EP1692909A1 - Method, computer program with program code means, and computer program product for the description of a propagation performance of a communication signal emitted by a base station in a communication network - Google Patents

Method, computer program with program code means, and computer program product for the description of a propagation performance of a communication signal emitted by a base station in a communication network

Info

Publication number
EP1692909A1
EP1692909A1 EP04804596A EP04804596A EP1692909A1 EP 1692909 A1 EP1692909 A1 EP 1692909A1 EP 04804596 A EP04804596 A EP 04804596A EP 04804596 A EP04804596 A EP 04804596A EP 1692909 A1 EP1692909 A1 EP 1692909A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
model
communication
determined
communication signal
communication network
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Withdrawn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
EP04804596A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Anton Schwaighofer
Joachim Bamberger
Marian Grigoras
Clemens Hoffmann
Volker Tresp
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
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP1692909A1 publication Critical patent/EP1692909A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Definitions

  • the invention relates to a modeling of a propagation behavior of a communication signal emitted by a base station in a communication network.
  • Radio communication systems are based on e.g. B. ireless LAN, Bluetooth, GSM, UMTS or DECT are used in a wide variety of areas. They are omnipresent in industrial production plants and office environments, but also in healthcare.
  • Propagation properties of an electromagnetic field which is generated by the communication system emitting communication signals, essentially determine the performance of the communication system in terms of area coverage, availability and transmission rate.
  • radio network operators are interested in the distribution of the field propagation properties or signal characteristics, such as. B. electromechanical field strength, phase, transit time, wave vector (wave vector), bit error rate, signal-to-noise ratio, etc. to be able to plan the radio network optimally, commissioned after installation of the network To be able to prove system properties within the framework of quality assurance or to be able to diagnose fault conditions during the operation of the system.
  • the network service providers are interested in being able to offer their customers location-dependent services.
  • the position of the receiving device must be known for this. Since only data that is generated during normal network operation should be used for the position estimates, it is advisable to consider the signal characteristics here as well.
  • the localization is based solely on the network topology.
  • the position of the end device is determined on the basis of the base station to which it is connected and its connection history.
  • a point estimate of the receiver position is often made on the basis of the field strength map [3], [4].
  • [5] describes a recursive stochastic nonlinear filter method for position estimation of DECT mobile phones.
  • a dispersion model in this case a statistical non-linear model, is created or used as the basis for the position estimation.
  • the model for the propagation behavior is based on calibration measurements, in which a physical variable characterizing the propagation behavior, such as the field strength mentioned above, is measured at previously known positions (calibration positions).
  • the model for describing the propagation behavior is determined at positions of measured propagation quantities.
  • a disadvantage of these model-based procedures mentioned above is that a large number of calibration positions have to be measured in order to obtain a sufficiently precise model for the propagation behavior and thus for a sufficiently accurate position determination based on this.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a procedure for model generation for a propagation behavior which requires fewer calibration positions to be measured.
  • This task is accomplished by the method as well as by the computer program with program code means and the computer program product for the description of a propagation behavior a communication signal emitted by a base station in a communication network with the features according to the respective independent patent claim.
  • a physical property of the communication signal associated with the respective selected position is measured at selected positions in the communication network.
  • the physical property characterizes the propagation behavior of the communication signal.
  • a model for the propagation behavior is determined, which model describes the propagation behavior.
  • the modeling is carried out using a Gaussian process, which represents the measured physical property as a function of the location information or the position information ("forward model").
  • a forward model the physical property of the communication signal is described as a function of a position in the communication network or a distance.
  • a backward or inverse model describes the position in the communication network as a function of the physical property of the communication signal.
  • a major advantage of the invention is that the modeling of the propagation behavior with Gaussian processes allows a drastic reduction of calibration measurements with only a slight loss of accuracy. These can be determined, for example, using a design process or "design process” [2].
  • the computer program with program code means is set up to carry out all steps according to the inventive method for describing the propagation behavior when the program is executed on a computer.
  • the computer program product with program code means stored on a machine-readable carrier is set up to carry out all steps according to the inventive method for describing the propagation behavior when the program is executed on a computer.
  • the computer program with program code means set up to carry out all steps according to the inventive modeling process when the program is executed on a computer
  • the computer program product with program code means stored on a machine-readable medium set up all steps according to the inventive Carrying out modeling processes when the program is executed on a computer are particularly suitable for carrying out the method according to the invention or one of its further developments explained below. Preferred developments of the invention result from the dependent claims.
  • the invention or any further development described below can also be implemented by a computer program product which has a storage medium on which the computer program with program code means which carries out the invention or further developments is stored.
  • a mobile communication device for example a mobile telephone
  • a base station for example an omnidirectional antenna or an omnidirectional antenna or one or more sectoral antennas
  • data that is Communication signals in signal packets, so-called bursts, transmitted.
  • various distance-relevant parameters can be determined, which in turn can be used as the basis for determining the radiation or signal characteristics of (signal) transmitters.
  • Such a distance-relevant, i.e. Distance-dependent parameters are, for example, a field strength of a communication signal or signal packet, a phase, a running time, a wave vector, a bit error rate or a signal-to-noise ratio.
  • the field strength of a transmitted communication signal has a natural dependence on the distance from a transmitter, the (conversational) base station, therefore provides information about the propagation behavior (propagation characteristic) of the transmitter and is particularly suitable for the modeling according to the invention using a Gaussian Process.
  • calibration measurements are carried out at previously known calibration points at which the values of the physical property are measured at these points.
  • a selection of the calibration points can be used by means of an optimal "design" method or lattice method, such as, for example, the method known from [2] for determining a hexagonal lattice.
  • Larger communication networks generally have several or a multiplicity of base stations, each of which emits a communication signal. Here it is useful to create a separate propagation model for each base station or for the communication signal of each base station.
  • the model or models created by the inventive procedure or in the case of several base stations can be the basis for numerous applications in communication networks.
  • the model or models can thus be used for planning and / or installation and / or commissioning and / or diagnosis of error states and / or quality assurance in the communication network.
  • the propagation model or propagation models created according to the invention can also be used for localization / position determination of at least one mobile communication device in the communication network, which is set up at least one mobile communication device for receiving the communication signal and / or for receiving the communication signals.
  • a likelihood of the physical property measured at the position to be determined can be determined in the Gaussian process model belonging to the respective base station.
  • the position of the mobile device to be determined is determined by determining the point / position with a maximum likelihood.
  • the key point in determining the position is "inverting" the Gaussian process model.
  • the forward model is created as described above.
  • the model is inverted such that - in the case of the inverted model - the position can be represented as a function of the likelihood of the physical property.
  • the invention or the inventive modeling of the propagation behavior of one or more base stations is particularly suitable for use in the environment of a digital, cellular mobile radio system, such as a GSM / UMTS network, and there, for example, for the localization of a GSM / UMTS telephone (mobile phone ).
  • a digital, cellular mobile radio system such as a GSM / UMTS network
  • the invention is also suitable for use in the environment of further digital, cellular mobile radio systems, such as a WLAN, a network based on bluetooth or a DECT network, and there, for example, for localizing a DECT mobile telephone.
  • further digital, cellular mobile radio systems such as a WLAN, a network based on bluetooth or a DECT network, and there, for example, for localizing a DECT mobile telephone.
  • the invention is particularly suitable in the environment of unfavorable conditions for signal propagation, such as heavily noisy or reflected signals, shielded or switched-off base stations, interior scenarios. Under such conditions, physically exact models are not or only very difficult to create.
  • An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures and is explained in more detail below.
  • FIG. 1 procedure for a position determination using a Gaussian process position determination system (GPPS) according to an embodiment
  • FIGS. 2a and 2b are sketches which show a GPM (FIG. 2a) adapted with the original calibration data and the GMP (FIG. 2a) smoothed with the data obtainable from the GPM;
  • Exemplary embodiment Gaussian process position determination system (GPPS) in a communication network (DECT network) with several base stations
  • the position determination system (GPPS) described below for a mobile communication device in a communication network (here: for example a DECT network) based on Gaussian process models (GPM) is based on a calibration with calibration measurements in which signals from the base stations of the communication network and their field strengths are measured at previously known positions, ie calibration positions, in the communication network (FIGS. 1, 110).
  • Gaussian process models (GPM) are adapted to the calibration measurements (see point 1) (Fig. 1, 100).
  • the appropriate selection of kernel functions is important for the Gauss process models. Kernel functions of the master class are used here.
  • the adapted Gauss process models are then used to determine the position (see point 2). This is done by determining the likelihood of the Gaussian process models (Fig.l, 130) and their optimization (Fig.l, 140).
  • the GPPS described is based on probability models or statistical models for the propagation characteristics of the communication signals or the signal strengths / field strengths of the individual base stations.
  • Models based on Gaussian models or a Gaussian process regression (GPR) are used as models, which are often used to solve nonlinear regression problems in Bayesian systems [12, 9].
  • This is a set of N calibration measurements in which the field strength ⁇ ⁇ (usually in dB) of the selected base station was measured at known positions X ⁇ , i 1, ..., N in the communication network.
  • f (xi) is based on a Gaussian process. This means that the function values of the function f (xi) are distributed at the points x ⁇ Gauss, with an average value 0 and a covariance matrix K.
  • kernel covariance
  • Kernel functions describe the type of correlation between function values of two points.
  • the matern class of covariance / kernel functions are therefore used here [10], which allow a continuous parameterization of the smoothness of the example path by means of its parameter v.
  • the functional form of the Matern Kernel is:
  • T (v) is the gamma function
  • K v (r) is the modified Bessel function of the second degree v
  • z ⁇ ⁇ _- ⁇ WJ (XJ - x'jj with the input scale lengths W ⁇ .
  • the parameters v determine the smoothness ("fractal dimension") of the example path and can be derived from Eq. (2.6) can be estimated.
  • ⁇ (v) is the zero order polygamma function (called the psi function). Since no closed form of the derivatives of the Bessel function K v (z) according to degrees v is known to date, this is approximated by
  • the following shows how the GPM is created for the signal propagation of the selected base station.
  • An estimated position for the base station is obtained by selecting the three calibration points xi with the highest field strength values yi and from this the center of gravity is formed.
  • the positions of base stations are usually not measured and known. In rare cases, however, such position information is available, which can then be used instead of the above estimate.
  • a linear model is adapted to the measured values, a logarithmic scale being selected as a function of the Euclidean distance from the base station.
  • a signal of strength 1 at the base station is received with a strength exp (-d) at a distance d from the base station, the value of the mean function of the original measurement is subtracted.
  • 2a and 2b show an example of a GPM with the original calibration data and the smoothed data available from the GPM.
  • the smoothed data reveal certain structures that were not apparent from the original measurement data, such as two corridors that extend to the left and right of the base station.
  • a mobile user measures the field strengths of the base stations receivable at this location at an unknown location to be determined.
  • the vector of the field strengths receivable at the location to be determined is designated, with SJ components of the vector s as field strength s received from the base station Bj.
  • Each "neighbor" or calibration point to the position to be determined is weighted depending on how well the measurement s matches the respective calibration measurement ci. These weights are taken into account for all receivable base stations and the current field strengths.
  • the position t of the mobile user to be determined is estimated from the known and best matching calibration positions and the associated weights by means of an interpolation method.
  • the position determination using the GPPS is based on the GPM formation described above. For this purpose, using the GPM of the individual base stations, the likelihood of the field strengths of the base stations received at the location t to be determined is formed.
  • the assumed distribution of the GPM of the data Dj at point t is denoted by ps j D j , tj.
  • This assumed distribution is a one-dimensional Gaussian distribution with the mean and the variance according to Eq. (2.4).
  • the point of the GPPS at which the shared likelihood of the received field strengths is at a maximum is now sought.
  • the position t to be determined is obtained by optimizing or maximizing L (t) after t:
  • Equations for this are shown in FIG. 3.
  • L (t) can be solved by a grid method in which L (t) is calculated at grid points and the maximum is determined.
  • the GPPS can be clearly explained as follows: The reception of a high field strength of a signal from a specific base station indicates that the mobile user is approximately in a very small circle around this base station. The same applies to a very small field strength, which indicates that the user is in a very large circle or circle distance. The superimposition of these individual location estimates provides the estimated end position t.
  • a suitable position determination system such as the GPPS, should manage with a minimum number of calibration points in order to keep the effort for the calibration as low as possible.
  • the calibration points should cover the area in question for localization as optimally as possible.
  • Various approaches to this are known from the prior art [7].
  • the method for optimal selection of calibration points described in [7] is selected, which leads to a hexagonal grid of calibration points.

Abstract

Disclosed is a method for describing the propagation performance of a communication signal. According to said method, calibration measurements are taken at selected points in the communication network. A model for the propagation performance is determined using the calibration data, said model being generated using a Gaussian process which represents a measured physical property of the communication signal in accordance with a piece of location data or position data (forward model).

Description

Beschreibung ' Description '
Verfahren sowie Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln und Computerprogramm-Produkt zur Beschreibung eines Ausbreitungs- Verhaltens eines von einer BasisStation in einem Kommunikationsnetz ausgesendeten KommunikationsSignalsMethod and computer program with program code means and computer program product for describing a propagation behavior of a communication signal emitted by a base station in a communication network
Die Erfindung betrifft eine Modellierung eines Ausbreitungsverhaltens eines von einer Basisstation in einem Ko munikati- onsnetz ausgesendeten Kommunikationssignals.The invention relates to a modeling of a propagation behavior of a communication signal emitted by a base station in a communication network.
Funk-Kommunikationssysteme, basieren auf z. B. ireless LAN, Bluetooth, GSM, UMTS oder DECT, werden in den verschiedensten Bereichen eingesetzt. In industriellen Produktionsanlagen und Büroumgebungen, aber auch im Gesundheitswesen sind sie om- nipräsent .Radio communication systems are based on e.g. B. ireless LAN, Bluetooth, GSM, UMTS or DECT are used in a wide variety of areas. They are omnipresent in industrial production plants and office environments, but also in healthcare.
Ausbreitungseigenschaften eines elektromagnetischen Feldes, welches von der Kommunikationssignale ausstrahlenden Kommuni- kationsanlage erzeugt wird, bestimmen wesentlich eine Leistungsfähigkeit der Kommunikationsanlage hinsichtlich Flächendeckung, Verfügbarkeit und Übertragungsrate.Propagation properties of an electromagnetic field, which is generated by the communication system emitting communication signals, essentially determine the performance of the communication system in terms of area coverage, availability and transmission rate.
Funknetzbetreiber sind zum einen daran interessiert, die Ver- teilung der Feldausbreitungseigenschaften bzw. Signalcharak- teristika, wie z. B. elektromechanische Feldstärke, Phase, Laufzeit, Wellen-Vektor (wave-vector) , Bit-Fehlerrate, Sig- nal-Rausch-Abstand, etc. zu ermitteln, um das Funknetz optimal planen zu können, nach Installation des Netzes beauftrag- te Systemeigenschaften im Rahmen der Qualitätssicherung nachweisen zu können oder während des Betriebes der Anlage Fehlerzustände diagnostizieren zu können. Zum andern sind die Netzdienstleister interessiert, ihren Kunden ortsabhängige Dienste anbieten zu können.On the one hand, radio network operators are interested in the distribution of the field propagation properties or signal characteristics, such as. B. electromechanical field strength, phase, transit time, wave vector (wave vector), bit error rate, signal-to-noise ratio, etc. to be able to plan the radio network optimally, commissioned after installation of the network To be able to prove system properties within the framework of quality assurance or to be able to diagnose fault conditions during the operation of the system. On the other hand, the network service providers are interested in being able to offer their customers location-dependent services.
Hierfür muss die Position des Empfangsgeräts bekannt sein. Da für die Positionsschätzungen nur Daten, die während des normalen Netzbetriebes entsehen, verwendet werden sollen, bietet es sich an, auch hier die Signalcharakteristik zu betrachten.The position of the receiving device must be known for this. Since only data that is generated during normal network operation should be used for the position estimates, it is advisable to consider the signal characteristics here as well.
Aus dem Stand der Technik bekannt sind Ansätze und Vorgehens- weisen, die sich mit der Ortung von Endgeräten, wie DECT-Approaches and procedures are known from the prior art which are concerned with the location of end devices, such as DECT
Mobilteilen oder mit Wireless LAN ausgestatteten PDAs und Notebooks, in Funknetzen befassen.Handsets or wireless LAN-equipped PDAs and notebooks, in radio networks.
Bei einigen Ansätzen, wie bei dem aus [1] bekannten, basiert die Lokalisierung allein auf der Netzwerktopologie. Dabei wird die Position des Endgeräts anhand der Basisstation, mit der es verbunden ist, und seiner Verbindungsgeschichte bestimmt .In some approaches, such as that known from [1], the localization is based solely on the network topology. The position of the end device is determined on the basis of the base station to which it is connected and its connection history.
Die Genauigkeit eines solchen Verfahrens ist allerdings gering, da als möglicher Aufenthaltsort nur ein sehr großes Gebiet um die Basisstation, mit der das Endgerät verbunden ist, angegeben werden kann.However, the accuracy of such a method is low, since only a very large area around the base station to which the terminal is connected can be specified as a possible location.
Weitere bekannte Verfahren versuchen die Position auf Grund der empfangenen Feldstärken sämtlicher verfügbarer Sender zu schätzen. Teilweise wird dabei ein detailliertes physikalisches Modell für die Wellenausbreitung verwendet. Dafür sind allerdings detaillierte Informationen über die Umgebung von- nöten.Other known methods try to estimate the position based on the received field strengths of all available transmitters. In some cases, a detailed physical model for wave propagation is used. However, detailed information about the surroundings is required for this.
Aus [2] ist bekannt, das Wissen über die elektromagnetischen Eigenschaften der verschiedenen Wände im Gebäude zu verwenden. Solches Wissen ist im allgemeinen aber nicht verfügbar. Deshalb wird meistens zunächst eine Feldstärkekarte auf Basis eines Ausbreitungsmodells für die Wellenausbreitung erstellt, die dann später zu Lokalisierung verwendet wird.From [2] it is known to use knowledge of the electromagnetic properties of the various walls in the building. Such knowledge is generally not available. Therefore, mostly a field strength map based on of a wave propagation model, which will later be used for localization.
Häufig wird auf Basis der Feldstärkekarte eine Punktschätzung der Empfängerposition vorgenommen [3], [4].A point estimate of the receiver position is often made on the basis of the field strength map [3], [4].
In [5] wird ein rekursives stochastisches nichtlineares Filterverfahren zur Positionsschätzung von DECT-Mobiltelefonen beschrieben. Auch hier wird ein Ausbreitungsmodell, in diesem Fall ein statistisches nichtlineares Modell, als Basis für die Positionsschätzung erstellt bzw. verwendet.[5] describes a recursive stochastic nonlinear filter method for position estimation of DECT mobile phones. Here, too, a dispersion model, in this case a statistical non-linear model, is created or used as the basis for the position estimation.
Bei den meisten dieser aus dem Stand der Technik bekannten, modellbasierten Vorgehensweisen erfolgt die Modellbildung für das Ausbreitungsverhalten anhand von Kalibrierungsmessungen, bei welchen an vorbekannten Positionen (Kalibrierpositionen) eine das Ausbreitungsverhalten charakterisierende physikalische Größe, wie die oben genannte Feldstärke, gemessen wird.In most of these model-based procedures known from the prior art, the model for the propagation behavior is based on calibration measurements, in which a physical variable characterizing the propagation behavior, such as the field strength mentioned above, is measured at previously known positions (calibration positions).
Unter Verwendung der Kalibrierpositionen und der an diesenUsing the calibration positions and at them
Positionen gemessenen Ausbreitungsgrößen wird das Modell zur Beschreibung des Ausbreitungsverhaltens ermittelt.The model for describing the propagation behavior is determined at positions of measured propagation quantities.
Nachteilig an diesen obig genannten, modellbasierten Vorge- hensweisen ist, dass eine Vielzahl von Kalibrierpositionen vermessen werden müssen, um ein hinreichend genaues Modell für das Ausbreitungsverhalten und damit für eine darauf aufbauende, hinreichend genaue Positionsbestimmung zu erhalten.A disadvantage of these model-based procedures mentioned above is that a large number of calibration positions have to be measured in order to obtain a sufficiently precise model for the propagation behavior and thus for a sufficiently accurate position determination based on this.
Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorgehensweise zur Modellgenerierung für ein Ausbreitungsverhalten anzugeben, welche mit weniger zu vermessenden Kalibrierpositionen auskommt.The invention is therefore based on the object of specifying a procedure for model generation for a propagation behavior which requires fewer calibration positions to be measured.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren sowie durch das Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln und das Computerprogramm-Produkt zur Beschreibung eines Ausbreitungsverhaltens eines von einer BasisStation in einem Kommunikationsnetz ausgesendeten KommunikationsSignals mit den Merkmalen gemäß dem jeweiligen unabhängigen Patentanspruch gelöst.This task is accomplished by the method as well as by the computer program with program code means and the computer program product for the description of a propagation behavior a communication signal emitted by a base station in a communication network with the features according to the respective independent patent claim.
Bei dem Verfahren zur Beschreibung des Ausbreitungsverhaltens des Kommunikationssignals wird an ausgewählten Positionen in dem Kommunikationsnetz jeweils eine zu der jeweiligen ausgewählten Position zugehörige physikalische Eigenschaft des Kommunikationssignals gemessen.In the method for describing the propagation behavior of the communication signal, a physical property of the communication signal associated with the respective selected position is measured at selected positions in the communication network.
Dabei charakterisiert die physikalische Eigenschaft das Ausbreitungsverhalten des Kommunikationssignals.The physical property characterizes the propagation behavior of the communication signal.
Unter Verwendung der ausgewählten Positionen bzw. unter Ver- wendung entsprechender Positions- bzw. Ortsinformation der ausgewählten Positionen und der zugehörigen gemessenen physikalischen Eigenschaften des Kommunikationssignals wird ein Modell für das Ausbreitungsverhalten ermittelt, welches Modell das Ausbreitungsverhalten beschreibt.Using the selected positions or using corresponding position or location information of the selected positions and the associated measured physical properties of the communication signal, a model for the propagation behavior is determined, which model describes the propagation behavior.
Die Modellierung erfolgt dabei unter Verwendung eines Gauß- Prozesses, welcher die gemessene physikalische Eigenschaft in Abhängigkeit der Ortsinformation bzw. der Positionsinformation darstellt ("Vorwärtsmodell") .The modeling is carried out using a Gaussian process, which represents the measured physical property as a function of the location information or the position information ("forward model").
Zur Unterscheidung von Modellen sei darauf hingewiesen, dass bei einem sogenannten Vorwärts-Modell die physikalische Eigenschaft des Kommunikationssignals in Abhängigkeit von einer Position in dem Kommunikationsnetz bzw. einer Entfernung be- schrieben wird. Ein Rückwärts- bzw. inverses Modell beschreibt die Position in dem Kommunikations etz in Abhängigkeit der physikalischen Eigenschaft des Kommunikationssignals .To differentiate between models, it should be noted that in a so-called forward model, the physical property of the communication signal is described as a function of a position in the communication network or a distance. A backward or inverse model describes the position in the communication network as a function of the physical property of the communication signal.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Modellierung des Ausbreitungsverhalten mit Gauß-Prozessen eine drastische Reduktion von Kalibrierungsmessungen, bei nur geringen Einbussen an Genauigkeit, erlaubt. Diese können beispielweise durch ein Entwurfsverfahren bzw. "Design- Verfahren" [2] bestimmt werden.A major advantage of the invention is that the modeling of the propagation behavior with Gaussian processes allows a drastic reduction of calibration measurements with only a slight loss of accuracy. These can be determined, for example, using a design process or "design process" [2].
Das Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln ist eingerichtet, um alle Schritte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beschreibung des Ausbreitungsverhaltens durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.The computer program with program code means is set up to carry out all steps according to the inventive method for describing the propagation behavior when the program is executed on a computer.
Das Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln ist eingerichtet, um alle Schritte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Beschreibung des Ausbreitungsverhaltens durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.The computer program product with program code means stored on a machine-readable carrier is set up to carry out all steps according to the inventive method for describing the propagation behavior when the program is executed on a computer.
Das Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, eingerichtet um alle Schritte gemäß dem erfinderischen Modellbildungsver- fahren durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird, sowie das Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode- Mitteln, eingerichtet um alle Schritte gemäß dem erfinderischen Modellbildungsverfahren durchzuführen, wenn das Pro- gramm auf einem Computer ausgeführt wird, sind insbesondere geeignet zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oder einer seiner nachfolgend erläuterten Weiterbildungen. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The computer program with program code means, set up to carry out all steps according to the inventive modeling process when the program is executed on a computer, and the computer program product with program code means stored on a machine-readable medium, set up all steps according to the inventive Carrying out modeling processes when the program is executed on a computer are particularly suitable for carrying out the method according to the invention or one of its further developments explained below. Preferred developments of the invention result from the dependent claims.
Die im weiteren beschriebenen Weiterbildungen beziehen sich sowohl auf das Verfahren als auch auf die softwaretechnischen Realisierungen.The further developments described below relate both to the method and to the software implementations.
Die Erfindung und die im weiteren beschriebenen Weiterbildungen können sowohl in Software als auch in Hardware, bei- spielsweise unter Verwendung einer speziellen elektrischen Schaltung, realisiert werden.The invention and the further developments described below can be implemented both in software and in hardware, for example using a special electrical circuit.
Ferner ist eine Realisierung der Erfindung oder einer im weiteren beschriebenen Weiterbildung möglich durch ein computer- lesbares Speichermedium, auf welchem das Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln gespeichert ist, welches die Erfindung oder Weiterbildungen ausführt.Furthermore, an implementation of the invention or a further development described below is possible by means of a computer-readable storage medium, on which the computer program with program code means, which carries out the invention or further developments, is stored.
Auch kann die Erfindung oder jede im weiteren beschriebene Weiterbildung durch ein Computerprogrammerzeugnis realisiert sein, welches ein Speichermedium aufweist, auf welchem das Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln gespeichert ist, welches die Erfindung oder Weiterbildungen ausführt.The invention or any further development described below can also be implemented by a computer program product which has a storage medium on which the computer program with program code means which carries out the invention or further developments is stored.
Bei einer Kommunikation in einem Kommunikationsnetz, wie einem Funknetzwerk, zwischen einer mobilen Kommunikationsein- richtung (Mobilstation) , beispielsweise einem Mobiltelefon, und einer Basisstation, beispielsweise einer Rundantenne bzw. einem Rundstrahler oder einer bzw. mehrerer sektoraler Anten- nen, werden Daten, die Kommunikationssignale, in Signalpaketen, sogenannten bursts, übertragen. Basierend auf (messbaren) physikalischen Eigenschaften der übertragenen bzw. abgestrahlten KommunikationsSignalen bzw. Signalpaketen lassen sich verschiedene entfernungsrelevante Parameter ermitteln, welche wiederum als Grundlage für die Ermittlung von Abstrahl- bzw. Signalcharakteristika von (Signal-) Sendern herangezogen werden können.In the case of communication in a communication network, such as a radio network, between a mobile communication device (mobile station), for example a mobile telephone, and a base station, for example an omnidirectional antenna or an omnidirectional antenna or one or more sectoral antennas, data that is Communication signals, in signal packets, so-called bursts, transmitted. Based on (measurable) physical properties of the transmitted or radiated communication signals or signal packets, various distance-relevant parameters can be determined, which in turn can be used as the basis for determining the radiation or signal characteristics of (signal) transmitters.
Ein solcher entfernungsrelevanter, d.h. entfernungsabhängiger, Parameter ist beispielsweise eine Feldstärke eines Kom- munikationssignals bzw. Signalpakets, eine Phase, eine Laufzeit, ein Wellen-Vektor (wave-vector) , eine Bit-Fehler-Rate oder ein Signal-Rausch-Abstand.Such a distance-relevant, i.e. Distance-dependent parameters are, for example, a field strength of a communication signal or signal packet, a phase, a running time, a wave vector, a bit error rate or a signal-to-noise ratio.
Die Feldstärke eines ausgestrahlten Kommunikationssignals weist eine natürliche Abhängigkeit zur Entfernung von einem Sender, der (gesprächsführenden) Basisstation, auf, liefert demzufolge eine Information über das Ausbreitungsverhalten (AusbreitungsCharakteristik) des Senders und eignet sich insbesondere zu der erfindungsgemäßen Modellbildung unter Ver- wendung eines Gauß-Prozesses .The field strength of a transmitted communication signal has a natural dependence on the distance from a transmitter, the (conversational) base station, therefore provides information about the propagation behavior (propagation characteristic) of the transmitter and is particularly suitable for the modeling according to the invention using a Gaussian Process.
In einer bevorzugten Weiterbildung werden Kalibrierungsmessungen an vorbekannten Kalibrierungspunkten durchgeführt, bei welchen die Werte der physikalischen Eigenschaft an diesen Punkten gemessen wird. Eine Auswahl der Kalibrierungspunkte kann mittels eines optimalen "Design"-Verfahrens bzw. Gitterverfahrens, wie beispielweise das aus [2] bekannte Verfahren zur Bestimmung eines hexagonalen Gitters, verwendet werden.In a preferred development, calibration measurements are carried out at previously known calibration points at which the values of the physical property are measured at these points. A selection of the calibration points can be used by means of an optimal "design" method or lattice method, such as, for example, the method known from [2] for determining a hexagonal lattice.
Größere Kommunikationsnetze weisen in der Regel mehrere oder eine Vielzahl von Basisstationen, deren jede ein Kommunikationssignal abstrahlt, auf. Hier ist es zweckmäßig, für jede Basisstation bzw. für das Kommunikationssignal einer jeden Basisstation in eigenes Ausbreitungsmodell zu erstellen.Larger communication networks generally have several or a multiplicity of base stations, each of which emits a communication signal. Here it is useful to create a separate propagation model for each base station or for the communication signal of each base station.
Das oder im Fall mehrerer Basisstationen durch die erfinderische Vorgehensweise erstellte Modell bzw. Modelle kann bzw. können Grundlage für zahlreiche Anwendungen bei Kommunikationsnetzen sein.The model or models created by the inventive procedure or in the case of several base stations can be the basis for numerous applications in communication networks.
So kann das Modell bzw. die Modelle eingesetzt werden zu einer Planung und/oder einer Installation und/oder Inbetriebnahme und/oder Diagnose von Fehlerzuständen und/oder Qualitätssicherung in dem Kommunikationsnetz.The model or models can thus be used for planning and / or installation and / or commissioning and / or diagnosis of error states and / or quality assurance in the communication network.
Auch kann bzw. können das erfindungsgemäß erstellte Ausbreitungsmodell bzw. Ausbreitungsmodelle eingesetzt werden zu einer Lokalisierung/Positionsbestimmung mindestens einer mobilen Kommunikationseinrichtung in dem Kommunikationsnetz, welche mindestens eine mobile Kommunikationseinrichtung einge- richtet ist zu einem Empfang des Kommunikationssignals und/oder zum Empfang der Kommunikationssignale.The propagation model or propagation models created according to the invention can also be used for localization / position determination of at least one mobile communication device in the communication network, which is set up at least one mobile communication device for receiving the communication signal and / or for receiving the communication signals.
Bei einer solchen Lokalisierung bzw. Positionsbestimmung einer mobilen Kommunikationseinrichtung in einem Kommunikati- onsnetz mit mehreren Basisstationen kann eine Likelihood der an der zu bestimmenden Position gemessenen physikalischen Eigenschaft, beispielweise der Feldstärke, im zur jeweiligen Basisstation gehörenden Gauß-Prozess-Modells bestimmt werden. Durch Bestimmung des Punktes/Position mit maximaler Likeli- hood ergibt sich die zu bestimmende Position der Mobileinrichtung. Kernpunkt bei der Positionsbestimmung ist dabei ein "Invertieren" des Gauß-Prozess-Modells. Bei der Modellierung des Ausbreitungsverhaltens wird das Vorwärtsmodell wie oben beschrieben erstellt. Bei der Positionsbestimmung erfolgt eine Invertierung des Modells derart, dass - bei dem invertierten Modell - die Position in Abhängigkeit von der Likelihood der physikalischen Eigenschaft darstellbar ist.With such a localization or position determination of a mobile communication device in a communication network with a plurality of base stations, a likelihood of the physical property measured at the position to be determined, for example the field strength, can be determined in the Gaussian process model belonging to the respective base station. The position of the mobile device to be determined is determined by determining the point / position with a maximum likelihood. The key point in determining the position is "inverting" the Gaussian process model. When modeling the propagation behavior, the forward model is created as described above. When determining the position, the model is inverted such that - in the case of the inverted model - the position can be represented as a function of the likelihood of the physical property.
Die Erfindung bzw. die erfinderische Modellierung des Aus- breitungsverhaltens einer oder mehrerer Basisstationen eignet sich insbesondere zu einem Einsatz im Umfeld eines digitalen, zellularen Mobilfunksystems, wie eines GSM/UMTS-Netzes, und dort beispielsweise zur Lokalisierung eines GSM/UMTS-Telefons (Mobiltelefon) .The invention or the inventive modeling of the propagation behavior of one or more base stations is particularly suitable for use in the environment of a digital, cellular mobile radio system, such as a GSM / UMTS network, and there, for example, for the localization of a GSM / UMTS telephone (mobile phone ).
Dabei werden bei dem Einsatz der Erfindung nur die dem Mobiltelefon zur Verfügung stehenden Daten verwenden, wobei weder am GSM-Netz noch an Mobilstationen in dem GSM-Netz kostspielige Änderungen vorzunehmen sind.When using the invention, only the data available to the mobile phone will be used, and there are no costly changes to be made to the GSM network or to mobile stations in the GSM network.
Auch eignet sich die Erfindung zu einem Einsatz im Umfeld weiterer digitaler, zellularen Mobilfunksysteme, wie eines WLAN, eines Netzes auf Basis von bluetooth oder eines DECT- Netzes, und dort beispielsweise zur Lokalisierung eines DECT— Mobiltelefons.The invention is also suitable for use in the environment of further digital, cellular mobile radio systems, such as a WLAN, a network based on bluetooth or a DECT network, and there, for example, for localizing a DECT mobile telephone.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet im Umfeld ungünstiger Bedingungen für die Signalausbreitung, wie stark verrauschten oder reflektierten Signalen, abgeschirmten oder abgeschalte- ten Basisstationen, Innenraum-Szenarien. Physikalisch exakte Modelle sind unter solchen Randbedingungen nicht bzw. nur sehr schwer erstellbar. In Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches im weiteren näher erläutert wird.The invention is particularly suitable in the environment of unfavorable conditions for signal propagation, such as heavily noisy or reflected signals, shielded or switched-off base stations, interior scenarios. Under such conditions, physically exact models are not or only very difficult to create. An exemplary embodiment of the invention is shown in the figures and is explained in more detail below.
Es zeigenShow it
Figur 1 Vorgehensweise bei einer Positionsermittlung unter Verwendung eines Gauß-Prozess- Positionsermittlungssystems (GPPS) gemäß einem Ausführungsbeispiel;Figure 1 procedure for a position determination using a Gaussian process position determination system (GPPS) according to an embodiment;
Figuren 2a und 2b Skizzen, die ein mit den ursprünglichen Kalibrierdaten angepasstes GPM (Fig.2a) und das mit den aus dem GPM erhältlichen Daten geglättete GMP (Fig.2b) zeigen;FIGS. 2a and 2b are sketches which show a GPM (FIG. 2a) adapted with the original calibration data and the GMP (FIG. 2a) smoothed with the data obtainable from the GPM;
Figur 3 Gleichungen zur Bestimmung von Ableitungen nach der zu bestimmenden Position t.Figure 3 equations for determining derivatives according to the position t to be determined.
Ausführungsbeispiel : Gauß-Prozess-Positionsermittlungs-System (GPPS) bei einem Kommunikationsnetz (DECT-Netz) mit mehreren BasisStationenExemplary embodiment: Gaussian process position determination system (GPPS) in a communication network (DECT network) with several base stations
Überblick/Vorgehensweise :Overview / procedure:
Das nachfolgend beschriebene Positionsermittlungssystem (GPPS) für eine mobile Kommunikationseinrichtung in einem Kommunikationsnetz (hier: beispielweise ein DECT-Netz) auf Basis von Gauß-Prozess-Modellen (GPM) basiert auf einer Ka- librierung mit Kalibrierungsmessungen, bei denen Signale der Basisstationen des Kommunikationsnetzes und deren Feldstärken an vorbekannten Positionen, d.h. Kalibrierungspositionen, in dem Kommunikationsnetz vermessen werden (Fig.l, 110). Gauß-Prozess-Modelle (GPM) werden an die Kalibrierungsmessungen angepasst (vgl. Punkt 1.) (Fig.l, 100). Hierbei ist die passende Auswahl von Kernel-Funktionen für die Gauß-Prozess- Modelle von Bedeutung. Hier werden Kernel-Funktionen der Ma- tern-Klasse verwendet.The position determination system (GPPS) described below for a mobile communication device in a communication network (here: for example a DECT network) based on Gaussian process models (GPM) is based on a calibration with calibration measurements in which signals from the base stations of the communication network and their field strengths are measured at previously known positions, ie calibration positions, in the communication network (FIGS. 1, 110). Gaussian process models (GPM) are adapted to the calibration measurements (see point 1) (Fig. 1, 100). The appropriate selection of kernel functions is important for the Gauss process models. Kernel functions of the master class are used here.
Die angepassten Gauß-Prozess-Modelle werden anschließend zur Positionsermittlung verwendet (vgl. Punkt 2.). Dies erfolgt unter Ermittlung der Likelihood der Gauß-Prozess-Modelle (Fig.l, 130) und deren Optimierung (Fig.l, 140).The adapted Gauss process models are then used to determine the position (see point 2). This is done by determining the likelihood of the Gaussian process models (Fig.l, 130) and their optimization (Fig.l, 140).
Weiter wird eine Vorgehensweise zur optimalen Auswahl bzw. Platzierung von Kalibrierungspositionen beschrieben (vgl. Punkt 3.) (Fig.l, 100) .Furthermore, a procedure for the optimal selection or placement of calibration positions is described (see point 3) (Fig. 1, 100).
1. Ermittlung der Gauß-Prozess-Modelle auf Basis gemessener Feldstärken1. Determination of the Gaussian process models based on measured field strengths
Das beschriebene GPPS basiert auf Wahrscheinlichkeitsmodellen bzw. statistischen Modellen für die Ausbreitungscharakteris- tika der KommunikationsSignale bzw. der Signalstärken/ Feldstärken der einzelnen Basisstationen.The GPPS described is based on probability models or statistical models for the propagation characteristics of the communication signals or the signal strengths / field strengths of the individual base stations.
Als Modelle werden hier Modelle auf Basis von Gauß-Modellen bzw. einer Gauß-Prozess-Regression (GPR) verwendet, die häufig zum Einsatz kommen, um nichtlineare Regressionsprobleme in Bayesianischen Systemen zu lösen [12, 9] .Models based on Gaussian models or a Gaussian process regression (GPR) are used as models, which are often used to solve nonlinear regression problems in Bayesian systems [12, 9].
Die Vorgehensweise bzw. Modellerstellung wird nachfolgend für das Signal bzw. die Feldstärke einer (ausgewählten) Basisstation beschrieben. Diese Vorgehensweise gilt entsprechend für alle Basisstationen.The procedure or model creation is described below for the signal or the field strength of a (selected) base station. This procedure applies accordingly to all base stations.
Vorliegend ist ein Satz von N Kalibrierungsmessungen, bei welchen die Feldstärke γ± (üblicherweise in dB) der ausgewählten Basisstation an bekannten Positionen XΪ, i= 1, ..., N in dem Kommunikationsnetz gemessen wurde. Die GPR im Allgemeinen setzen voraus, dass Targets von einer unbekannten Funktion f: f ' via yt = f{xi )+ei mit unabhängigem 2 Gauß-Rauschen e^ mit einer Varianz σ erzeugt werden.This is a set of N calibration measurements in which the field strength γ ± (usually in dB) of the selected base station was measured at known positions XΪ, i = 1, ..., N in the communication network. GPR in general assume that targets are generated by an unknown function f: f 'via y t = f {x i ) + e i with independent 2 Gaussian noise e ^ with a variance σ.
Die grundlegende Modellannahme ist hierbei, dass f (xi) ein Gauß-Prozess zugrunde liegt. Dies bedeutet, dass die Funktionswerte der Funktion f (xi) an den Punkten x^ Gauß-verteilt sind, mit einem Mittelwert 0 und einer Kovarianzmatrix K.The basic model assumption here is that f (xi) is based on a Gaussian process. This means that the function values of the function f (xi) are distributed at the points x ^ Gauss, with an average value 0 and a covariance matrix K.
K selbst ist gegeben durch die Kernel (Kovarianz-) Funktion K itself is given by the kernel (covariance) function
Die Annahme eines Gauß-Prozesses (GP) auf Basis von nur wenigen Kalibrierungen bzw. Kalibrierungspositionen t setzt eine Gauß-Verteilung voraus. Benutzt man folgende Beziehungen: v(t) = (k(t, xx), ... , k(t, xN))T (2.1)The assumption of a Gaussian process (GP) based on only a few calibrations or calibration positions t requires a Gaussian distribution. Use the following relationships: v (t) = (k (t, x x ), ..., k (t, x N )) T (2.1)
y = (yi, ..., yN)τ (2.2)y = (yi, ..., y N ) τ (2.2)
Q = K + σ2I (2.3)Q = K + σ 2 I (2.3)
ergibt sich der angenommene Mittelwert des GPM für einige Kalibrierpositionen t:the assumed mean value of the GPM results for some calibration positions t:
E(f(t)|D) = v(t)τCT1y (2.4)E (f (t) | D) = v (t) τ CT 1 y (2.4)
mit der Varianz : var(f(t)|ü) = k(t, t) - v(t)TQ_1v(t) . (2.5)with the variance: var (f (t) | ü) = k (t, t) - v (t) T Q _1 v (t). (2.5)
Diese Beziehungen sind beschrieben in einführenden Arbeiten zu Gauß-Prozessen [11, 8, 12, 9] .These relationships are described in introductory work on Gauss processes [11, 8, 12, 9].
2 Von Bedeutung ist somit die Wahl der Rausch-Varianz σ und der Parameter θ der Kernel-Funktionen k. Diese werden bestimmt durch Maximierung der log-Likelihood der Trainings- /Kalibrierungsdaten nach den Modellparameter: σ2, θ = arg max(- log det Q - yTQ J- (2.6) σ22 The choice of the noise variance σ and the parameters θ of the kernel functions k is important. These are determined by maximizing the log likelihood of the training / calibration data according to the model parameters: σ 2 , θ = arg max (- log det Q - y T Q J- (2.6) σ 2 , θ
Die Matern Kernel FunktionThe matern kernel function
Von Bedeutung bei der Verwendung von GPM ist die geeignete Wahl der Kernel (Kovarianz-) Funktion. Kernel Funktionen beschreiben die Art einer Korrelation zwischen Funktionswerten zweier Punkte .The appropriate choice of kernel (covariance) function is important when using GPM. Kernel functions describe the type of correlation between function values of two points.
Eine übliche Wahl sind GP mit quadrierten Kernel der Form: k(x, x') = exp (- •w X X'A common choice is GP with squared kernels of the form: k (x, x ') = exp (- • w X X'
Jedoch ist aus [10, 6] bekannt, dass diese Form von Kernel Funktionen im Umfeld stochastischer Prozesse unnatürlich ist, wenn der Beispielpfad unendlich glatt ist, d.h. wenn die Kovarianz-Funktion unendlich viele Ableitungen im Ursprung aufweist.However, it is known from [10, 6] that this form of kernel functions is unnatural in the environment of stochastic processes if the example path is infinitely smooth, i.e. if the covariance function has an infinite number of derivatives in the origin.
Hier werden deshalb die Matern-Klasse von Kovarianz-/Kernel- Funktionen verwendet [10], die eine kontinuierliche Paramet- risierung der Glattheit des Beispielpfades mittels ihres Parameters v erlauben.The matern class of covariance / kernel functions are therefore used here [10], which allow a continuous parameterization of the smoothness of the example path by means of its parameter v.
Experimentelle Beispiele haben gezeigt, dass GPM mit Kernel- Funktionen eine realistische Abschätzung der angenommenen Varianz aus Gl . (2.5) liefern.Experimental examples have shown that GPM with kernel functions provides a realistic estimate of the assumed variance from Eq. (2.5) deliver.
Die funktionale Form der Matern Kernel ist:The functional form of the Matern Kernel is:
k(x,x') = Mv(z) = KV(2Λ/ ), (2.7) k (x, x ') = M v (z) = K V (2Λ /), (2.7)
wobei T(v) die Gamma Funktion, Kv(r) die modifizierte Bessel- funktion des zweiten Grades v und z = ∑^_-ι WJ(XJ - x'jj mit den Input Skalen-Längen WΪ ist. Die Parameter v bestimmen die Glattheit ("fractal dimension") des Beispielpfades und können aus Gl. (2.6) abgeschätzt werden.where T (v) is the gamma function, K v (r) is the modified Bessel function of the second degree v and z = ∑ ^ _- ι WJ (XJ - x'jj with the input scale lengths WΪ. The parameters v determine the smoothness ("fractal dimension") of the example path and can be derived from Eq. (2.6) can be estimated.
Anpassung der GP mit Matern KernelAdaptation of the GP with Matern Kernel
Für eine effiziente Lösung der Gl . (2.6) bedarf es der Ableitungen der Matern Kernel Funktion Gl . (2.7) nach all den Parametern v, w.For an efficient solution of Eq. (2.6) it is necessary to derive the matern kernel function Eq. (2.7) after all the parameters v, w.
Numerische Gradienten, deren Anwendung beispielweise aus [10] bekannt ist, erfordern eine Vielzahl von Evaluierungen der Besselfunktionen und führen deshalb zu einem enormen rechentechnischen Aufwand.Numerical gradients, the application of which is known, for example, from [10], require a large number of evaluations of the Bessel functions and therefore lead to enormous computational effort.
Die hier angewendete analytische Berechnung der Ableitungen erfolgt nach: The analytical calculation of the derivatives used here is based on:
v(z) = -i(κv_!(z) + Kv +i(z)), (2.9) dz 2v (z) = -i (κ v _! (Z) + K v + i (z)), (2.9) dz 2
wobei Ψ(v) die Polygammafunktion null-ter Ordnung (genannt Psi-Funktion) ist. Da bisher keine geschlossene Form der Ableitungen der Bessel-Funktion Kv(z) nach den Graden v bekannt ist, wird diese hier genähert durchwhere Ψ (v) is the zero order polygamma function (called the psi function). Since no closed form of the derivatives of the Bessel function K v (z) according to degrees v is known to date, this is approximated by
DKv(z) = Kv Z^ «e_1 (Kv+e(z) - Kv(z)). σvDK v (z) = Kv Z ^ «e _1 (K v + e (z) - K v (z)). σv
Aus dieser Abschätzung lassen sich die Gradienten von Gl . (2.7) wie folgt bestimmen: θMΛvrZ. Yi = v (z)[i + log(Vvl) - ψ(v) 3vThe gradients of Eq. Determine (2.7) as follows: θM Λv rZ. Yi = v (z) [i + log (Vvl) - ψ (v) 3v
v_1(2Vvz)+ KV +I(2Λ/VZ)) + DKV(2/VZ) . (2.10) v _ 1 (2Vvz) + K V + I (2Λ / VZ)) + DK V (2 / VZ). (2.10)
Basierend auf obigen Gl . können die Ableitungen von Gl . (2.6) 2 nach den Modellparametern σ , v, w mit Standard Matrix- Algebra berechnet werden.Based on Eq. the derivatives of Eq. (2.6) 2 are calculated according to the model parameters σ, v, w with standard matrix algebra.
Die erforderlichen Beziehungen sind beschrieben in einführenden Arbeiten zu Gauß-Prozessen [11, 8, 12, 9] .The required relationships are described in introductory work on Gauss processes [11, 8, 12, 9].
Bestimmung des Feldstärke-ModellsDetermination of the field strength model
Nachfolgend wird gezeigt, wie das GPM für die Signalausbreitung der ausgewählten Basisstation erstellt wird.The following shows how the GPM is created for the signal propagation of the selected base station.
Es wird vorausgesetzt, dass das von dieser Basisstation ausgesendete Signal für N Kalibrierungsmessungen an den Kalibrierungspunkten x£, 1= 1, ..., N gemessen wurde.It is assumed that the signal emitted by this base station has been measured for N calibration measurements at the calibration points x £, 1 = 1, ..., N.
Hier sollen Punkte im zweidimensionalen betrachtet werde; es ist anzumerken, dass die beschriebene Vorgehensweise entsprechend auf dreidimensionale Punkte anzuwenden ist.Here points are to be considered in two dimensions; it should be noted that the procedure described should be applied accordingly to three-dimensional points.
Ausgehend von den Kalibrierungsdaten D = {x^, y } N für die i=l ausgewählte Basisstation wird wie folgt vorgegangen:Based on the calibration data D = {x ^, y} N for the i = l selected base station, the procedure is as follows:
1. Man erhält eine geschätzte Position für die Basisstation dadurch, dass die drei Kalibrierungspunkte xi mit den höchsten Feldstärkewerten yi ausgewählt und davon der Schwerpunkt gebildet wird. Üblicherweise sind die Positionen von BasisStationen nicht vermessen und bekannt. In seltenen Fällen liegen allerdings derartige Positionsangaben vor, die dann anstelle obiger Schätzung verwendet werden können.1. An estimated position for the base station is obtained by selecting the three calibration points xi with the highest field strength values yi and from this the center of gravity is formed. The positions of base stations are usually not measured and known. In rare cases, however, such position information is available, which can then be used instead of the above estimate.
Um die Mittelwert-Funktionen des GPM zu erhalten, wird ein lineares Modell an die Messwerte angepasst, wobei ein logarithmischer Maßstab als Funktion des Euklidischen Ab- stands zu der Basisstation gewählt wird.In order to obtain the mean value functions of the GPM, a linear model is adapted to the measured values, a logarithmic scale being selected as a function of the Euclidean distance from the base station.
Die Feldstärkewerte können - wenn in dB angegeben - direkt, da bereits im logarithmischen Maßstab, benutzt werden. Dadurch wird die folgende Ausbreitungs- Gesetzmäßigkeit modelliert:The field strength values - if given in dB - can be used directly because they are already in logarithmic scale. The following propagation regularity is thereby modeled:
Ein Signal der Stärke 1 an der Basisstation wird mit einer Stärke exp(-d) im Abstand d von der Basisstation empfangen, , subtrahiert wird der Wert der Mittelwertfunktion der ursprünglichen Messung.A signal of strength 1 at the base station is received with a strength exp (-d) at a distance d from the base station, the value of the mean function of the original measurement is subtracted.
Aus der Gl . (2.6) erhält man die optimalen Modellparame- 2 ter, wie die Varianz σ , die Matern Glattheits-Parameter v und die Input Skalierungs-Längen wi .From Eq. (2.6) you get the optimal model parameters, such as the variance σ, the matern smoothness parameters v and the input scaling lengths wi.
Fig.2a und Fig.2b zeigen beispielhaft ein GPM, mit den ursprünglichen Kalibrierdaten und den aus dem GPM erhältlichen geglätteten Daten. Die geglätteten Daten offenbaren gewisse Strukturen, die aus den ursprünglichen Messdaten nicht ersichtlich waren, wie zwei Korridore, die sich links und rechts der Basisstation erstrecken.2a and 2b show an example of a GPM with the original calibration data and the smoothed data available from the GPM. The smoothed data reveal certain structures that were not apparent from the original measurement data, such as two corridors that extend to the left and right of the base station.
2. Positionsermittlung mit GPM2. Position determination with GPM
Nachfolgend wird eine Positionsermittlung auf Basis der im obigen beschriebenen GPM erläutert.Position determination based on the GPM described above is explained below.
Als bekannt aus der Kalibrierung wird angenommen: C KalibrierungsmessungenKnown from the calibration is assumed: C calibration measurements
- an den Kalibrierungspunkten xi, i= 1, ..., C- at the calibration points xi, i = 1, ..., C
- bei B Basisstationen- at B base stations
- mit den empfangenen Feldstärken Cifj am Ort xi von der Basisstation j, j= 1, ..., B ci^j = 0, falls das Signal der Basisstation j am Ort xi nicht empfangbar ist.- With the received field strengths Ci f j at location xi from base station j, j = 1, ..., B ci ^ j = 0, if the signal of base station j cannot be received at location xi.
Mit c wird der Feldstärkenvektor bezeichnet mit allen Signalen empfangbar am Ort xi .With c the field strength vector is designated with all signals receivable at location xi.
In der Test- bzw. Anwendungsphase werden von einem mobilen Benutzer an einem zu bestimmenden unbekannten Ort die Feldstärken der an diesem Ort empfangbaren Basisstationen gemessen.In the test or application phase, a mobile user measures the field strengths of the base stations receivable at this location at an unknown location to be determined.
Mit s wird der Vektor der an dem zu bestimmenden Ort empfangbaren Feldstärken bezeichnet, mit SJ Komponenten des Vektors s als von der Basisstation Bj empfangenen Feldstärke s.With s the vector of the field strengths receivable at the location to be determined is designated, with SJ components of the vector s as field strength s received from the base station Bj.
Positionsermittlung nach dem "Nächsten Nachbarn" (NNLoc)Position determination after the "nearest neighbor" (NNLoc)
Bei der NNLoc wird der Vektor s einer zu bestimmenden Position verglichen mit den Kalibrierungsmessungen ci, i=l, ..., i. Jeder "Nachbar" bzw. Kalibrierungspunkt zu der zu bestimmen- den Position wird gewichtet in Abhängigkeit wie gut die Messung s mit der jeweiligen Kalibrierungsmessung ci übereinstimmt. Diese Gewichte werden für alle empfangbaren Basisstationen und den aktuellen Feldstärken berücksichtigt. Aus den bekannten und am besten übereinstimmenden Kalibrierpositionen sowie der zugehörigen Gewichte wird mittels eines Interpolationsverfahrens die zu bestimmende Position t des mobilen Benutzers geschätzt.In the NNLoc, the vector s of a position to be determined is compared with the calibration measurements ci, i = l, ..., i. Each "neighbor" or calibration point to the position to be determined is weighted depending on how well the measurement s matches the respective calibration measurement ci. These weights are taken into account for all receivable base stations and the current field strengths. The position t of the mobile user to be determined is estimated from the known and best matching calibration positions and the associated weights by means of an interpolation method.
Gauß-Prozess-Positionsermittlungs-System (GPPS) Die Positionsermittlung mittels des GPPS basiert auf obig beschrieben GPM-Bildung. Es werden dazu unter Verwendung der GPM der einzelnen Basisstationen die Likelihood der an dem zu bestimmenden Ort t empfangenen Feldstärken der Basisstationen gebildet .Gaussian process position determination system (GPPS) The position determination using the GPPS is based on the GPM formation described above. For this purpose, using the GPM of the individual base stations, the likelihood of the field strengths of the base stations received at the location t to be determined is formed.
Unter Verwendung der Kalibrierdaten ixi ci,jj> i e {l, ... , C}, j e {l, ... , B} werden für die einzelnen Basisstationen die jeweiligen GMP Mj gebildet. Modell Mj basiert auf Daten Dj , von solchen Kalibrierungspunkten i, an welchen die Basisstation j empfangbar ist: Dj = ((xi, cifj) : c^j ≠ θ} .Using the calibration data i x i c i, jj> i e {l, ..., C}, each {l, ..., B}, the respective GMP Mj are formed for the individual base stations. Model Mj is based on data Dj from such calibration points i at which base station j can be received: Dj = ((xi, c if j): c ^ j ≠ θ}.
In der Anwendungsphase werden hier nur die Modelle derjenigen Basisstationen berücksichtigt, die an dem zu bestimmenden Ort empfangbar sind.In the application phase, only the models of those base stations that can be received at the location to be determined are taken into account here.
Die Likelihood der an dem zu bestimmenden Ort t empfangbaren Feldstärken ergibt sich aus:The likelihood of the field strengths receivable at the location t to be determined results from:
L(t) = π P(SJ|DJ, t). (3.1) j:sj≠0L (t) = π P (SJ | DJ, t). (3.1) j: sj ≠ 0
Mit psj Dj, tj wird die angenommene Verteilung des GPM der Da- ten Dj an dem Punkt t bezeichnet. Diese angenommene Verteilung ist eine eindimensionale Gauß-Verteilung mit dem Mittelwert und der Varianz nach Gl . (2.4) .The assumed distribution of the GPM of the data Dj at point t is denoted by ps j D j , tj. This assumed distribution is a one-dimensional Gaussian distribution with the mean and the variance according to Eq. (2.4).
Gesucht wird nun derjenige Punkt des GPPS, an dem die gemein- same Likelihood der empfangene Feldstärken maximal ist. Die zu bestimmende Position t ergibt sich durch Optimierung bzw. Maximierung von L(t) nach t:The point of the GPPS at which the shared likelihood of the received field strengths is at a maximum is now sought. The position t to be determined is obtained by optimizing or maximizing L (t) after t:
t = arg ax L(t) = arg max ∑ log p(sj Djt) . (3.2) t t j;Sj ≠O Diese Optimierungsaufgabe ist eine Vorwärtslösung der Gradienten von L(t) nach t.t = arg ax L (t) = arg max ∑ log p (s j D j t). (3.2) ttj; S j ≠ O This optimization task is a forward solution of the gradients from L (t) to t.
Gl. (3.2) zusammen mit den Gradienten Informationen können durch Standard Numerischen Optimierungsverfahren, wie "scaled conjugate gradient", gelöst und dadurch die gesuchte Position t geschätzt werden. Gleichungen dafür sind in Figur 3 dargestellt.Eq. (3.2) together with the gradient information can be solved by standard numerical optimization methods, such as "scaled conjugate gradient", and thereby the sought position t can be estimated. Equations for this are shown in FIG. 3.
Alternativ dazu kann L(t) durch ein Gitterverfahren gelöst werden, bei dem an Gitterpunkten L(t) berechnet und das Maximum bestimmt wird.Alternatively, L (t) can be solved by a grid method in which L (t) is calculated at grid points and the maximum is determined.
Anschaulich lässt sich das GPPS wie folgt erklären: Der Empfang einer hohen Feldstärke eines Signals einer bestimmten Basisstation zeigt an, dass sich der mobile Benutzer näherungsweise in einem sehr kleinen Kreis um diese Basisstation befindet. Entsprechendes gilt für eine sehr kleine Feldstärke, die indiziert, dass sich der Benutzer in einem sehr großen Kreis bzw. Kreisabstand befindet. Die Überlagerung dieser einzelnen Ortschätzungen liefert die geschätzte Endposition t.The GPPS can be clearly explained as follows: The reception of a high field strength of a signal from a specific base station indicates that the mobile user is approximately in a very small circle around this base station. The same applies to a very small field strength, which indicates that the user is in a very large circle or circle distance. The superimposition of these individual location estimates provides the estimated end position t.
Optimale Wahl der Kalibrierungspunkte (Fig.l, 100)Optimal choice of calibration points (Fig.l, 100)
Ein geeignetes Positionsermittlungssystem, wie das GPPS, sollte mit einer minimalen Anzahl von Kalibrierungspunkten auskommen, um den Aufwand für die Kalibrierung möglichst gering zu halten.A suitable position determination system, such as the GPPS, should manage with a minimum number of calibration points in order to keep the effort for the calibration as low as possible.
Die Kalibrierungspunkte sollten dabei das in Frage kommende Bebiet für eine Lokalisierung möglichst optimal abdecken. Verschiedene Ansätze dazu sind aus dem Stand der Technik bekannt [7] . Hier wird das in [7] beschrieben Verfahren zur optimalen Auswahl von Kalibrierungspunkten gewählt, welches zu einem hexa- gonalen Gitter von Kalibrierungspunkten führt. The calibration points should cover the area in question for localization as optimally as possible. Various approaches to this are known from the prior art [7]. Here the method for optimal selection of calibration points described in [7] is selected, which leads to a hexagonal grid of calibration points.
In diesem Dokument sind folgende Schriften zitiert:The following writings are cited in this document:
[1] Peyrard, F., Soutou, C, Mercier, J.J.: Mobile Stations Localization in a WLAN, in: Proceedings of the 25th An- nual IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN'00) , Tampa, Florida (2000) 136 - 142[1] Peyrard, F., Soutou, C, Mercier, JJ: Mobile Stations Localization in a WLAN, in: Proceedings of the 25th Annual IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN'00), Tampa, Florida (2000) 136-142
[2] Hassan-Ali, M. , Pahlavan, K. : A New Statistical Model for Site-Specific Indoor Radio Propagation Prediction Based on Geometrie Optics and Geometrie Probability. IEEE Transactions on Wireless Communications 1 (2002) 112 - 124[2] Hassan-Ali, M., Pahlavan, K.: A New Statistical Model for Site-Specific Indoor Radio Propagation Prediction Based on Geometry Optics and Geometry Probability. IEEE Transactions on Wireless Communications 1 (2002) 112-124
[3] Howard, A., Siddiqi, S., Sukhatme, G.S.: An Experimental Study of Localization Using Wireless Ethernet. In: Erscheint in: Proceedings of the 4th International Conference on Field and Service Robotics, Japan (2003)[3] Howard, A., Siddiqi, S., Sukhatme, G.S .: An Experimental Study of Localization Using Wireless Ethernet. In: Appears in: Proceedings of the 4th International Conference on Field and Service Robotics, Japan (2003)
[4] Bahl, P., Padmanabhan, V.N. : RADAR: An In-Building RF- based User Location and Tracking System. In: Proceedings of IEEE INFOCOM 2000. Volume 2., Tel Aviv, Israel (2000) 775 - 784[4] Bahl, P., Padmanabhan, V.N. : RADAR: An In-Building RF-based User Location and Tracking System. In: Proceedings of IEEE INFOCOM 2000. Volume 2., Tel Aviv, Israel (2000) 775-784
[5] Rauh, A. , Briechle, K., Hanebeck, U.D., Bamberger, J., Hoffmann, C: Localization of DECT Mobile Phones Based on a New Nonlinear Filtering Technique. In: Proceedings of SPIE Bd. 5084, AeroSense Symposium, Orlando, Florida (2003)[5] Rauh, A., Briechle, K., Hanebeck, U.D., Bamberger, J., Hoffmann, C: Localization of DECT Mobile Phones Based on a New Nonlinear Filtering Technique. In: Proceedings of SPIE Vol. 5084, AeroSense Symposium, Orlando, Florida (2003)
[6] Gneiting, T. "Compactly supported correlation funeti- ons", Journal of Multivariate Analysis, 83 (2) : 493-508, 2002[6] Gneiting, T. "Compactly supported correlation functions", Journal of Multivariate Analysis, 83 (2): 493-508, 2002
[7] Hamprecht, F. A. and Agrell, E. "Exploring a space of materials: Spatial sampling design and subset selecti- on", in J.N. Cawse, ed., Experimental Design for Co bi- natorial and High Throughput Materials Development. John Wiley & Sons, 2002[7] Hamprecht, FA and Agrell, E. "Exploring a space of materials: Spatial sampling design and subset selection", in JN Cawse, ed., Experimental Design for Co bi- natorial and high throughput materials development. John Wiley & Sons, 2002
[8] MacKay, D. J. "Introduction to Gaussian processes", in CM. Bishop, ed., Neural Networks and machine Learning, vol. 168 of NATO Asi Series. Series F, Computer and Systems Sciences. Springer Verlag, 1998[8] MacKay, D.J. "Introduction to Gaussian processes", in CM. Bishop, ed., Neural Networks and machine Learning, vol. 168 of NATO Asi Series. Series F, Computer and Systems Sciences. Springer Verlag, 1998
[9] Rasmussen, C. E. "Evaluation of Gaussian Processes and other methods for non-linear regression", Ph.D. thesis, University of Toronto, 1996[9] Rasmussen, C.E. "Evaluation of Gaussian Processes and other methods for non-linear regression", Ph.D. thesis, University of Toronto, 1996
[10] Stein, M. "Interpolation of Spatial Data. Some Theory for Kriging", Springer Verlag, 1999[10] Stein, M. "Interpolation of Spatial Data. Some Theory for Kriging", Springer Verlag, 1999
[11] Williams, C.K. "Gaussian processes", in M. Arbib, ed., The Handbook of Brain Theory and Neural Networks . MIT Press, 2nd edn., 2002[11] Williams, CK "Gaussian processes", in M. Arbib, ed., The Handbook of Brain Theory and Neural Networks. MIT Press, edn 2 nd., 2002
[12] Williams, C.K. and Rasmussen, C.E. "Gaussian processes for regression", in D. S . Touretzky, M. C. Mozer, and M.E. Hasselmo, eds . , Advances in Neural Information Processing Systems 8. MIT Press, 1996. [12] Williams, C.K. and Rasmussen, C.E. "Gaussian processes for regression", in D. S. Touretzky, M.C. Mozer, and M.E. Hasselmo, eds. , Advances in Neural Information Processing Systems 8th MIT Press, 1996.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Beschreibung eines Ausbreitungsverhaltens eines von einer Basisstation in einem Kommunikationsnetz aus- gesendeten KommunikationsSignals bei dem an ausgewählten Positionen in dem Kommunikationsnetz jeweils eine zu der jeweiligen ausgewählten Position zugehörige physikalische Eigenschaft des Kommunikationssignals gemessen wird, wobei die physikalische Eigenschaft das Ausbreitungsverhalten des KommunikationsSignals charakterisiert, unter Verwendung der ausgewählten Positionen bzw. unter Verwendung entsprechender Positions- bzw. Ortsinformation der ausgewählten Positionen und der zugehörigen gemessenen physikalischen Eigenschaften des Kommunikationssignals ein Modell für das Ausbreitungsverhalten ermittelt wird, welches Modell das Ausbreitungsverhalten beschreibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Modellierung unter Verwendung eines Gauß-Prozesses, welcher die gemessene physikalische Eigenschaft in Abhängigkeit der Ortsinformation bzw. der Positionsinformation darstellt ("Vorwärtsmodell") erfolgt.1. A method for describing a propagation behavior of a communication signal transmitted by a base station in a communication network, in which a physical property of the communication signal associated with the respective selected position is measured at selected positions in the communication network, the physical property characterizing the propagation behavior of the communication signal , using the selected positions or using corresponding position or location information of the selected positions and the associated measured physical properties of the communication signal, a model for the propagation behavior is determined, which model describes the propagation behavior, characterized in that the modeling using a Gaussian process, which represents the measured physical property depending on the location information or the position information represents ("forward model").
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem für mehrere Basisstationen mit jeweils einem Kommunikationssignal in dem Kommunikationsnetz jeweils das Modell für das Ausbreitungsverhalten des jeweiligen Kommunikationssignals ermittelt wird.2. The method according to claim 1, in which the model for the propagation behavior of the respective communication signal is determined in each case for a plurality of base stations, each with a communication signal in the communication network.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Anspruch, bei dem die ausgewählten Positionen unter Verwendung eines Entwurfsverfahrens und/oder "Design-Verfahren" bestimmt werden. 3. The method according to any one of the preceding claims, wherein the selected positions are determined using a design method and / or "design method".
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Kommunikationsnetz ein Funknetz, insbesondere ein Funknetz basierend auf Wireless LAN oder Bluetooth oder GSM oder DECT oder UMTS, ist und/oder die gemessene physikalische Eigenschaft des Kommunikationssignals eine Ausbreitungseigenschaft eines elektromagnetischen Feldes, insbesondere eine Feldstärke, eine Phase, eine Laufzeit, ein Wellen-Vektor (wa- ve-vector) , eine Bit-Fehlerrate oder Signal-Rausch-Abstand, ist.4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the communication network is a radio network, in particular a radio network based on wireless LAN or Bluetooth or GSM or DECT or UMTS, and / or the measured physical property of the communication signal is a propagation property of an electromagnetic field, in particular a Field strength, a phase, a transit time, a wave vector (wave vector), a bit error rate or signal-to-noise ratio.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Modell bzw. die Modelle eingesetzt wird bzw. werden zu einer Planung und/oder einer Installation und/oder In- betriebnahme und/oder Diagnose von Fehlerzuständen und/oder Qualitätssicherung in dem Kommunikationsnetz.5. The method according to any one of the preceding claims, in which the model or the models is or are used for planning and / or installation and / or commissioning and / or diagnosis of error states and / or quality assurance in the communication network.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Modell bzw. die Modelle eingesetzt wird bzw. wer- den zu einer Lokalisierung und/oder Positionsbestimmung mindestens einer mobilen Kommunikationseinrichtung in dem Kommunikationsnetz, welche mindestens eine mobile Kommunikationseinrichtung eingerichtet ist zu einem Empfang des Kommunikationssignals und/oder zum Empfang der Kommunikationssignale.6. The method as claimed in one of the preceding claims, in which the model or the models is used or are used for localization and / or position determination of at least one mobile communication device in the communication network, which is set up to receive the Communication signal and / or for receiving the communication signals.
7. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, bei dem für mindestens denjenigen Gauß-Prozess-Modellen, deren Kommunikationssignale an einer zu bestimmenden Position der mobilen Kommunikationseinrichtung empfangbar sind, für die an der zu bestimmenden Position gemessenen physikalischen Eigenschaften jeweils eine Likelihood des jeweiligen Gauß-Prozess-Modells bestimmt wird, bei dem die zu bestimmende Position durch Optimierung und/oder Maximierung der Likelihood ermittelt wird.7. The method according to the preceding claim, in which, for at least those Gaussian process models whose communication signals can be received at a position of the mobile communication device to be determined, a likelihood of the respective Gaussian process for the physical properties measured at the position to be determined Model is determined in which the position to be determined is determined by optimizing and / or maximizing the likelihood.
8. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln, um alle Schrit- te gemäß Anspruch 1 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird.8. Computer program with program code means to carry out all steps according to claim 1 when the program is executed on a computer.
9. Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln gemäß Anspruch 8, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.9. Computer program with program code means according to claim 8, which are stored on a computer-readable data carrier.
10. Computerprogramm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode-Mitteln, um alle Schritte gemäß Anspruch 1 durchzuführen, wenn das Programm auf einem Computer ausgeführt wird. 10. Computer program product with program code means stored on a machine-readable carrier to carry out all steps according to claim 1 when the program is executed on a computer.
EP04804596A 2003-12-08 2004-11-29 Method, computer program with program code means, and computer program product for the description of a propagation performance of a communication signal emitted by a base station in a communication network Withdrawn EP1692909A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2003157213 DE10357213A1 (en) 2003-12-08 2003-12-08 Method and computer program with program code means and computer program product for describing a propagation behavior of a communication signal transmitted by a base station in a communication network
PCT/EP2004/053144 WO2005055635A1 (en) 2003-12-08 2004-11-29 Method, computer program with program code means, and computer program product for the description of a propagation performance of a communication signal emitted by a base station in a communication network

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1692909A1 true EP1692909A1 (en) 2006-08-23

Family

ID=34638475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP04804596A Withdrawn EP1692909A1 (en) 2003-12-08 2004-11-29 Method, computer program with program code means, and computer program product for the description of a propagation performance of a communication signal emitted by a base station in a communication network

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP1692909A1 (en)
DE (1) DE10357213A1 (en)
TW (1) TWI260868B (en)
WO (1) WO2005055635A1 (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6263208B1 (en) * 1999-05-28 2001-07-17 Lucent Technologies Inc. Geolocation estimation method for CDMA terminals based on pilot strength measurements

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2005055635A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE10357213A1 (en) 2005-07-07
WO2005055635A1 (en) 2005-06-16
TWI260868B (en) 2006-08-21
TW200524310A (en) 2005-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2002680B1 (en) Method and apparatus for determining the location of a mobile object
EP2335442B1 (en) Apparatus and method for estimating an orientation of a mobile terminal
DE69533795T2 (en) METHOD AND DEVICE FOR FREQUENCY ALLOCATION FOR A COMMUNICATION DEVICE
EP2385389B1 (en) Device and method for calibrating a radio-based position determining device
EP1493284A1 (en) Methods, configuration and computer program having program code means and computer program product for determining a position of a mobile communications device within a communications network
DE102015114975B4 (en) Radio communication methods and communication devices
DE112019001979T5 (en) REAL-TIME SPREADING ANALYSIS FOR COMMUNICATION SYSTEMS
DE60303031T2 (en) Method and system for assessing interference between cells in the upward direction
DE112021000594T5 (en) BASE STATION, INFORMATION PROCESSING DEVICE, WIRELESS COMMUNICATIONS METHOD AND PROGRAM
EP1692909A1 (en) Method, computer program with program code means, and computer program product for the description of a propagation performance of a communication signal emitted by a base station in a communication network
WO2004095868A2 (en) Method, configuration and computer program comprising program code means and computer program product for determining a selected position of a mobile communications device within a communications network
WO2009132915A1 (en) Method for computer-aided localization of a mobile object using a feature-based positioning method
DE19858951C2 (en) Method and arrangement for generating predetermined directional characteristics
DE102007042019B4 (en) Method and device for position determination and navigation
DE10345255B4 (en) Method and arrangement for determining a position of a mobile communication device in a communication network
DE102008047212B4 (en) Method and device for the computer-assisted localization of a mobile object
DE10356656A1 (en) Method and arrangement as well as computer program with program code means and computer program product for determining a card for describing a propagation behavior of a communication signal transmitted by a base station in a communication network
DE10112607C1 (en) Mobile radio system testing method has test transmitter transmitting signals at fixed station transmission frequency and mobile station transmission frequency to measuring receiver
WO2023143761A1 (en) Concept for a vehicle having a plurality of uwb antenna modules
EP1319959B1 (en) Method for non-cooperative position determination of subscribers in a power controlled mobile radio system
DE112022001966T5 (en) BASE STATION, RADIO COMMUNICATION METHOD AND RADIO COMMUNICATION SYSTEM
Peter Measurement, characterization and modeling of millimeter-wave channels
DE10163455A1 (en) Determining direction of mobile radio transmission, by activating sub-groups comprising combinations of antennas in rapid succession and using phase shifts to locate source
DE102006059126B4 (en) Method and control unit for optimizing a decision process for the control of cell changes in a mobile radio network
DE10163456A1 (en) Directional detection of mobile radio transmission, especially for GSM, UMTS and wireless LAN, involves combine rapidly phase shifted antenna signal with signal from offset antenna(s)

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20060505

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB IT SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 20061215

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RBV Designated contracting states (corrected)

Designated state(s): DE FR GB IT SE

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20090603