station MS and is contained in the above-mentioned messages.
  • TLLI Temporary Logical Link Identifier
  • the network or its base station control device BSC can use the subscriber station MS in the idle state (idle mode) by means of a network-controlled line shift ("Network Controlled Cell Reselection") one after the other from the cell Z serving the subscriber station (Servmg Cell) m the neighboring cells Zn move, in whose reception area the subscriber station MS is also located.
  • the currently known message "Package_Cell_Change_Order" can be used for this.
  • the use of services or methods of the GPRS service means that no interruption of existing services (“service interrupt”) is required, since no data is sent in idle mode.
  • service interrupt When using the method for subscriber stations MS in the transmission mode (transfer mode), however, data can be lost which must be retransmitted later or repeated.
  • a subscriber station MS to be shifted according to the method should always first be pushed into the neighboring cell (s) with the greatest reception field strength RXLEV.
  • By moving the network also receives information about the time progress TA to N neighboring base stations BTSn and can now calculate the location even more precisely with known methods, such as the intersection calculation of the N distance circles around the N base stations BTSn.
  • a subscriber station MS should preferably only ever be moved between the cells of a base station control device (BSC) area.
  • BSC base station control device
  • the resolution can be greatly improved by the network averaging the TA values coming in periodically from the subscriber stations MS over time. The same averaging should also be carried out for the values of the reception field strengths RXLEV of the serving cell and the neighboring cells.
  • Another potential for improvement lies in oversampling the access Signals (access bursts) in the base station BTS or the use of further equalizer values.
  • the network can also allow the access signals (access bursts) on the time control channel for packet data PTCCH (Packet Timing Control Channel) to flow into the averaging from subscriber stations MS in the packet transfer mode, which are currently approx. sent to the network every 2 seconds. If this information is not sufficient for a subscriber station MS in terms of accuracy, then the network can query or "poll" the subscriber station MS, e.g. by means of the so-called "Packet_Pollmg_Request” message. In this case, the subscriber station MS in the uplink sends four successive access bursts for packet control confirmations (“Packet_Control_Acknowledgments”). Through multiple pollen in short time intervals, the network can obtain any number of access bursts for the highly precise determination of the time progress TA of a subscriber station MS m of a cell Z or Zn.
  • PTCCH Packet Timing Control Channel
  • C / I carrier / interference cards
  • C / I Carrier to Interference
  • N OJ 3 C ⁇ Q Q. P- ⁇ C ⁇ ⁇ -3 ⁇ o 0 ) P- C ⁇ cn ⁇ ⁇ 3 P- rt ⁇ tr P- ti rt ⁇ 3
  • Such cards can be created especially for different times of the day, e.g. Busy hour, night time.
  • trigger points so that subscriber stations MS that are located in a specific area, e.g. a shopping center, stop immediately via SMS, email or other information, e.g. Advertising, special offers etc., can be supplied.
  • the application of the method is particularly advantageous for Class A or Simple Class A subscriber stations, since no "service interrupt" is necessary for existing voice connections.
  • All subscriber stations MS in the cell or only subscriber stations MS registered for the location determination service LCS can be supplied with the location determination service LCS or services based thereon.
  • the accuracy of the measurements can also be specified specifically for MS, for example by individually setting the measurement report periods (measurement report periods) and / or by additionally polling the subscriber station MS to initiate access requests (access bursts) for location or time progress. (TA) determination. It is advantageous to have a larger periodicity during rush hour in order to use as little network capacity as possible, and very small periodicities during the night when the network load is relatively low.
  • the network If a subscriber station is in the so-called packet transfer mode, i.e. a packet data connection is activated, the network also evaluates the TA values that it currently receives via the "Packet Timing Control Channel” (PTCCH) approximately every 2 seconds for continuous TA setting.
  • PTCCH Packet Timing Control Channel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ortsbestimmung von Paketdatendienstfähigen Stationen (MS) in einem FunkKommunikationssystem (GSM), wobei jede Station (MS) über zumindest eine Funkschnittstelle (V) innerhalb einer Funkzelle (Z) mit deren zugeordneter netzseitiger Netzstation (BTS) kommuniziert, wobei seitens des Netzes periodisch bzw. auf Anforderung eine Ortsbestimmung zum Bestimmen des Aufenthaltsortes der Stationen (MS) durchgeführt wird. Um eine schnelle Bereitstellung der Ortsinformationen zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, netzseitig aktuelle Aufenthaltsorte sowie erfahrene Funkbedingungen der Station(en) (MS) zu speichern.Vorteilhafterweise können bei Paketdatendienstfähigen Stationen (MS) für andere Zwecke bekannte Verfahren zum Bestimmen verwendet werden. zum Bestimmen der Empfangsfeldstärke und/oder des Interferenzpegels, zum Durchführen eines Zellwechsels und/oder zum Aktivieren einer Polling Anforderung verwendet werden.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Ortsbestimmung von Paketdaten- dienst-fahigen Funkstationen in einem Kommunikationssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ortsbestim- mung von Paketdatendienst-fahigen Funkstationen m einem Kommunikationssystem mit den Oberbegriffliehen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Kommunikationssystem mit Einrichtungen zum Durchfuhren eines solchen Verfahrens.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen, bei- spielsweise Sprache, Bildmformationen oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen ber eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station (Basissta- tion bzw. Teilnehmerstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Tragerfrequen- zen, die m dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukunftige Mobilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA-Ubertragungsverfahren (TD/CDMA: Time/Code Division Multiple Access) über die Funkschnittstelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
In bestehende Mobilfunknetze nach dem GSM-Standard (GSM: Global System for Mobile Communications) mit Frequenzen zwischen 400 MHz und 2000 MHz werden derzeit neuartige Datendienste wie der Paketdatendienst GPRS (General Packet Radio Service) sowie dessen Erweiterung EDGE/EGPRS (Enhanced Data Rates for GSM Evolution / Enhanced GPRS) eingeführt. Die Übertragung im Mobilfunknetz findet hierbei nicht verbmdungsorientiert bzw. nicht leitungsvermittelt, sondern in Form von Paketdaten statt. Diese Art der Übertragung nutzt die gegebenen Ubertra- gungsressourcen im Mobilfunknetz beispielsweise durch Mul- tiplexing besser aus. Beim TDMA-Verfahren, wie z.B. bei GSM oder auch TDD-UMTS (TDD: Time Division Duplex) , st für eine TDMA-Komponente eine Aufteilung eines breitbandigen Tragers mit z.B. einem Frequenzbereich von 5 MHz bei UMTS oder eines schmalbandigen Tragers mit z.B. 200 kHz bei GSM in mehrere Zeitschlitze gleicher Zeitdauer vorgesehen. Bei TDD-UMTS wird auf der gleichen Tragerfrequenz ein Teil der Zeitschlitze m Abwartsrichtung DL (Downlmk) von der Basisstation zur Teilneh er- station und ein Teil der Zeitschlitze in Aufwartsrichtung UL (Uplmk) von der Teilnehmerstation zur Basisstation benutzt. Beim GSM-Standard sind für die Aufwartsverbmdung und die Ab- wartsverbmdung jeweils acht Zeitschlitze auf zwei durch einen Duplexabstand getrennten 200 kHz Tragerfrequenzen vorgesehen. Zur Datenübertragung bei den Paketdatendiensten GPRS/EGPRS nach dem GSM-Standard wird jedem Zeitschlitz ein Paket-Daten-Verkehrskanal PDTCH (Packet Data Traffic Channel) zugeordnet. Die Paket-Daten-Verkehrskanale sind unidirektio- nal. Eine Übertragung findet entweder m Aufwartsverbmdung (UL) für die Paketdatenubertragung von der Teilnehmerstation zur Basisstation oder m Abwartsverbindung (DL) für die Paketdatenubertragung von der Basisstation zur Teilnehmerstation statt. Dabei kann ein Paketdaten-Verkehrskanal einem Teilnehmer bei einer statischen Kanalvergabe (fixed allocation nach GSM 04.60) fest für ein bestimmtes Zeitmtervall oder bei einer dynamischen Kanalvergabe (dynamic allocation nach GSM 04.60) mehreren Teilnehmern gleichzeitig zugewiesen werden, d.h. mehrere Teilnehmer werden auf diesem Paketdaten- Verkehrskanal versorgt (Multiplex g) . Das gilt für die Auf- und Abwartsverbindung unabhängig voneinander.
Bei diesen Systemen ist es für eine Vielzahl von Zwecken erforderlich die momentanen Standorte von Teilnehmerstationen zu bestimmen. Zur effizienten Realisierung der Ortsbestimmung sind Ortsbestimmungsdienste (Location Services) bekannt, die auch für Teilnehmerstationen für paketdatenfahige (GPRS, EDGE) Mobilfunkdienste GSM-Mobilfunknetzen eingesetzt werden. Für leitungsvermittelte Dienste (Circuit Switched Services) gibt es im Standard bereits eine Vielzahl von Verfahren wie TA (Timing Advance) , E-OTD (Enhanced Observed Time Differen- ce) , GPS (Global Positioning System), etc. Bei dem Verfahren TA erhält beispielsweise das zuständige Mobilstations-
Lokalisierungszentrum (SMLC: Serving Mobile Location Center) eine Anfrage nach der gegenwärtigen Position einer bestimmten Teilnehmerstation. Falls die Teilnehmerstation zu diesem Zeitpunkt untätig („idle*) ist, wird sie vom Netz aus ange- sprochen bzw. ein „Pagingw ausgeführt, woraufhin das Netz der Teilnehmerstation einen Kanal zuweist. Im reservierten bzw. geschalteten Zustand („dedicated mode* ) ist die Teilnehmerstation bereits auf einem Kanal aktiv. Das zuständige Mo- bilstations-Lokalisierungszentrum fordert daraufhin den im Basisstationssystem aktuell verwendeten TA sowie optional den zuletzt von der Teilnehmerstation gesendeten Meßbericht (Mea- surement Report) vom Basisstationssystem an. Nach Weitergabe dieser Daten an das zuständige Mobilstations- Lokalisierungszentrum wird dort die Position der Teilnehmer- Station nach bekannten Verfahren berechnet und abschließend das Positionsergebnis an die anfragende Einheit weitergeleitet. Ferner gibt es auch Verfahren, bei denen etwa die Teilnehmerstation eigenständig kontinuierlich ihre Position berechnet und dem Netz aufgrund von Anfragen mitteilt, bzw. Verfahren, die eine Ortsbestimmung mittels einer externen
Hardware, z.B. einer sogenannten Lokationsbestimmungseinheit (LMU: Location Measurement Unit) , vornehmen.
Nachteilig ist bei solchen Verfahren, dass das Netz der Teilnehmerstation dedizierte Kanäle zuweisen muss, beispielsweise zur Abfrage von positionsrelevanten Meßdaten, was letztendlich nachteilig für die Zellkapazität ist. Ferner kann stets nur eine Teilnehmerstation nach der anderen abgefragt werden. Das Basisstationssystem muss auf Anfragen hin jedesmal Kontakt mit der Teilnehmerstation aufnehmen, bevor es die für die Position relevanten Meßdaten an das zuständige Mobilsta- tions-Lokalisierungszentrum liefern kann. Ohne vorherige An- frage ist also dem Netzwerk bei bestehenden Ortsbestimmungs- Verfahren (LCS: location service) die Position einer Teilnehmerstation nicht bekannt.
Bei solchen Ortsbestimmungsverfahren werden für sich bekannte Berechnungsmethoden zur Ortsbestimmung der Teilnehmerstationen verwendet, beispielsweise beim TA Verfahren Laufzeit- Werte zwischen Teilnehmerstation und versorgender Basisstati- on.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, e verbessertes Verfahren zur Ortsbestimmung von Paketdatendienst-fahigen teilnehmerseitigen Stationen in einem Kommunikationssystem bzw. eine Vorrichtung zum Durchfuhren eines solchen Verfahrens vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Ortsbestimmung von Paketdatendienst-fahigen teilnehmerseitigen Stationen einem Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. das Kommunikationssystem mit Einrichtungen zum Durchfuhren eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bzw. einen Speicher dafür gelost.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhangigen Ansprüchen.
Durch dieses Verfahren muss das Netz der Teilnehmerstation vorteilhafterweise keine dedizierten Kanäle zuweisen, so dass die Zellkapazitat geschont wird. Außerdem können nicht nur einzelne Teilnehmerstationen eine nach der anderen abgefragt werden, sondern auch mehrere zugleich.
Zumindest eine netzseitige Einrichtung, die vorzugsweise Bestandteil des Basisstationssystems ist, halt Orts- Informationen über die Teilnehmerstationen in ihrem Bereich gespeichert, so dass sie auf Anfragen sofort, ohne nochmals Kontakt zur entsprechenden Teilnehmerstation aufnehmen zu müssen, die Position dieser Teilnehmerstation bzw. die positionsrelevanten Meßdaten liefern kann.
Für GPRS/EGPRS-fahige Teilnehmerstationen ist somit ein Verfahren bereitgestellt, bei dem das Basisstationssystem stets über den Ort der Teilnehmerstationen bzw. die positionsrele- vanten Meßdaten in seinen Zellen informiert ist, so dass das Basisstationssystem eine Anfrage von höheren Ebenen/Layern ohne Triggern der gewünschten Teilnehmerstation sofort beantworten kann. Ferner kann das Netzwerk durch das Setzen von Triggerpunkten - beispielsweise durch die Definition eines bestimmten Orts-Bereiches m seinem Versorgungsbereich - sofort nachgeordnete Funktionseinheiten selbsttätig ohne Anfrage informieren, wenn eine Teilnehmerstation diesen Ortsbereich betritt, sich dort aufhalt oder diesen verlasst. In diesem Fall kann die SMLC-Funktionalitat netzseitig bzw. im Basisstationssystem integriert sein oder sich abgesetzt in einer separaten Einrichtung (physikalisches oder stand-alone SMLC) befinden. Anhand der gewonnenen Informationen wie dem Ort aller Teilnehmerstationen, dem Signalpegel (Signal-Level) der diese bedienenden Zelle (n) (Servmg-Cell) sowie der Nachbarzellen und der Interferenz-Level am Ort der Teilnehmerstationen kann das Netz eine komplette Funkfeldplanungs-Karte sowie eine hochgenaue Verteilungskarte der Teilnehmerstationen in den Zellen erstellen. Das Verfahren kommt ohne zusatz- liehe neue Messeinrichtungen, d.h. auch ohne zusatzliche neue Baugruppen bzw. Hardware aus.
Eine bevorzugte Basis des Verfahrens beruht darauf, dass GPRS/EGPRS-fahige Teilnehmerstationen im Prinzip permanent im Netz angemeldet und diesem bekannt sind (GPRS attached) . Das Netzwerk kann hierbei die Teilnehmerstation im Speziellen bzw. über Broadcast-Systemmformationen alle Teilnehmerstationen in der Zelle auffordern, periodisch Meldungen zu schicken, aus denen das Netzwerk die Position der Teilnehmerstation ermittelt. Daher kann das Netz bei bekannter Teilneh- merstations-Position Trigger-Punkte setzen, bei denen das Netz beim Betreten/Verlassen eines bestimmten Zellbereichs, z.B. eines Einkaufszentrums, sofort Informationen, z.B. Werbung, Sonderangebote, Kmoprogramm, etc. zum Beispiel mittels SMS (Short Message Service) an die Teilnehmerstation senden kann.
Das Verfahren basiert vorteilhafterweise komplett auf bekannten Signalisierungen der GSM-Spezifikationen, die allerdings sehr vorteilhaft und m gänzlich neuer Kombination ausgenutzt werden, z.B. sogenannter "Network Controlled Cell Reselecti- on", "Network Controlled Measurement Reports" und "Extended Measurement Reports" Das Verfahren funktioniert sowohl bei einer Teilnehmerstation im Ruhezustand wie auch im Betriebszustand (ldle bzw. packet transfer mode) .
Der Vorteil der Verwendung von GPRS/EGPRS liegt darin, dass keine dedizierten Kanäle vergeben werden müssen. Statt dessen liefern die Teilnehmerstationen periodische Meßberichte (Measurement Reports) , wobei diese vorteilhafterweise stets nur einen 20ms langen Funkblock bzw. einige wenige Funkblocke für längere Nachrichten auf einem Paketdatenkanal (PDCH) belegen, bzw. die Teilnehmerstationen werden bei Bedarf auf sogenannte gemeinsam verwendete Kanäle (shared Channels) zugewiesen, wo sie im Multiplexverfahren mit anderen Teilnehmerstationen ihre Daten übertragen.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt außerdem darin, dass sogenannte Class A-Telefone, bzw. DTM (dual transfer mode) oder auch Simple Class A-Telefone im Gegensatz zu den heutigen Betriebsverfahren (E-OTD, GPS auf Basis von lei- tungsvermittelten Diensten) den Ortsbestimmungsdienst (LCS) ohne Service-Interrupt bedienen können, obwohl gleichzeitig leitungsvermittelt telefoniert wird. Dies ist möglich, da bei (Simple) Class A-Teilnehmerstationen ein gleichzeitiger Betrieb von Sprache und Daten möglich ist, d.h. der Ortsbestimmungs-Dienst kann auf dem paketvermittelnden (packet swit- ched) Kanal bedient werden, während auf dem leitungsvermit- telten (circuit switched) Kanal ein Gespräch läuft.
Die beim einfachsten Ausführungsbeispiel verwendeten Algorithmen sind für sich bekannte Verfahrenselemente, die zur Bestimmung und Mitteilung des Interferenzpegels in einer Zelle am Ort der Teilnehmerstation MS, für den Zellwechsel bzw. optional Paket/Datenabrufanforderungen verwendet werden. Diese Drei sind mittels des beschriebenen Verfahrens jedoch auch zur Ortsbestimmung einsetzbar.
Das Verfahren kann auf alle GPRS/EGPRS fähigen Teilnehmerstationen in der Zelle angewendet werden. Um die Last im Netzwerk zu reduzieren, können jedoch auch nur einzelne Teilnehmer bedient werden. Das kann auch dazu benutzt werden, diesen Dienst nur gegen Entgelt zur Verfügung zu stellen.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Überblick über ein Funk- Kommunikationssystem,
Fig. 2-4 Die im GSM Standard verfügbaren Meldungen für die Measurement Reports, die zum Durchführen eines Verfahrens zur Ortsbestimmung einer GPRS-fähigen Teilnehmerstation verwendet werden können.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht ein Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC sowie Dienste- und Zugangsnetzknoten SGSN (Serving GPRS Support Node) , die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN oder einem Paketdatennetz PDN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Ba- sisstations-Steuereinrichtung BSC/ einer Einrichtung RNM zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen verbunden. Jede die- ser Einrichtungen BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BTS. Eine solche Basisstation BTS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu teilnehmerseitigen bzw. Teilnehmer-Stationen, z.B. mobilen Stati- onen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeraten aufbauen. Die Basisstationen und die diese steuernden Einrichtungen bilden ein Basisstationssystem (BSS/Base Station System) .
Durch jede Basisstation BTS wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet, innerhalb derer eine Kommunikation mit Teilnehmerstationen MS, MSI,... möglich ist. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstati- on BTS auch mehrere Funkzellen Z versorgt. Typischerweise u- berschneiden sich die Bereiche benachbarter Funkzellen, so dass ein Wechsel von dem Bereich einer Funkzelle Z den Bereich einer anderen Funkzelle Z problemlos möglich sind.
In Fig. 1 sind beispielhaft bestehende Verbindungen VI, V2, V3 zur Übertragung von Nutzinformationen und Signalisierungs- mformationen zwischen mobilen Teilnehmer-Stationen MS und einer Basisstation BTS und eine Anforderung zur Ressourcenzuteilung oder eine kurze Bestatigungsmeldung in einem Zugriffskanal (P)RACH ((Packet) Random Access CHannel) durch eine weitere mobile Station MS dargestellt. Weiterhin ist ein Organisationskanal BCCH (Broadcast Control CHannel) darge- stellt, der zur Übertragung von Nutz- und Signalisierungsm- formationen mit einer definierten Sendeleistung von jeder der Basisstationen BTS für alle mobilen Stationen MS bereitgestellt wird.
Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalitat dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß. Gemäß einer beispielhaften, bevorzugten Ausfuhrungsform kann bei einem solchen System ein Verfahren zur Ortsbestimmung einer oder mehrerer Teilnehmerstationen MS für das Paketdatensystem GPRS/EGPRS im Übertragungsmodus ("transfer Mode") mit aktiver Paketdatenubertragung (Temporary Block Flow: TBFs) und im Ruhezustand ("ldle Mode") angewendet werden. Im Netz wird für die angemeldeten Teilnehmerstationen MS im Bereich der Basisstations-Steueremrichtung BSC oder evtl. auch im unterstutzenden Netzknoten für ein bedienendes Paketdatennetz (SGSN: Serv g GPRS Support Node) oder im SMLC eine Datenliste X angelegt, der für die jeweiligen Teilnehmerstationen MS Ort, Timmg Advance TA in der jeweiligen Zelle Z (Servmg- Cell) , RXLEV-Werte (RXLEV: REceive LEVel/Empfangspegel) und Interferenz-Werte abgespeichert werden.
Zur Steuerung der Verfahrensablaufe kann beispielsweise auf für sich bekannte Kontroll-Meldungen und Steuermechanismen zurückgegriffen werden, die für sich genommen bekannt sind, derzeit (siehe z.B. GSM 04.60, GSM 05.08) jedoch für jeweils ganzlich andere Zwecke eingesetzt werden.
Die von der Teilnehmerstation ans Netz übermittelten Meldungen und ihre Inhalte sind in den Fig. 2 - 4 skizziert.
Beispielhafte Algorithmus-Abläufe können insbesondere für das Anmelden einer Paketdatendienst-fahigen Teilnehmerstation und die externe Anforderung einer Positionsbestimmung bereitge- stellt werden.
Beim Anmelden einer Teilnehmerstation für GPRS/EGPRS am Netz soll deren Position kontinuierlich bestimmt und abgespeichert werden, weshalb die Teilnehmerstation aufgefordert wird, die Messberichte (Measurement Reports) periodisch zu schicken. Das Netz wertet diese sowie die TA-Messwerte aus und berechnet die Position der Teilnehmerstation MS. Eventuell wird die Teilnehmerstation MS dazu noch per "NC Cell Reselection" in die Nachbarzellen versetzt. Für das Bedienen von eingehenden externen Teilnehmerstations- Positionsanforderungen können, wenn die Position der Teilnehmerstation MS im Netz hinreichend genau bekannt ist, diese Informationen vom Basisstationssystem BSS direkt übermittelt werden. Ansonsten muss die Teilnehmerstation MS gepollt werden, um die Position erst zu bestimmen bzw. um die Positionsangaben hinreichend zu verbessern.
Bei GPRS/EGPRS werden sogenannte "NC Measurement Reports" bzw. netzinitiierte Messberichte von dedizierten bzw. allen Teilnehmerstationen MS der Zelle Z periodisch an die netz- seitigen Einrichtungen gesendet, wenn dies von der Basissta- tion BTS über eine per Rundfunk- bzw. Nachrichtenkanal mitgeteilte Anforderung, z.B. die PSI 5 Packet_System_Informatιon_Message, gefordert wird (NC_CONTROL_ORDER-Feld) . Die Periode solcher Sendungen kann beim derzeit bekannten System mittels entsprechender Rundfunk/broadcast-Parameter für Teilnehmerstationen MS im Ruhezustand (ldle mode) (NC_Reportmg_Peπod) _bzw. für Teilnehmerstationen MS im Übertragungsmodus (transfer mode) (NC_Reportmg_Perιod_C)_zwιschen 0,48 und 60,44 Sekunden eingestellt werden. Die Meldung enthalt die Kennung TLLI (Temporary Logical Link Identifier) der Teilnehmerstation sowie den Empfangspegel (RXLEV_SERVING CELL) und die Interferenz (INTERFERENCE_SERVING CELL) in der Zelle (siehe Fig. 2, 3) am Ort der Teilnehmerstation MS. Ferner werden auch die Empfangspegel der Nachbarzellen übertragen (RXLEV_N) .
Weiterhin können für Teilnehmerstationen MS im Ruhezustand (ldle mode) periodisch sogenannte erweiterte Messberichte bzw. "EXTENDED Measurement Reports" an die netzseitigen Ein- richtungen geschickt werden (EXT_CONTROL_ORDER) . Die Periode ist hier derzeit zwischen 60 und 7.680 Sekunden einstellbar.
Dieser Bericht bzw. Report bemhalt neben der Teilnehmerken- nung (TLLI) den Interference-Level am Ort der Teilnehmerstation MS auf allen derzeit acht Zeitschlitzen ( I_LEVEL_TN0...7 ) sowie die Empfangsfeldstärkewerte RXLEV der Nachbarzellen (RXLEV_N) am Ort der Teilnehmerstation MS.
Die zu messende Nachbarzell-Liste (ARFCN, BSIC, ...) wird der Teilnehmerstation MS zuvor vom Netz zugewiesen (z.B. derzeit: (BA(GPRS), NC_FREQUENCY_LIST, EXT_FREQUENCY_LIST) ) .
Netzseitig kann vorgegeben werden, dass anstelle von allen nur von bestimmten Teilnehmerstationen MS in der Zelle Z solche Messberichte (NC Measurement Reports bzw. Extended Measurement Reports) periodisch ans Netz gesendet werden sollen. Dazu gibt es derzeit die Nachricht/Message "Pa- cket_Measurement_Order" . Eine Beschränkung auf die Übermittlung der Ortsangaben nur einzelner Teilnehmerstationen MS ist vorteilhaft, wenn sich z.B. zu viele Teilnehmerstationen MS in einer Zelle befinden, so dass es eventuell eine Überlast- Situation geben könnte, bzw. wenn nicht alle Teilnehmerstationen MS den Ortsbestimmungsdienst (LCS) nutzen sollen, beispielsweise weil die Teilnehmer der entsprechenden Teilnehmerstationen MS nicht für diesen Dienst angemeldet und zugelassen sind.
Außerdem kann die Periode zum Mitteilen der positionsrelevanten Meßdaten ans Netz für verschiedene Teilnehmerstationen MS unterschiedlich eingestellt werden, was zu gewissen Qualitätsunterschieden bei der Genauigkeit führt. So können sich bewegende Teilnehmerstationen MS angewiesen werden ihre posi- tionsrelevanten Meßdaten öfter zu senden, als Teilnehmerstationen MS, die sich gar nicht oder nur langsam bewegen.
Die Messdaten teilt die Teilnehmerstation MS im Ruhezustand (idle Mode) dem Netz vorteilhafterweise mit, indem sie zunächst einen Zugriff (Access) auf das Netz durchführt und da- bei einen oder mehrere Funk/Radio-Blöcke anfordert. Anhand des Zugriffssignals (Access Burst) , kann die Basisstation BTS sofort den Zeitfortschritt (Timing Advance TA) und somit den Abstand zwischen Teilnehmerstation MS und der Basisstation BTS bestimmen. Bei den derzeitigen Verfahren ist dies mit ca. 500m Genauigkeit möglich. Durch Mittelung mehrerer TA Werte lasst sich diese Genauigkeit jedoch erhohen.
Mittels der zusätzlich vorhandenen Werte der Empfangsfeld- starke RXLEV der Nachbarzellen, allgemein bekannten elektromagnetischen Ausbreitungs-Gesetzen und den bekannten Positionen der Basisstationen BTSn der Nachbarzellen Zn, lasst sich schließlich der Ort der Teilnehmerstation MS genauer, jedoch in der Regel noch grob berechnen.
Ist weiterhin eine Karte mit Netzplanungsdaten, z.B. vorausberechneten Signalfeldstarken im Versorgungsgebiet des Netzes, gespeichert, lasst sich der Ort der Teilnehmerstation MS durch einen automatisierbaren Vergleich mit der Karte noch genauer bestimmen. Hierzu kann em iteratives Verfahren ver- wendet werden, da durch das hier beschriebene Verfahren eine hochgenaue Pegel/Interferenz-Karte berechnet wird, die dann wiederum oben als Eingabe für weitere Berechnungen dienen kann.
Die Verknüpfung der Daten mit der Teilnehmerstation MS und deren Abspeicherung in einer netzseitigen Einrichtung wie dem Speicher X der Basisstations-Steuere πchtung BSC (bzw. in Paketnetzen der sogenannte Servmg GPRS Support Node (SGSN) oder das SMLC) erfolgt vorzugsweise über Identifizierungskennzeichen, wie den für sich bekannten TLLI (Temporary Logi- cal Link Identifier), der für jede Teilnehmerstation MS eindeutig ist und in den oben genannten Nachrichten/Messages enthalten ist.
Zur weiteren Verbesserung der Ortsbestimmung kann das Netz bzw. dessen Basisstations-Steueremrichtung BSC die Teilneh- merstation MS im Ruhezustand (idle mode) mittels derzeit z.B. einer netzgesteuerten Zeilenverschiebung ("Network Controlled Cell Reselection") nacheinander von der die Teilnehmerstation bedienenden Zelle Z (Servmg Cell) m die Nachbarzellen Zn verschieben, in deren Empfangsbereich sich die Teilnehmerstation MS ebenfalls befindet. Vorteilhafterweise ist die Zahl N solcher Nachbarzellen Zn, in die diese Teilnehmerstation MS verschiebbar ist, zumindest drei (N >= 3) . Derzeit verwendbar ist dafür die für sich bekannte Nachricht/Message "Pa- cket_Cell_Change_Order" .
Vorteilhafterweise ist dabei durch die Verwendung von Diensten bzw. Verfahren des GPRS-Dienstes keine Unterbrechung von bestehenden Diensten ("Service Interrupt") erforderlich, da im Ruhezustand (idle mode) keine Daten verschickt werden. Bei Anwendung des Verfahrens für Teilnehmerstationen MS im Übertragungsmodus (transfer mode) können dabei jedoch Daten verloren gehen, die später nochmals neu bzw. wiederholt übertragen werden müssen.
Vorteilhafterweise soll eine verfahrensgemäß zu verschiebende Teilnehmerstation MS zunächst immer in die Nachbarzelle (n) mit der größten Empfangsfeldstärke RXLEV geschoben werden. Durch das Verschieben bekommt das Netz auch Angaben über den Zeitfortschritt TA zu N Nachbar-Basisstationen BTSn und kann nun mit bekannten Methoden, wie der Schnittpunktberechnung der N Abstands-Kreise um die N Basisstationen BTSn, den Ort noch genauer berechnen. Um mit der Datenhaltung konsistent zu bleiben und den Verwaltungsaufwand zu minimieren, sollte eine Teilnehmerstation MS vorzugsweise immer nur zwischen den Zel- len eines Basistations-Steuereinrichtungs (BSC) -Gebietes verschoben werden.
Ausgehend von der vorstehend aufgeführten geringen Auflösung des TA-Wertes von ca. 500m kann die Auflösung stark verbessert werden, indem das Netz die periodisch von den Teilneh- merstationen MS hereinkommenden TA-Werte über die Zeit mit- telt. Die gleiche Mittelung sollte auch für die Werte der Empfangsfeldstärken RXLEV der Serving-Zelle und der Nachbarzellen durchgeführt werden. Ein weiteres Verbesserungspotenzial liegt in der Überabtastung (Oversampling) der Zugriff- Signale (Access Bursts) in der Basisstation BTS bzw. der Ausnutzung weiterer Equalizer-Werte.
Das Netz kann auch von Teilnehmerstationen MS in der Paket- ubertragungsbetriebsart (packet transfer mode) die Zugriffs- Signale (Access Bursts) auf dem Zeitsteuerkanal für Paketdaten PTCCH (Packet Timing Control Channel) in die Mittelung einfließen lassen, die derzeit pro Teilnehmerstation MS ca. alle 2 Sekunden ans Netz geschickt werden. Reicht diese Information bei einer Teilnehmerstation MS bezogen auf dieGe- nauigkeit nicht aus, dann kann das Netz die Teilnehmerstation MS abfragen bzw. "pollen", z.B. mittels der sogenannten "Packet_Pollmg_Request" Nachricht. Hierbei schickt die Teilnehmerstation MS im Uplmk vier aufeinanderfolgende Access Bursts für Paketsteuerbestatigungen ("Pa- cket_Control_Acknowledgements" ) . Durch mehrfaches Pollen in kurzen Zeitabstanden kann sich das Netz eine beliebige Anzahl von Access Bursts zur hochgenauen Bestimmung des Zeitfortschritts TA einer Teilnehmerstation MS m einer Zelle Z bzw. Zn verschaffen.
Pro Zelle Z werden in naher Zukunft oftmals voraussichtlich mehrere Hundert bis wenige Tausend Teilnehmerstationen MS im Netz angemeldet sein. Diese große Anzahl sowie die große Menge periodisch hereinkommender oder von bestimmten Teilnehmerstationen MS direkt angeforderten Daten reicht über eine lan- gere Zeit gemittelt aus, sehr gute Trager/Interferenz- (C/I) - Karten (C/I: Carrier to Interference) des Netzes zu bekommen. Außerdem gibt die Ortsbestimmung die Möglichkeit, die Verteilung von Teilnehmerstationen MS in der Zelle Z zu beobachten. Im Bereich erkannter Haufungspunkte (Hot Spots) lassen sich durch die Installation neuer Basisstationen BTS Engpasse vermeiden.
Beschrankt man die Mittelung auf bestimmte Tageszeiten, kann der Operator seine Netzabdeckung z.B. zur Hauptverkehrszeit ) ) ) P1 P1 o Cn o Cn o Cn
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adaptives Verfahren zu erhalten, wodurch ein Selbst- Lernendes/Optimierendes-Netz aufbaubar ist. Solche Karten lassen sich insbesondere für verschiedene Tageszeiten erstellen, z.B. Busy Hour, Nachtzeit.
Die Verwendung von für sich bekannten GPRS-Verfahren bietet eine geschickte Verknüpfung bestehender GSM-Signalisierung zur Ansammlung der nötigen Informationen. Ohne erhöhten Aufwand zu betreiben, findet im Gegensatz zu heutigen Verfahren eine permanente Ortsbestimmung der Teilnehmerstationen MS statt.
Insbesondere besteht die Möglichkeit Triggerpunkte zu setzen, so dass Teilnehmerstationen MS, die sich in einem bestimmten Bereich, z.B. einem Einkaufszentrum, aufhalten, sofort über SMS, E-Mail oder sonstiges mit Informationen, z.B. Werbung, Sonderangeboten etc., versorgt werden können.
Die Anwendung des Verfahrens ist insbesondere für Class A bzw. Simple Class A-Teilnehmerstationen vorteilhaft, da bei bestehenden Sprachverbindungen kein "Service-Interrupt" nötig ist .
Es können alle Teilnehmerstationen MS in der Zelle bzw. nur für den Ortsbestimmungsdienst LCS angemeldeten Teilnehmerstationen MS mit dem Ortsbestimmungsdienst LCS oder darauf aufbauenden Diensten versorgt werden. Auch die Genauigkeit der Messungen kann MS spezifisch festgelegt werden, z.B. durch individuelle Einstellung der Messberichtperioden (Measure- ment-Report-Perioden) und/oder durch zusätzliches Pollen der Teilnehmerstation MS zur Initiierung von Zugriffsanforderungen (Access Bursts) zur orts- bzw. Zeitfortschritt- (TA) - Bestimmung. Vorteilhaft sind eine größere Periodizität in der Hauptverkehrszeit, um möglichst wenig Netzkapazität zu beanspruchen, und sehr kleine Periodizitäten während der Nacht, wenn die Netzlast relativ gering ist. ω ) NJ P> P" o cn o cn o Cn
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Befindet sich eine Teilnehmerstation im sogenannten Packet Transfer Mode, d.h. eine Paketdatenverbindung ist aktiviert, wertet das Netzwerk darüberhinaus auch die TA-Werte aus, die es derzeit über den "Packet Timing Control Channel" (PTCCH) ca. alle 2 Sekunden zur kontinuierlichen TA-Einstellung übermittelt bekommt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ortsbestimmung von Paketdatendienst-fähigen Stationen (MS) in einem Funk-Kommunikationssystem (GSM), wo- bei jede Station (MS) über zumindest eine Funkschnittstelle (V) innerhalb einer Funkzelle (Z) mit deren zugeordneter netzseitiger Netzstation (BTS) kommuniziert, wobei
- seitens des Netzes ein- oder mehrfach auf Anforderung eine Ortsbestimmung zum Bestimmen des Aufenthaltsortes der Stati- on(en) MS durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
- das Netz die Station (en) (MS) auffordert, periodisch Meldungen zu schicken, aus denen das Netz die Positionen der Teilnehmerstationen ermittelt, und - netzseitig aktuelle Aufenthaltsorte der Station (en) (MS) und/oder die zur Bestimmung des Aufenthaltsortes von der (den) Station (en) (MS) und der zugehörigen Netzstation (BTS) aufgenommenen Meßdaten gespeichert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Bestimmen des Aufenthaltsortes der Station (en) (MS) die Station (en) keine dedizierte Verbindung mit dem Netzwerk haben muss (müssen) .
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem zum Bestimmen des Aufenthaltsortes der Station (en) (MS) ein- oder mehrfach ein Verfahren zum Durchführen eines Zellwechsels unabhängig davon verwendet wird, ob die Station (en) (MS) aktiv im Ubertragungsmodus oder passiv im Ruhemodus ist (sind) .
4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Genauigkeit der im Speicher abgelegter Ortswerte und Messwerte, insbesondere Empfangspegel, Interferenzpegel und/oder Vorhaltezeit (Timing Advance TA) der Station (en) (MS) über die Zeit gemittelt und verbessert werden.
5. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem zum Bestimmen des Aufenthaltsortes der Station (en) (MS) e - oder mehrfach em Verfahren zum Aktivieren der Station (MS) mittels einer Pollmg-Anforderung verwendet wird.
6. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem netzseitige Einrichtungen bei einer Anforderung des Aufenthaltsorts zumindest einer Station (MS) direkt die netzseitig gespeicherten Werte geliefert bekommen.
7. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Station (MS) zum Bestimmen des Aufenthaltsortes von einer netzseitigen Einrichtung (BTS) in einer Paketdatendienst- Betriebsart (GPRS/EGPRS) angesprochen wird.
8. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem mittels der gespeicherten Werte Karten zur Darstellung von Signalfeldstarke, Interferenzpegel oder der Netzauslastung erstellt werden.
9. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das Netz anhand der gespeicherten Ortswerte und bei der Erfüllung vordefinierter Triggerpunkte selbständig Nachrichten an die Station (MS) versendet bzw. andere Netz-seitige Einheiten da- zu veranlasst.
10. Kommunikationssystemeinrichtung zum Durchfuhren eines Verfahrens nach einem vorstehenden Anspruch zur Ortsbestimmung von Paketdatendienst-fahigen Stationen (MS) m einem Funk-Kommunikationssystem (GSM) , mit
- zumindest einer netzseitigen Netzstation (BTS) zum Betreiben zumindest einer Funkzelle (Z) innerhalb der zumindest eine Station (MS) mit der Netzstation (BTS) über eine Funkschnittstelle (V) bei Bedarf kommuniziert, wobei - zumindest einer Netzeinrichtung zum Anweisen der Station (en) (MS) auf Anforderung eine Ortsbestimmung zum Bestimmen des Aufenthaltsortes der Station (en) (MS) durchzufuhren, gekennzeichnet durch
- einen netzseitigen Speicher (X) zum Speichern aktueller Aufenthaltsorte oder zum Speichern zur Bestimmung von Aufenthaltsorten erforderlicher TA-Werte und/oder Emp- fangs/Interferenz-Pegel der Station (en) (MS).
11. Aufenthaltsortspeicher (X) für das Kommunikationssystem nach Anspruch 10 oder zum Speichern von nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 - 9 bestimmter aktueller Aufent- haltsorte von Station(en) (MS).
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