NO955264L - Fremgangsmåte for lokalisering av mobilstasjoner i et cellulært oppbygd mobilradionett samt, mobilradionett for utförelse av fremgangsmåten - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for lokalisering av mobilstasjoner i et cellulært oppbygd mobilradionett ifølge innledningen til patentkrav 1, samt et mobilradionett for ut-førelse av fremgangsmåten ifølge innledningen til patentkrav 12. En slik fremgangsmåte hhv. et slikt mobilradionett er allerede kjent fra en artikkel av H. Hamalek og K. Kammerlander med tittelen "Grunnlag og praksis for radiocelleoppbygning med relativ avstandsmåling i DBP's C-nett" i NTG-Fachberichte Bewegliche Funkdienste, bind 90, s. 157-164.

Lokalisering eller stedsbestemmelse av mobilstasjoner i radionett erønskelig for et stort antall anvendelser. Eksempler på dette er nødanrop eller sikkerhetstransporter eller transporter av farlig gods, men også overvåkning av kjøretøy-eller vognparker, f.eks. til spedisjoner eller kjøretøyutleiere.

Ved fremgangsmåtene for lokalisering av mobilstasjoner i et cellulært oppbygd mobilradionett kan man i prinsipp skjelne mellom abonnentaktive og abonnentpassive metoder, hvorved de abonnentpassive metoder igjen kan inndeles i to klasser.

Ved de abonnentaktive metoder fastslår abonnenten selv sitt oppholdssted. For dette formål kan det f.eks. benyttes radionavigasjonsmetoder (GPS (Global Positioning System), Decca), kompassmetoder og veiopptakere ("dead reckoning"), eller andre hjelpemidler. Abonnenten hhv. dennes apparat, dvs. mobilstasjonen, meddeler det aktuelle oppholdssted via mobilradionettet til en sentralstasjon. Dette skjer enten automatisk ved hjelp av mobilstasjonen, eller etter utspørring ("polling") ved hjelp av sentralstasjonen. Ved de abonnentpassive metoder med mobilsta-sjonsunderstøttelse melder abonnenten hhv. mobilstasjonen seg i nettet og forlanger eksplisitt eller implisitt (f.eks. ved nødanrop) en bestemmelse av mobilstasjonens oppholdssted ved hjelp av mobilradionettet. Mobilradionettet gjennomfører deretter stedsbestemmelsen. Ved hjelp av abonnentens meddelelse lettes stedsbestemmelsen i betydelig grad, på grunn av at utløsningen for målingen og abonnentens søking i nettet bortfaller. Ved de abonnentpassive metoder uten mobilstasjonsunderstøttelse fastslår mobilradionettet først det tilnærmede oppholdssted til abonnenten (f.eks. radiocellen), og gjennomfører deretter en nøyaktig stedsbestemmelse uten abonnentens medvirkning. Dermed er det mulig at abonnenten ikke legger merke til stedsbestemmelses-prosessen. De abonnentpassive metoder uten mobilstasjonsunder-støttelse er de teknisk mest kostbare metoder. Når en abonnentpassiv metode uten mobilstasjonsunderstøttelse er realisert, kan en abonnentpassiv metode med mobilstasjonsunderstøttelse lett avledes ut fra denne.

I en artikkel av G. Brody, J. Parker og J. Wassermann med tittelen "Abonnentsporing og lokalisering i personlige kommunikasjonsnett" i Proceedings of the XIV. International Switching Symposium (Yokohama, Japan, 25.-30. oktober 1992), årgang 1, sidene 307-311, er det beskrevet et cellulært oppbygd mobilradionett ved hvilket det er anordnet sentrale hjemstavns-registre i hvilke de vesentlige data for de enkelte mobilstasjoner er registrert, så som kunderegister som inneholder informasjoner om de mobilstasjoner som for øyeblikket befinner seg i de til disse tilordnede delområder (lokaliseringsområder) som som regel er sammensatt av flere radioceller. For avvikling av radiotrafikken med de søkte mobilstasjoner er det anordnet regionale koplingssentra som på grunnlag av de sist kjente opp-holdsstedsdata for den aktuelle mobilstasjon bestemmer og aktiverer det radioteknisk vedkommende eller kompetente delområde. Ved dette system blir mobilstasjonenes oppholdssted riktignok bestemt bare frem til delområdeplanet, men en mer nøyaktig stedsbestemmelse innenfor det bestemte delområde blir derimot ikke utført. Ved en statistisk henvisning av de enkelte radioceller til de enkelte delområder kan det fremfor alt ved bevegelse av den aktive mobilstasjon i grenseområdet mellom tilstøtende delområder oppstå en hyppig omkopling mellom de enkelte delområder, alt etter hvor ofte den aktive mobilstasjon overskrider grensen mellom de tilstøtende delområder. For å kunne begrense disse omkoplinger til et minimum, er det ved en videreutvikling av dette system sørget for en dynamisk tilordning av de enkelte radioceller til delområdene. Også ved denne variant av systemet bestemmes mobilstas jonenes oppholdssted bare frem til delområdeplanet, og dessuten observeres det bare om de aktiverte mobilstasjoner forlater det aktuelle, aktiverte delområde eller ikke.

Dersom den overvåkede mobilstasjon veksler bare kortvarig inn i det tilgrensende delområde, blir det ved denne systemvariant ikke utført noen tilsvarende omkopling av nettet. Først når det er sikkert at mobilstasjonen ikke vender tilbake til det opprinnelige delområde, foretas omkoplingen/aktiveringen av det nye delområde ved hjelp av vedkommende koplingssentral.

For synkrone, offentlige mobilradionett (PLMN = Public Land Mobile Network) er det allerede blitt foreslått abonnentpassive metoder for stedsbestemmelse av mobilstasjoner.

I den innledningsvis nevnte artikkel av H. Hamalek og K. Kammerlander er det således eksempelvis beskrevet en lokalise-ringsmetode for (det på analog basis arbeidende) C-nettet til det tyske Postvesen (Deutsches Bundespost), ifølge hvilken mobilstasjonen ved hjelp av måling av tidsforskyvningen mellom mot-takingssignalene fra to faste basisstasjoner kan bestemme den relative avstand. Dersom mer enn to basisstasjoner er delaktige i måleforløpet, og dersom man kjenner stedene for basisstasjonene, kan også stedet for den mobilstasjon som skal lokaliseres, bestemmes. Denne metode kan også overføres på andre synkrone radiosystemer, f.eks. på det (digitalt arbeidende) europeiske GSM(Groupe-Speciale-Mobile)-nett hhv. på det til dette nett tilhørende, tyske D-nett, dersom rammeforskyvningen mellom de enkelte basisstasjoner i et slikt nett er kjent.

Fra EP 0 335 558 A2 er videre kjent en lokaliserings-metode for mobilradionett ved hvilken stedet for den mobilstasjon som skal lokaliseres, bestemmes ved hjelp av løpetidsmålinger fra flere basisstasjoner, idet en basisstasjon utsender en melding og den mobilstasjon som skal lokaliseres, utsender et svar etter mottakelse av meldingen. Utvalgte basisstasjoner måler forsinkel-sestiden frem til mottakelse av dette svar og bestemmer signal-løpetiden ut fra denne.

Denne metode er unøyaktig, for reaksjonstiden til mobilstasjonen, som er produsentavhengig, inngår i betydelig grad i løpetiden. Metoden er i prinsipp konstruert for analogt arbeidende mobilradiosystemer, for i disse systemer står ingen andre muligheter til disposisjon for løpetidsmålingen enn den som er beskrevet (med unntakelse av det nevnte C-nett). Dessuten er nøyaktigheten av løpetidsmålingen i de analoge smalbåndssystemer kraftig begrenset på grunn av kanalbredden på typisk 25 kHz.

I GSM-nettet, som har en kanalbredde på 200 kHz, er det mulig å måle signalløpetiden med en nøyaktighet på ca. 1 bit, hvilket svarer til 3,7 mikrosekunder. Dette muliggjør en langt høyere nøyaktighet av oppholdsstedsbestemmelsen enn i analoge systemer. Den for dette formål nødvendige måling er allerede innebygd i systemet, men imidlertid ikke primært med henblikk på avstandsbestemmelsene, men som løpetidsregulering for tidsmulti-pleksingen. Et overblikk over GSM-nettet og dettes egenskaper er gitt i en artikkelserie av H. Ochsner med tittelen "Det frem-tidige paneuropeiske digitale mobiltelefonsystem", Del 1: "GSM-anbefalinger og tjenester" (Bulletin SEV/VSE 79(1988)11, s. 603-608), Del 2: "Radiostrekningen" (Bulletin ASE/UCS 79(1988)15, s. 937-942, Del 3: "Digitalisering av talen og nettverksaspekter"

(Bulletin ASE/UCS 79(1988)21, s. 1318-1324).

Det finnes imidlertid en rekke prinsipielle ulemper ved oppholdsstedsbestemmelsen ved hjelp av løpetidsmåling fra flere basisstasjoner. Som den første - slik som allerede nevnt - skal nevnes den manglende nøyaktighet som forårsakes på grunn av produsentavhengige reaksjonstider til mobilstasjonene. Dette er særlig alvorlig ved den i EP 0 335 558 A2 foreslåtte metode, da reaksjonstiden der måles på meldingsplanet og derved er avhengig av implementeringen av maskinvaren og programvaren. I GSM-nettet måles derimot reaksjonstiden på det fysikalske plan og er derfor betydelig mer nøyaktig.

Løpetidsmålingene gjennomføres med det demodulerte signal. Den praktisk oppnåelige nøyaktighet vil følgelig ligge under den nøyaktighetsverdi som teoretisk er gitt ved hjelp av overføringsbåndbredden.

I tillegg til disse effekter kommer unøyaktigheten av løpetidsmålingen på grunn av omveier (flerveisutbredelse). De målte avstander er derved i gjennomsnitt større enn de faktiske.

Som den største ulempe skal imidlertid nevnes at løpe-tidsmålingene må gjennomføres fra minst to basisstasjoner. Dessuten er overleveringen av forbindelsen ("handover") mellom de i løpetidsmålingen deltakende stasjoner nødvendig. Overleveringen av en forbindelse til en nabostasjon er imidlertid bare mulig i områder i hvilke radiocellene overlapper hverandre. Av feltstyrkegrunner kan en oppholdsstedsbestemmelse derimot ikke utføres i områder uten overlapping.

En ytterligere ulempe ved den i C-nettet benyttede metode er den nødvendige, innbyrdes synkronisering av cellene,

som ikke er gitt i hvert mobilradiosystem.

I en artikkel av S. Sakagami, S. Aoyama, K. Kuboi, S. Shirota og A. Akeyama med tittelen "Kjøretøyposisjonsberegninger ved hjelp av flerstråleantenner i flerveisomgivelser" i IEEE Transactions on Vehicular Technology, årgang 41, nr. 1, februar 1992, sidene 63-67, er det beskrevet en metode for oppholdsstedsbestemmelse for mobilstasjoner i et cellulært oppbygd mobilradionett, ved hvilken basisstasjonene i nettet er utstyrt med antenner som dekker det område som skal overvåkes, asimutalt med et flertall faststående antenneretningsstrålediagrammer ( "Multi-beam Antennas").

Ved denne metode sender mobilstasjonen ut et CW-signal som mottas med forskjellig feltstyrke av de enkelte strålingsdiagrammer til basisstasjonenes antenner. Ved hjelp av etterinn-koplede feltstyrkemåleanordninger blir det i de enkelte basisstasjoner deretter fastslått hvilket av de enkelte strålingsdiagrammer til en antenne som oppviser den aktuelle, høyeste feltstyrke av mottakingssignalet. Ut fra skjæringspunktet mellom de (faststående) hovedstråleretninger for de således bestemte antenne-strålingsdiagrammer for de enkelte basisstasjoner med den aktuelle høyeste mottakingsfeltstyrke bestemmes deretter stedet for mobilstasjonen.

Oppfinnelsens oppgave består for det første i å til-veiebringe en fremgangsmåte av den innledningsvis angitte type som muliggjør en mest mulig nøyaktig oppholdsstedsbestemmelse av mobilstasjoner innenfor et cellulært oppbygd mobilradionett, og for det andre å angi et mobilradionett for utførelse av en slik fremgangsmåte, som kan realiseres med minst mulige tilleggsom-kostninger.

Den ifølge oppfinnelsen tilveiebrakte løsning på oppgaven er med hensyn til den tilveiebrakte fremgangsmåte gjengitt ved hjelp av de karakteriserende trekk i patentkrav 1, og med hensyn til det tilveiebrakte mobilradionett ved hjelp av de karakteriserende trekk i patentkrav 12. De øvrige krav inneholder fordelaktige utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen (kravene 2-11) og mobilradionettet ifølge oppfinnelsen (kravene 13-15), så vel som en foretrukket anvendelse av oppfinnelsen (krav 16).

Løsningen ifølge oppfinnelsen med hensyn til den til veiebrakte fremgangsmåte sørger for at lagringsanordningens informasjoner benyttes for grovlokalisering av den mobilstasjon som skal lokaliseres, og at det for mer nøyaktig lokalisering utføres minst én peiling.

Den vesentlige fordel ved denne løsning består i at det med radiopeilingen av den mobilstasjon som skal lokaliseres, er mulig en meget nøyaktig stedsbestemmelse innenfor den celle i hvilken den mobilstasjon som skal lokaliseres, nettopp befinner seg ved tidspunktet for lokaliseringen.

Løsningen ifølge oppfinnelsen med hensyn til det mobilradionett som skal tilveiebringes, sørger for at de enkelte basisstasjoner eller i det minste en del av disse basisstasjoner eller grupper av basisstasjoner står i forbindelse med minst én til disse tilordnet peiler, og at mobilradionettet oppviser minst én lokaliseringssentral som står i forbindelse med peileren hhv. peilerne.

Den vesentlige fordel ved denne løsning består i at en bare liten tilleggsomkostning er nødvendig for mobilradionettet ifølge oppfinnelsen, sammenliknet med konvensjonelle, cellulært oppbygde mobilradionett. Ved siden av beredskapsholdelsen av peileren på den minst ene lokaliseringssentral må det bare sørges for en fastgjøring eller tilknytting (overveiende programvaremes-sig) av disse komponenter til mobilradionettet som i den øvrige oppbygning i det vesentlige kan være lik de tradisjonelle mobilradionett.

Oppfinnelsen kan med særlig fordel anvendes i mobilradionett ifølge ETSI-GSM-standarden (kfr. her den allerede anførte artikkelserie av H. Ochsner om GSM-nettet).

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene, der

fig. 1-3 viser tre fordelaktige utførelseseksempler på mobilradionettet ifølge oppfinnelsen (i utsnitt), idet eksemplene er utformet ifølge ETSI-GSM-standarden,

fig. 4 viser en detalj ved utførelseseksemplene ifølge fig. 2 eller fig. 3 med den mobilstasjon som skal lokaliseres, . vedkommende basisstasjon og den tilordnede peiler, og

fig. 5-10 viser eksempler på fremgangsmåteforløp for lokalisering av en mobilstasjon i et mobilradionett ifølge fig. 1, 2 eller 3 med forskjellig nøyaktighetsgrad i lokaliserings-

resultatet.

De på fig. 1-3 viste utførelseseksempler på mobilradionettet ifølge oppfinnelsen utgår i sin nettarkitektur fra den i og for seg kjente nettarkitektur ifølge ETSI-GSM-standarden, og skiller seg fra denne og seg imellom bare i anordningen av peilerne og lokaliseringssentralen(e) som ifølge oppfinnelsen i tillegg skal tilkoples til nettet. Da de på fig. 1-3 viste ut-førelseseksempler og også detaljen på fig. 4 og de på fig. 5-10 viste fremgangsmåteforløp for lokalisering av mobilstasjoner i slike nett slutter seg nært til ETSI-GSM-standarden, er det i samtlige figurer gjennomgående benyttet de i denne standard vanlige forkortelser og (engelskspråklige) begreper for bestemte byggegrupper og fremgangsmåteforløp som skal beskrives nærmere i det følgende.

De på figurene viste mobilradionett består av tre store komponenter, nemlig mobilstasjonene MS (av hvilke det (som eksempel) er vist bare én), basisstasjonsundersystemene BSS (Base Station Subsystems) (av hvilke det (som eksempel) likeledes er vist bare ett (og også bare ufullstendig)), samt omkoplingsunder-systemene SSS (Switcing Subsystems) (av hvilke det (som eksempel) likeledes er vist bare ett (og også bare ufullstendig) som kan være forbundet med ytterligere (ikke viste) SSS).

BSS-systemene er sammensatt av komponentene BTS, BSC, TCE, DFS og (ikke vist) OMC-BSS, og SSS-systemene er sammensatt av komponentene MSC, (ikke vist) GMSC, HLR, VLR, EIR, AC, LPC og OMC-SSS. Noen av disse komponenter kan være fysikalsk sammenfat-tet til én enhet.

Mobilstasjonen MS er f. eks. et i en bil innebygd apparat ("line fit"), et transportabelt apparat ("portable") eller en håndtelefon ("handheld"). Tilleggsapparater kan tilkoples via et R-grensesnitt eller et ISDN-spesialgrensesnitt.

Basisstasjonen BTS ("Base Tranceiver Station" ) betjener radiogrensesnittet til en radiocelle. Denne inneholder alle radiodeler innbefattet antenner og antennekoplere. I overensstem-melse med dette er slike funksjoner som f.eks. modulasjon, koding, frekvenssprangmetode, tidsmultipleks, forvaltning av systemtiden, synkronisering mellom celler osv. realisert i BTS. BTS-stasjonen er transparent for meldinger tilhørende de høyere protokollsj ikt.

Styringen av basisstasjonen BSC ("Base Station Controller") er tilveiebrakt av to grunner, for å avlaste de nedenfor beskrevne MSC for drifts- og vedlikeholdsoppgaver (O&M - Organisation & Management) og også for signaliseringsoppgaver. BSC muliggjør imidlertid også en rask overlevering ("hand over") i nett med små celler. BSC betjener flere basisstasjoner BTS - det nøyaktige tall er avhengig av produsenten og av nettplanleg-gingen - og kan selvstendig viderekople samtaler mellom de tilkoplede celler ("BSS internal hand-off").

Transkodingsenheten TCE er anordnet for å spare ledningskapasitet, idet tale og data mellom BTS og TCE overføres med 16 kb/s. Fire og fire av disse kanaler sammenfattes ved hjelp av tidsmultipleks til én kanal på 64 kb/s. Transkodingsenheten TCE står oftest på stedet for MSC-sentrene og koder fra 16 kb/s til 64 kb/s og omvendt. I tilfelle av tale skjer denne omvandling ved hjelp av talekoding hhv. taledekoding, og ved dataoverføring ved hjelp av rate- eller hastighetstilpasning.

Mobilradioformidlingsstedet MSC ("Mobile Services Switcing Centre") er det mobilradiospesifikke formidlingssted slik det er kjent fra de analoge mobilradionett. Her er alle høyere tjenester og tilleggstjenester realisert. Sammenliknet med dette er funksjonsomfanget i GSM-systemet betydelig høyere på grunn av det store antall tjenester og sikkerhetsfunksjoner.

Hjemstavnsregisteret HLR ("Home Location Register") og gjesteregisteret VLR ("Visitor Location Register") er databanker som registrerer bevegelsen av abonnentene hhv. mobilstasjonene MS ("mobility management"), og som gjør det mulig å kople forbin-delser til den mobile deltaker eller abonnent. Av effektivi-tetsgrunner finnes det to typer av databanker som er hierarkisk ordnet. I hjemstavnsregisteret HLR holdes overveiende statiske data og data som endrer seg langsomt. Dataene til abonnentene (f.eks. tjenesteberettigelser) er fast lagret der. Til hvilket hjemstavnsregister HLR en abonnent hører, er entydig avlesbart ut fra hans nummer.

Dataene i gjesteregisteret VLR er overveiende dynamiske og endrer seg på grunn av abonnentbevegelsen. Dersom en ny abonnent dukker opp i området for gjesteregisteret VLR, kopieres de nødvendige data fra vedkommende hjemstavnsregister HLR. Dataene slettes på nytt så snart abonnenten forlater VLR-området.

Autentiseringsregisteret AC ("Authentication Centre") er sideordnet hjemstavnsregisteret HLR og forvalter alle sikkerhetsrelevante data og chiffrerings- eller kodings-algoritmer. Det er derfor særlig beskyttet.

Databanken for apparatnummeret EIR ("Equipment Identity Register") forvalter numrene på de stjålne apparater. Derved kan benyttelsen av stjålne apparater hindres. Samtidig kan abonnent-nummeret til en illegal benytter fastslås.

Drifts- og vedlikeholdssenteret OMC ("Operation and Maintenance Centre") administrerer vanligvis alle enheter i et GSM-nett, bortsett fra mobilstasjonene MS. Da disse enheter leveres fra forskjellige produsenter, vil det ved begynnelsen av driften av et slikt nett finnes flere driftssentra. Man skjelner mellom driftssentra for BSS (OMC-BSS) og driftssentra for SSS (OMC-SSS eller kort: OMC).

Den på figurene ikke viste overgangsanordning (Uber-leiteinrichtung) GMSC har som oppgave å forbinde mobilradionettet PLMN med telefonnettet ISDN. For denne oppgave er ingen spesiell anordning nødvendig i mobilradionettet, idet den besørges av et mobilradioformidlingssted MSC. I dette tilfelle blir mobilradioformidlingsstedet da benevnt som GMSC.

Signaliseringsnettet ifølge (det i og for seg kjente) signaliseringssystem nr. 7 er betegnet med SS7 og forbinder de enkelte byggegrupper med hverandre i SSS.

De logiske kanaler for de enkelte radiogrensesnitt kan inndeles i to hovedgrupper, nemlig i nyttekanaler og i signali-ser ingskanaler. Nyttekanalene betegnes med TCH ("Traffic Channel"). Det finnes "fullrate"-kanaler TCH/F og "halvrate"-kanaler TCH/H. Begge kan overføre tale, nyttedata og signali-sering.

Signaliseringskanalene inndeles i tre grupper etter kringkastingskanaler BCH ("Broadcast Channel"), etter felles benyttede kontrollkanaler CCCH ("Common Control Channel") og etter individuelt benyttede kontrollkanaler DCCH ("Dedicated Control Channel").

Som kringkastingskanaler BCH er kanalene BCCH ("Broadcast Control Channel"), FCCH ("Frequency Correction Channel") og SCH ("Synchronisation Channel") anordnet. Som felles benyttede kontrollkanaler CCCH er kanalene PCH ("Paging Channel") og AGCH ("Access Grant Channel") - begge nedlink-kanaler - så vel som en opplink-kanal RACH ("Random Access Channel"), anordnet. Som individuelt benyttede kontrollkanaler DCCH er kanalene SACCH ("Slow Associated Control Channel"), SDCCH ("Stand Alone Dedicated Control Channel") og FACCH ("Fast Associated Control Channel") anordnet.

De logiske kanaler for radiogrensesnittene har følgende funksjoner: Via kringkastingskanalen BCCH utstråles generelle PLMN-data som gjør det mulig for mobilstasjonen MS å orientere seg i nettet. Frekvenskorreksjonskanalen FCCH og synkroniseringskanalen SCH understøtter mobilstasjonen MS ved frekvens- hhv. rammesynkroniseringen.

De felles benyttede kontrollkanaler CCCH er simpleks-kanaler. Til disse hører kanalene PCH, AGCH og RACH. Via anropskanalen PCH utsender basisstasjonen BTS anrop til mobilstasjonene MS, og via den felles benyttede kontrollkanal AGCH tildeler basisstasjonen BTS dediserte kanaler til mobilstasjonene MS. Via den felles benyttede kontrollkanal RACHgriper mobilstasjonene MS til nettet når de gjerne vil sette opp en forbindelse.

Mobilstasjonen MS (den anropende hhv. anropte) belegger en individuelt til denne tildelt kanal DCCH med lav datahastighet under samtaleoppsettingen. Denne er tilstrekkelig for signali-seringsfunksjoner. Først når en nyttekanal for tale eller data er nødvendig, belegger mobilstasjonen MS en nyttekanal TCH. Til begge kanaler er det tilordnet enda en ytterligere signali-seringskanal SACCH med lav bithastighet.

Alle disse nærmere beskrevne byggegrupper og kanaler er i og for seg kjente elementer i et mobilradionett ifølge ETSI-GSM-standarden (kfr. hertil den allerede nevnte artikkelserie av H. Ochsner om GSM-nettet), hvilke også kommer til anvendelse i mobilradionettene ifølge fig. 1-3.

Som nye byggegrupper i mobilradionettene ifølge fig. 1-3 tilkommer bare de ytterligere byggegrupper DFS og LPC, hvorved DFS ("Direction Finding System") står for peilerne (av hvilke det som eksempel er vist bare én på figurene), og LPC ("Location Processing Centre") står for lokaliseringssentralen i hvilken oppholdsstedet for den mobilstasjon MS som skal lokaliseres, bestemmes ut fra de avgitte informasjoner fra hjemstavns- hhv. gjesteregisteret HLR, VLR, henholdsvis ut fra de avgitte resultater av peilingen hhv. løpetidsmålingen.

Stedsbestemmelsen i GSM-mobilradionettene på fig. 1-3 kan betegnes som deltaker- eller abonnentpassiv metode uten mobilstasjonsunderstøttelse. Stedsbestemmelsen er et engangs-forløp som blant annet består av flere i tid på hverandre følgende enkeltmålinger ut fra hvilke oppholdsstedet til den søkte mobilstasjon MS beregnes.

Stedsforfølgelsen gjør det derimot mulig å angi bevegelsen av en mobilstasjon MS med forskjellige nøyak-tighetstrinn. Dette skjer ved hjelp av gjentatt anvendelse av metoden for stedsbestemmelse og vurdering av resultatene. Nøyaktigheten av stedsforf ølgelsen fastslås i vidtgående grad ved hjelp av nøyaktigheten av stedsbestemmelsen. Det er imidlertid tenkelig at nøyaktigheten kan forbedres ved etterbehandling med ytterligere informasjoner (f.eks. angående forløpet av gater eller veier).

Det momentane oppholdssted for en mobilstasjon MS kan derved bestemmes med forskjellige nøyaktighetstrinn. Man kan f.eks. tenke seg seks tjenesteklasser for stedsbestemmelse som er forskjellige fra hverandre ved graden av sin nøyaktighet:

PLMN Area Finding

VLR Area Finding

LA Finding

Cell Area Finding

Single Direction Finding

Multiple Direction Finding

Begrepene PLMN ("Public Land Mobile Network"), VLR ("Visitor Location Area") og LA ("Location Area") er tatt fra ETSI-GSM-anbefålingene.

1. PLMN Area Finding:

Det overvåkes i hvilket mobilradionett abonnenten hhv. mobilstasjonen MS oppholder seg. Et slik nett har i det minste størrelsen av et land. Overvåkingen skjer ved utspørring av data som er lagret i hjemstavnsregisteret

HLR.

2. VLR Area Finding:

Det overvåkes i hvilket gjesteregister VLR abonnenten hhv. mobilstasjonen MS er registrert. Et "VLR Area" er det område som kontrolleres ved hjelp av et slikt gjesteregister VLR. Det er oftest flere tusen kvad-ratkilometer stort. Overvåkingen skjer ved utspørring av data som er lagret i hjemstavnsregisteret HLR.

3. Location Area Finding:

Det overvåkes i hvilket delområde av et VLR-område abonnenten hhv. mobilstasjonen MS oppholder seg. Et "Location Area" LA inneholder flere celler (typisk 3 til 20) og har en flate på typisk 100 km<2>til 10 000 km<2>. Overvåkingen skjer ved utspørring av data som er lagret i gjesteregisteret VLR.

4. Cell Area Finding:

Ved dette nøyaktighetstrinn bestemmes oppholdsstedet for en mobilstasjon MS med nøyaktigheten til et "Cell Area" CA, dvs. en radiocelle. Cellearealet (Cell Area) har en flate på typisk 2,5 km<2>i et tettstedsområde og opptil 1000 km<2>i et landlig område. I ekstreme tilfeller kan cellearealet dekke en flate på opptil 3000 km<2>. Overvåkingen skjer ved hjelp av mobilstasjonens MS anrop ("paging"). Mobilstasjonen MS melder seg da i den søkte celle.

5. Single Direction Finding:

Ved dette nøyaktighetstrinn bestemmes oppholdsstedet til en mobilstasjon MS med høy nøyaktighet. Derved skjer stedsbestemmelsen ved hjelp av minst én løpetids-måling (avstand) ut fra en basisstasjon BTS, og ved hjelp av engangspeiling eller gjentatt peiling ut fra en peilestasjon DFS (peilingsvinkel, hvorved blant annet bestemme av asimutvinkelen er tilstrekkelig). Ut fra disse to angivelser kan deretter oppholdsstedet bestemmes. En forutsetning for enkeltpeilingen (Single Direction Finding) er cellearealbestemmelsen (Cell Area Finding), for den aktuelle celle i hvilken den søkte mobilstasjon MS oppholder seg, må nemlig være kjent for å kunne utføre stedsbestemmelsen.

6. Multiple Direction Finding:

Ved dette nøyaktighetstrinn bestemmes oppholdsstedet for en mobilstasjon MS med enda høyere nøyaktighet. Derved skjer stedsbestemmelsen ved hjelp av engangspeiling eller gjentatt peiling ut fra minst to peile-stasjoner (peilings- hhv. asimutvinkel). Løpetidsmålin-gen (avstand) ut fra en basisstasjon BTS kan tilkalles eller tas med for økning av nøyaktigheten, f.eks. når de to peilingsretninger skjærer hverandre under en spiss eller en flat vinkel. For multippelpeilingen (Multiple Direction Finding) må den aktuelle celle i hvilken abonnenten oppholder seg, være kjent. Det må dessuten kunne vurderes hvilken av de tilgrensende peilere DFS som er egnet for en peiling. Dertil velges den peiler DFS som er tilordnet til de celler som av mobilstasjonen MS meldes til nettet som de naboceller som er best egnet for peilingen.

Mobilstasjonen MS står under posisjonsbestemmelsen i radioforbindelse (radioforbindelse 1) med GSM-nettet (BSS og SSS). Denne radioforbindelse oppsettes som regel med henblikk på stedsbestemmelsen, dersom den ikke allerede består. Peileren DFS mottar mobilstasjonens MS radiosignal (radioforbindelse 2) og peiler den retning fra hvilken dette signal kommer.

I en første utførelse (fig. 2 hhv. fig. 3) skjer tilknyttingen (de Anbindung) av peileren DFS til GSM-nettet (BSS, SSS) likeledes via radio (radioforbindelse 3). Meldingene overføres f.eks. via GSM-tjenesten "kort meldingstjeneste"

( "short message service" ) til gjesteregisteret VLR. Tilknyttingen via radio har den fordel at ingen ledninger til peileren DFS er nødvendige, og at ingen maskinvare for et nytt grensesnitt er nødvendig i GSM-nettet. Radiotilknyttingen av peileren DFS har videre den fordel at peileren DFS kan være både på samme sted som basisstasjonen BTS, eller også på avstand eller forskjøvet fra denne. Via radioforbindelse 3 avhører peileren DFS også basisstas jonens BTS kringkastingskanaler BCH og får således den for

peilingen nødvendige synkronisering (nærmere detaljer om dette skal beskrives i den nedenfor følgende beskrivelse av fig. 4).

I en annen utførelse kan tilknyttingen av peileren DFS til GSM-nettet (BSS, SSS) selvsagt også skje via en (tråd-)ledning til basisstasjonen BTS (fig. 1) eller basisstas jonsstyringen BSC. Basisstasjonen BTS forsyner for øvrig også lokaliseringssentralen LPC med den nødvendige synkronisering. Kommunikasjonen av peiledataene skjer likeledes via denne forbindelse.

LokaliseringssentralenLPC forvalter kundenes lokaliseringsoppdrag. Den gir impulser for stedsbestemmelsene i nettet og vurderer de inngående resultater. Lokaliseringssentraler LPC eksisterer bare i lite antall i et GSM-nett. Tilknyttingen av lokaliseringssentralen(e) LPC til GSM-nettet skjer i en første utførelse via SS7-nettet (fig. 1 hhv. fig. 2). Dette er en forutsetning for å kunne nå alle hjemstavns- og gjesteregistre VLR og HLR. Da grensesnittet til SS7-nettet er meget kostnads-krevende og dyrt, blir det i en annen utførelse (fig. 3) anbefalt å integrere (den aktuelle) lokaliseringssentralen LPC i en annen allerede bestående GSM-enhet, eller å tilkople den til denne. Tilgangen til SS7-nettet skjer da via denne enhet. For dette formål er f.eks. drifts- og vedlikeholdssentralen OMC (fig. 3) egnet.

Når tilknyttingen av peileren DFS skjer via radio (fig. 2 og 3), er radiostasjonen til en mobilstasjon MS-DFS, slik som vist på fig. 4, til stede i peileren DFS. Mobilstasjonen MS-DFS har to oppgaver. For det første er den ansvarlig for peilerens DFS synkronisering, og for det andre fremstiller den forbindelsen for signaliseringen mellom peileren DFS og gjesteregisteret VLR.

For synkroniseringen avhører mobilstasjonen MS-DFS basisstasjonens BTS synkroniseringskanaler via radioforbindelsen C på fig. 4 og meddeler peileren DFS denne informasjon. Denne er blant annet basisstasjonens BTS nøyaktige frekvens, bit- og rammesynkroniseringen, systemtiden, de av basisstasjonen BTS benyttede radiofrekvenser og frekvenssprangmetodens modus. Avhøringen eller utspørringen av denne informasjon er passiv, dvs. mobilstasjonen MS-DFS må bare motta.

For den andre oppgave, å fremstille forbindelsen for signaliseringen med det på fig. 4 ikke viste gjesteregister VLR, trenger mobilstasjonen MS-DFS både mottakings- og sendedelen. Via radioforbindelsen C på fig. 4 fremstilles en forbindelse for signaliseringen til gjesteregisteret VLR, via hvilken mobilstasjonen MS-DFS mottar kommandoene for peiling og avleverer resultatene. Dersom en peilekonunando mottas av mobilstasjonen MS-DFS, meddeles peileren DFS dataene for kanalen til den mobilstasjon MS som skal peiles, det vil si dataene for radioforbindelsen A på fig. 4. Peileren DFS avhører denne kanal på passiv måte (radioforbindelse B på fig. 4) og meddeler resultatene til mobilstasjonen MS-DFS. Denne sender resultatene via radioforbindelsen C til basisstasjonen BTS som videresender resultatene til gjesteregisteret VLR.

I detalj skjer da følgende:

1. For synkronisering har hver basisstasjon BTS på én frekvens i tidsspalten eller tidsluken 0 en felles kontrollkanal (Common Control Channel) CCCh. Denne er sammensatt av flere "underkanaler": CCCh = BCCh + AGCh + PCh + FCh + SCh + RACh.

Mobilstasjonene MS og MS-DFS avhører kanalene BCCh + FCh + SCh. De mottar derved alle informasjoner for synkroniseringen.

2. Oppsettingen av radioforbindelsen A mellom mobilstasjonen MS og basisstasjonen BTS med henblikk på lokaliseringen av mobilstasjonen MS skjer på følgende måte (peileren DFS er ikke delaktig i forbindelsesoppsettingen mellom nett (BTS) og mobilstasjon MS):

Dermed er en DCCH-forbindelse (radioforbindelse A) fremstilt mellom mobilstasjonen MS og basisstasjonen. Ved dette tidspunkt er peileren DFS ennå ikke tilkoplet.

For avvikling av peilingsoppdrag ble det på samme måte oppsatt en tilsvarende DCCH-forbindelse (radioforbindelse C) mellom basisstasjonen BTS og peilerens DFS mobilstasjon MS-DFS. Denne forbindelse kan oppsettes alt etter behov, eller holdes som fast forbindelse uavhengig av avviklingen av peileoppdrag. Via denne DCCH-forbindelse mottar peileren DFS peileoppdraget med meldingen "direction command" som inneholder alle nødvendige informasjoner som peileren DFS trenger for å utføre peileoppdraget. For dette formål mottar peileren DFS mobilstasjonens MS radio-signaler (radioforbindelse C). Peileresultatet (peile- hhv. asimutvinkel, peilekvalitet osv. ) overføres deretter fra peileren DFS via basisstasjonens BTS DCCH-forbindelse (radioforbindelse C), og videreledes derfra til gjesteregisteret VLR (ikke vist på fig. 4) henholdsvis til lokaliseringssentralen LPC (heller ikke vist på fig. 4). Etter avslutning av lokaliseringen nedkoples DCCH-forbindelsen (radioforbindelse A) mellom basisstasjonen BTS og mobilstasjonen MS.

Forløpet av kommunikasjonen i nettet ved avviklingen av lokaliseringsoppdrag er fremstilt på figurene 5-10 og arter seg på følgende måte: 1. Lokaliseringsoppdrag til hjemstavnsregisteret HLR til den mobilstasjon MS som skal lokaliseres (fig. 5): Denne type oppholdsstedsbestemmelse anbringes når den mobilstasjon MS som skal lokaliseres, er meget beve gelig, og/eller når en stedsbestemmelse gjennomføres bare meget sjelden.

For å lokalisere den søkte mobilstasjon MS, utføres følgende, på fig. 5 viste fremgangsmåtetrinn: 1. Lokaliseringssentralen LPC fastslår nødvendigheten av en stedsbestemmelse for en bestemt mobilstasjon MS og gir med meldingen "location request" opp-draget om stedsbestemmelse til hjemstavnsregisteret HLR for den søkte mobilstasjon MS. 2. Hjemstavnsregisteret HLR kjenner det aktuelle gjesteregister VLR i hvilket den søkte mobilstasjon MS for øyeblikket er registrert, og gir lokaliseringsoppdraget videre med meldingen "location request" til dette gjesteregister VLR. 3. Gjesteregisteret VLR organiserer (den nedenfor under punkt 4 nærmere beskrevne) avviklingen av lokaliseringsoppdraget ("VLR location finding procedure"). 4. Gjesteregisteret VLR gir resultatet av lokalise-ringsbestemmelsen til hjemstavnsregisteret HLR og avslutter på sin side lokaliseringsprosessen ("location response"). 5. Hjemstavnsregisteret HLR gir resultatet av lokali-seringsbestemmelsen videre til lokaliseringssentralen LPC og avslutter på sin side lokaliseringsprosessen ("location response"). 6. Lokaliseringssentralen LPC vurderer de mottatte data og bestemmer ut fra disse det øyeblikkelige oppholdssted for den søkte mobilstasjon MS. 2. Lokaliseringsoppdrag til et først ukjent gjesteregister VLR (fig. 6): Denne type stedsbestemmelse anbringes når den søkte mobilstasjon MS beveger seg bare lite, og/eller en stedsbestemmelse utføres ofte.

For å lokalisere den søkte mobilstasjon MS, utføres følgende, på fig. 6 viste fremgangsmåtetrinn: 1. Lokaliseringssentralen LPC fastslår nødvendigheten av en stedsbestemmelse for en bestemt mobilstasjon MS. Da det aktuelle gjesteregister VLR i hvilket mobilstasjonen MS for øyeblikket er registrert, ikke er kjent for lokaliseringssentralen LPC, bestemmer lokaliseringssentralen LPC dette ved hjelp av en avhøringsprosedyre. For dette formål sender lokaliseringssentralen LPC meldingen "interrogation" til hjemstavnsregisteret HLR for den søkte mobilstasjon MS. 2. Hjemstavnsregisteret HLR for den søkte mobilstasjon MS besvarer lokaliseringssentralens LPC forespørsel med den momentane VLR-adresse til den søkte mobilstasjon MS. 3. Lokaliseringssentralen LPC gir lokaliseringsoppdraget med meldingen "location request" direkte til det fastslåtte gjesteregister VLR. 4. Gjesteregisteret VLR organiserer (den nedenfor under punkt 4 beskrevne) avviklingen av lokaliseringsoppdraget ("VLR location finding procedure"). 5. Gjesteregisteret VLR gir resultatet av stedsbestemmelsen direkte til lokaliseringssentralen LPC og avslutter lokaliseringsprosessen ( "location response"). 6. Lokaliseringssentralen LPC vurderer de mottatte data og bestemmer ut fra disse det momentane oppholdssted for den søkte mobilstasjon MS. 3. Lokaliseringsoppdrag til et allerede ukjent gjesteregister VLR (fig. 7): Denne type stedsbestemmelse er eksempelvis anbrakt når det f.eks. etter en inntruffet (første) stedsbestemmelse utføres en stedsforfølgelse, da det aktuelle gjesteregister VLR for lokaliseringssentralen LPC er allerede er kjent på grunn av de foregående stedsbestemmelser.

For å lokalisere den søkte mobilstasjon MS, utføres følgende, på fig. 7 viste fremgangsmåtetrinn: 1. Lokaliseringssentralen LPC fastslår nødvendigheten av en stedsbestemmelse for en bestemt mobilstasjon MS og gir med meldingen "location request" opp-draget om stedsbestemmelse direkte til det for denne allerede kjente, aktuelle gjesteregister VLR i hvilket den søkte mobilstasjon MS for øyeblikket er registrert. 2. Gjesteregisteret VLR organiserer (den nedenfor under punkt 4 nærmere beskrevne) avviklingen av lokaliseringsoppdraget ("VLR location finding procedure"). 3. Gjesteregisteret VLR gir resultatet av stedsbestemmelsen direkte til lokaliseringssentralen LPC og avslutter lokaliseringsprosessen ("location response"). 4. Lokaliseringssentralen LPC vurderer de mottatte data og bestemmer det momentane oppholdssted for den søkte mobilstasjon MS. 4. Organisasjon av avviklingen av et lokaliseringsoppdrag ved hjelp av gjesteregisteret VLR: Slik det er beskrevet under de foregående punkter 1 til

3, mottar det aktuelle gjesteregister VLR i hvilket den søkte mobilstasjon MS for øyeblikket er registrert, det tilsvarende lokaliseringsoppdrag fra lokaliseringssentralen LPC. Dette skjer enten direkte (med (fig. 6) eller uten (fig. 7) forankoplet avhøring av det tilordnede hjemstavnsregister HLR) eller indirekte via det mellomkoplede hjemstavnsregister HLR (fig. 5). Den av gjesteregisteret VLR organiserte lokaliserings-prosess utløses av lokaliseringssentralen LPC med meldingen "location request" ved det aktuelle gjesteregister VLR når stedsbestemmelsen skal gjennomføres med nøyaktighetstrinnet "Cell Area Finding" eller "Single Location Finding" eller "Multiple Location Finding". Et informasjonselement i meldingen "location request" indikerer derved det av lokaliseringssentralen LPC forlangte nøyaktighetstrinn ved stedsbestemmelsen for det tilkalte gjesteregister VLR.

a) Lokaliseringsnøyaktighetstrinn "Cell Area Finding"

(fig. 8):

Dersom nøyaktighetstrinnet for stedsbestemmelsen er angitt med "Cell Area Finding" i meldingen "location request", bestemmes bare den aktuelle celle for den søkte mobilstasjon MS.

For å bestemme den søkte celle i hvilken den søkte mobilstasjon MS for øyeblikket befinner seg, utføres følgende, på fig. 8 viste fremgangsmåtetrinn: 1. Gjesteregisteret VLR anroper den søkte mobilstasjon MS med meldingen "paging" som via mobilradioformidlingsstedet MSC og basisstasjonsstyringen BSC til slutt når frem til de tilsvarende basisstasjoner BTS og derfra utsendes pr. radio inn i de av disse betjente celler. 2. Den anropte mobilstasjon MS melder seg i sin celle i hvilken den nettopp befinner seg, og fremstiller med meldeprosedyren "Radio-Resource(RR)-connection-establishment" en fast forbindelse med mobilradioformidlingsstedet MSC. 3. I løpet av forbindelsesoppsettingen "RR-connection establishment" sendes meldingen "paging response" til gjesteregisteret VLR. 4. Gjesteregisteret VLR får med meldingen "cell identity request" vite den aktuelle celle for den søkte mobilstasjon MS. 5. Vedkommende basisstasjonsstyring BSC meddeler gjesteregisteret VLR den søkte celle med meldingen "cell identity response". 6. Gjesteregisteret VLR nedkopler forbindelsen til mobilstasjonen MS via mobilradioformidlingsstedet MSC, basisstasjonsstyringen BSC og den tilhørende basisstasjon BTS med meldingen "release" og sender resultatet (cellenummer) med meldingen "location response" tilbake til lokaliseringssentralen LPC (som vist f.eks. i fig. 5-7). b) Lokaliseringsnøyaktighetstrinn "Single Location Finding" (fig. 9): Dersom nøyaktighetstrinnet for stedsbestemmelsen er angitt med "Single Location Finding" i meldingen "location request", bestemmes det nøyaktige sted for mobilstasjonen MS ut fra et oppholdssted ved hjelp av kombinasjonen av peiling (peilevinkel) og løpetids-måling (avstand).

For å fastslå eller bestemme det momentane oppholdssted for den søkte mobilstasjon MS, utføres følgende, på fig. 9 viste fremgangsmåtetrinn: 1. Gjesteregisteret VLR anroper den søkte mobilsta sjon MS med meldingen "paging" som (slik som på fig. 8) ankommer via mobilradioformidlingsstedet MSC og basisstasjonsstyringen BSC til de tilsvarende basisstasjoner BTS og derfra utsendes pr. radio inn i de av disse betjente celler. 2. Den anropte mobilstasjon MS melder seg i sin celle i hvilken den nettopp befinner seg og frembringer med meldeprosedyren "Radio-Resource(RR)-connection-establishment" en fast forbindelse med mobil-radiof ormidlingsstedet MSC. 3. Under forbindelsesoppsettingen "RR-connection establishment" sendes meldingen "paging response" til gjesteregisteret VLR. 4. Gjesteregisteret sender meldingen "distance request" til basisstasjonsstyringen BSC. 5. Basisstasjonsstyringen BSC svarer med meldingen "distance response". Denne melding inneholder i det minste følgende data: a) angivelser om den celle i hvilken mobilstasjonen MS for øyeblikket befinner seg ("cell identity") for stedsbestemmelsen og for å velge ut den egnede peiler DFS, b) dataene for den radiokanal som den søkte mobilstasjon MS benytter, og c) verdien av den tidsforskyvning ( "timing-advance" ) med hvilken mobilstasjonen MS på grunn av sin avstand fra basisstasjonen BTS forsinket må avsende sine meldinger for at disse skal kunne mottas korrekt av basisstasjonen BTS i de til denne mobilstasjon MS i hvert tilfelle tilordnede tidsluker. Ut fra "tidsinnstil-lings-fremrykkingen" ("timing-advance") kan deretter mobilstasjonens MS avstand fra basisstasjonen BTS på enkel måte utregnes. 6. Gjesteregisteret VLR velger ut den for peilingen egnede peiler DFS i avhengighet av den fastslåtte celle ( "cell identity" ) og sender oppfordringen om peiling av den søkte mobilstasjon MS ("direction command" hhv. "direction cmd") til den utvalgte peiler DFS. Dataene for radiokanalen til den mobilstasjon MS som skal peiles, er inneholdt i denne melding. 7. Den utvalgte peiler DFS gjennomfører minst én peiling (som kan bestå av et flertall i tid på hverandre følgende enkeltpeilinger) i den meddelte radiokanal som er blitt tilordnet til den søkte mobilstasjon MS .("direction measurement"). 8. Resultatet av peilingen (peile- hhv. asimutvinkel, eventuelt peilekvalitet) oversendes av peileren DFS med meldingen "direction response" til gjesteregisteret VLR. Dermed er peileoppdraget for peileren DFS avsluttet. 9. Gjesteregisteret VLR nedkopler forbindelsen til den søkte mobilstasjon MS via mobilradioformidlingsstedet MSC, basisstasjonsstyringen BSC og den tilsvarende basisstasjon BTS med meldingen "release" og sender resultatet (avstand, peile- hhv. asimutvinkel osv. ) med meldingen "location response" tilbake til lokaliseringssentralen LPC (som vist f.eks. i fig. 5-7) som vurderer resultatet og bestemmer oppholdsstedet for den søkte mobilstasjon MS. c) Lokaliseringsnøyaktighetstrinn "Multiple Direction Finding" (fig. 10): Dersom nøyaktighetstrinnet for stedsbestemmelsen er angitt med "Multiple Direction Finding" i meldingen "location request", bestemmes det nøyaktige sted for mobilstasjonen MS ut fra minst to oppholdssteder eller standplasser ved hjelp av krysspeiling. Dette nøyak-tighetstrinn er i mange tilfeller mer nøyaktig enn det

under b) beskrevne nøyaktighetstrinn "Single Direction Finding".

For å fastslå det momentane oppholdssted for den søkte mobilstasjon MS, utføres følgende, på fig. 10 viste fremgangsmåtetrinn: 1. Gjesteregisteret VLR anroper den søkte mobilstasjon MS med meldingen "paging" som (slik som på fig. 8) ankommer via mobilradioformidlingsstedet MSC og basisstasjonsstyringen BSC til de tilsvarende basisstasjoner BTS og derfra utsendes pr. radio inn i de av disse betjente celler. 2. Den anropte mobilstasjon MS melder seg i sin celle i hvilken den nettopp befinner seg og fremstiller med meldeprosedyren "Radio-Resource(RR)-connection-establishment" en fast forbindelse med mobilradioformidlingsstedet MSC. 3. Under forbindelsesoppsettingen "RR-connection establishment" sendes meldingen "paging response" til gjesteregisteret VLR. 4. Gjesteregisteret sender meldingen "distance request" til basisstasjonsstyringen BSC. 5. Basisstasjonsstyringen BSC svarer med meldingen "distance response". Denne melding inneholder i det minste følgende data: a) angivelser om den celle i hvilken mobilstasjonen MS for øyeblikket befinner seg ("cell identity"), for stedsbestemmelsen og for å utvelge minst to egnede peilere DFS, b) dataene for den radiokanal som mobilstasjonen MS benytter, c) verdien av den tidsforskyvning ("timing-advance") med hvilken mobilstasjonen MS på grunn av sin avstand fra basisstasjonen BTS forsinket må avsende sine meldinger for at disse skal kunne mottas korrekt av basissta sjonen BTS i de til denne mobilstasjon MS i hvert tilfelle tilordnede tidsluker (ut fra "tidsinn-stillings-fremrykkingen" kan da mobilstasjonens MS avstand fra basisstasjonen BTS på enkel måte utregnes), samt d) informasjoner om nabocellene ("neighbour cell information" ) for å kunne utvelge minst to egnede peilere DFS for krysspeilingen. 6. Gjesteregisteret VLR utvelger i avhengighet av den fastslåtte celle ("cell identity") og informa-sjonene om nabocellene ("neighbour cell information") minst to peilere DFS som er egnet for krysspeilingen, og sender oppfordringen om peiling av den søkte mobilstasjon MS ("direction command" hhv. "direction cmd") til de utvalgte peilere DFS. Disse meldinger inneholder dataene om radiokanalen for den mobilstasjon MS som skal peiles, og cellenummeret ("cell identity") til den celle i hvilken den søkte mobilstasjon MS for øyeblikket befinner seg. 7. De utvalgte peilere DFS gjennomfører den minst ene peiling (som kan bestå av et flertall i tid på hverandre følgende enkeltpeilinger) i den meddelte radiokanal som er blitt tilordnet til den søkte mobilstasjon MS ("direction measurement"). 8. Resultatene av peilingene (peile- hhv. asimutvinkel og peilekvalitet) overføres fra peilerne DFS med meldingene "direction response" til gjesteregisteret VLR. Dermed er peileoppdraget avsluttet for de enkelte utvalgte peilere DFS. 9. Gjesteregisteret VLR nedkopler forbindelsen til den søkte mobilstasjon MS via mobilradioformidlingsstedet MSC, basisstasjonsstyringen BSC og den tilsvarende basisstasjon BTS med meldingen "release" og sender resultatene (peile- hhv. asimutvinkel, peilekvalitet osv.) med meldingen "loca-

tion response" til lokaliseringssentralen LPC (som vist f.eks. i fig. 5-7) som vurderer resultatene og fastslår oppholdsstedet for den søkte mobilstasjon MS.

Vesentlige fordeler ved fremgangsmåten er følgende: En grov stedsbestemmelse er mulig ved vurdering av den oppholdsstedsinformasjon som er lagret i registrene HLR og VLR. Den dermed oppnåelige oppløsning av stedet for mobilstasjonen MS er riktig nok i.d. meget grov. For mange formål med observasjonen kan det imidlertid være tilstrekkelig å kjenne området tilnærmet. Når abonnenten trer inn i eller forlater et bestemt område, kan det straks omkoples til den nøyaktige stedsbestemmelse. En bevegelig abonnent kan derved finnes til enhver tid. En stadig forfølgelse er mulig dersom dette er nødvendig.

Ved hjelp av graderingen i forskjellige nøyaktighets-klasser kan nettbelastningen minimeres ved hjelp av lokaliseringsoppdrag .

Ved at man i tillegg benytter radiopeilere, forbedres nøyaktigheten i forhold til de kjente metoder i betydelig grad, for peilingen skjer på mellomfrekvensplanet ved hjelp av fasesammenlikning. Resultatet er ikke avhengig av produsenten av mobilstasjonen MS. Også misvisningen på grunn av flerveisutbredelse er i gjennomsnitt mindre enn feilen ved løpetids-målingen.

Oppholdsstedsbestemmelsen ut fra én basisstas jon BTS er mulig uten hjelp av nabostasjoner. Derved kan oppholdsstedsbestemmelsen også gjennomføres i områder i hvilke radiocellene ikke overlapper hverandre.

I tillegg til oppholdsstedsbestemmelse ut fra én basisstas jon BTS, kan nøyaktigheten forbedres ytterligere ved hjelp av krysspeiling.

Ved hjelp av peilemottakerens større forstyrrelses-stabilitet sammenliknet med mobilradiosystemet, er krysspeilinger også mulig i områder i hvilke de kjente metoder svikter.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de beskrevne ut-førelseseksempler, men kan i stedet også overføres på andre eksempler. Således kan flere av de oppgaver som i utførelses-eksemplene ifølge fig. 5-10 (som eksempel) er blitt tildelt til gjesteregisteret VLR, også overtas av andre passende innretninger i nettet, så sorn f.eks. mobilradioformidlingsstedet MSC eller lokaliseringssentralen LPC.

Videre er det tenkelig at det for det tilfelle at avviklingen av lokaliseringsoppdraget via den utvalgte basisstas jon ikke leverer noe lokaliseringsresultat eller ikke noe entydig lokaliseringsresultat, deretter via minst én ytterligere basisstasjon avvikles minst én ytterligere løpetidsmåling og/eller minst én ytterligere peiling. Når altså ingen eller ingen entydig lokalisering av den søkte mobilstasjon er mulig via den i og for seg "rette vedkommende" basisstasjon, f.eks. som følge av avskygnings- hhv. flerveisutbredelseseffekter, kan det ved denne videreutvikling av oppfinnelsen som regel likevel skje en oppholdsstedsbestemmelse, idet lokaliseringsoppdraget eksempelvis avvikles via én eller flere tilgrensende basisstasjoner.

Endelig kan nøyaktigheten hhv. entydigheten av oppholdsstedsbestemmelsen økes ved hjelp av anvendelse av stedsdiversitet og/eller ved hjelp av måling ved forskjellige frekvenser (f.eks. i form av frekvenssprang). Disse to for-anstaltninger er fremfor alt fordelaktige når det skal lokaliseres en mobilstasjon som ikke beveger seg (f.eks. som følge av et ulykkestilfelle eller en maskinskade eller en trafikkstillstand) eller når mottaksforholdene på en mottaksfrekvens hhv. et mottakssted (mottaksantenne) er dårlige.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte for lokalisering av mobilstasjoner (MS) i et cellulært oppbygd mobilradionett med flere romlig fordelte og til én eller flere celler tilordnede, faste basisstasjoner (BTS) og minst én mobilstasjon (MS), hvilket nett oppviser minst én lagringsanordning (HLR, VLR) som inneholder informasjoner om identiteten til den minst ene mobilstasjon (MS), og om den celle eller de cellegrupper i hvilken hhv. hvilke den minst ene mobilstasjon (MS) sist ble meldt, KARAKTERISERT VED at lagringsanordningens (HLR, VLR) informasjoner benyttes for grovlokalisering av den mobilstasjon (MS) som skal lokaliseres, og at det for mer nøyaktig lokalisering utføres minst én peiling.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at stedsbestemmelsen for den mobilstasjon (MS) som skal lokaliseres, utføres med forskjellige nøyaktighetstrinn, og at nøyaktighets-trinnene er slik valgt at den flate innenfor hvilken oppholdsstedet til mobilstasjonen (MS) som skal lokaliseres, ligger, er nettdriverens område eller et delområde av dette, eller en gruppe nærliggende celler eller en enkelt celle eller et delområde av en slik celle.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at for stedsbestemmelse innenfor en celle bestemmes avstanden til den mobilstasjon (MS) som skal lokaliseres, fra minst én basisstasjon (BTS) ved hjelp av minst én løpetidsmåling, og asimutvinkelen bestemmes ved hjelp av den minst ene peiling.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, hvor fremgangsmåten anvendes i et cellulært oppbygd og fortrinnsvis ifølge ETSI-GSM-standarden utformet mobilradionett som oppviser minst én lokaliseringssentral (LPC), minst ett hjemstavnsregister (HLR), minst ett gjesteregister (VLR), minst én basisstasjonsstyring (BSC) og minst én peiler (DFS), KARAKTERISERT VED at lokaliseringssentralen (LPC) fastslår nødvendigheten av en stedsbestemmelse for en bestemt mobilstasjon (MS) og deretter bestemmer det gjesteregister (VLR) i hvilket mobilstasjonen (MS) som skal lokaliseres, for øyeblikket er registrert, og gir en passende nettinn- retning, fortrinnsvis dette gjesteregister (VLR) direkte eller via den søkte mobilstasjons (MS) hjemstavnsregister (HLR) i oppdrag å lokalisere den søkte mobilstasjon (MS) (location request), at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), anroper den søkte mobilstasjon (MS) via nettets basisstasjoner (BTS) (paging), at den anropte mobilstasjon (MS) med en forutbestemt meldeprosedyre (RR-connection-procedure) melder seg i den celle i hvilken den forø yeblikket befinner seg, at mobilstasjonen (MS) deretter besvarer (paging response) nettinnretningens, fortrinnsvis gjesteregisterets (VLR) søkeanrop (paging), og dette svar (paging response) går frem til nettinnretningen, fortrinnsvis frem til gjesteregisteret (VLR), at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), deretter sender et oppdrag om avstandsmåling (distance request) til basisstasjonsstyringen (BSC), at nettinnretningen, fortrinnsvis basisstasjons styringen (BSC), i sitt svar (distance request) meddeler nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), følgende data: a) angivelse om den celle i hvilken den søkte mobilstasjon (MS) for øyeblikket befinner seg (cell identity), for stedsbestemmelsen og for å utvelge en passende peiler (DFS) for peilingen, b) data for den radiokanal til hvilken den søkte mobilstasjon (MS) er blitt henvist, c) verdien av den tidsforskyvning (timing-advance) med hvilken mobilstasjonen (MS) på grunn av sin avstand fra basisstasjonen (BTS) forsinket må avsende sine meldinger, for at disse skal kunne mottas av basisstasjonen (BTS) i de til denne mobilstasjon (MS) i hvert tilfelle tilordnede tidsluker, at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), i avhengighet av den fastslåtte celle (cell identity) utvelger den for peilingen passende peiler (DFS) og til denne peiler (DFS) deretter sender en oppfordring om peiling (direction cmd) av den søkte mobilstasjon (MS), i hvilken oppfordring dataene for den til mobilstasjonen (MS) tildelte radiokanal er inneholdt, at den utvalgte peiler (DFS) deretter utfører den eventuelt av flere i tid på hverandre følgende enkeltpeilinger bestående, minst ene peiling av mobilstasjonen (MS) i den til mobilstasjonen (MS) tildelte radiokanal ("direction measurement"), at peileren (DFS) deretter overfører resultatet av peilingen, så som peile- hhv. asimutvinkel, peilekvalitet osv., til nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR) (direction response), og deretter avslutter peileforløpet, og at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), nedkopler forbindelsen til den søkte mobilstasjon (MS) og overfører resultatene av lokaliseringen, så som cellenummer, avstand fra basisstasjonen (BTS), peile-hhv. asimutvinkel, peilekvalitet osv., til lokaliseringssentralen (LPC) (location response) i hvilken det momentane sted for den søkte mobilstasjon (MS) bestemmes ut fra disse resultater.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, KARAKTERISERT VED at i det tilfelle at avviklingen av lokaliseringsoppdraget via den utvalgte basisstasjon (BTS) ikke frembringer noe lokaliseringsresultat eller noe entydig lokaliseringsresultat, avvikles det deretter via minst én ytterligere basisstasjon (BTS) minst én ytterligere løpetidsmåling og/eller minst én ytterligere peiling.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, KARAKTERISERT VED at det for stedsbestemmelse innenfor en celle utføres minst én krysspeiling.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, hvor fremgangsmåten anvendes i et cellulært oppbygd og fortrinnsvis ifølge ETSI-GSM-standarden utformet mobilradionett som oppviser minst én lokaliseringssentral (LPC), minst ett hjemstavnsregister (HLR), minst ett gjesteregister (VLR), minst én basisstasjonsstyring (BSC) og minst to peilere (DFS), KARAKTERISERT VED at lokaliseringssentralen (LPC) fastslår nødvendigheten av en stedsbestemmelse for en bestemt mobilstasjon (MS) og deretter bestemmer det gjesteregister (VLR) i hvilket mobilstasjonen (MS) som skal lokaliseres, for øyeblikket befinner seg, og gir en passende nettinnret-ning, fortrinnsvis dette gjesteregister (VLR), direkte eller via den søkte mobilstasjons (MS) hjemstavnsregister (HLR), i oppdrag å utføre lokaliseringen av den søkte mobilstasjon (MS) (location request), at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), anroper den søkte mobilstasjon (MS) via nettets basisstasjoner (BTS) (paging), at den anropte mobilstasjon (MS) med en forutbestemt meldeprosedyre (RR-connection-procedure) melder seg i den celle i hvilken den forø yeblikket befinner seg, at mobilstasjonen (MS) deretter besvarer (paging response) nettinnretningens, fortrinnsvis gjesteregisterets (VLR) søkeanrop (paging), og dette svar (paging response) går til nettinnretningen, fortrinnsvis til gjesteregisteret (VLR), at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), deretter sender et oppdrag om avstandsmåling (distance request) til basisstasjonsstyringen (BSC), at basisstasjonsstyringen (BSC) i sitt svar (distance request) meddeler nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), følgende data: a) angivelse om den celle i hvilken den søkte mobilstasjon (MS) for øyeblikket befinner seg (cell identity), for stedsbestemmelsen og for å utvelge minst to passende peilere (DFS) for peilingen, b) data for den radiokanal til hvilken mobilstasjonen (MS) er blitt tildelt, c) verdien av den tidsforskyvning (timing advance) med hvilken mobilstasjonen (MS) på grunn av sin avstand fra basisstasjonen (BTS) forsinket må avsende sine meldinger for at disse skal kunne mottas av basisstasjonen (BTS) i de til denne mobilstasjon (MS) i hvert tilfelle tilordnede tidsluker, samt d) informasjon om nabocellene (neighbour cell information) for å kunne utvelge minst to passende peilere (DFS) for krysspeilingen, at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), i avhengighet av den fastslåtte celle (cell identity) og informasjonen om nabocellene (neighbour cell information) utvelger minst to for krysspeilingen passende peilere (DFS) og til disse peilere (DFS) deretter sender en oppfordring om peiling (direction command) av den søkte mobilstasjon (MS), i hvilken oppfordring dataene for den til mobilstasjonen (MS) tildelte radiokanal er inneholdt, at de utvalgte peilere (DFS) deretter parallelt utfører den eventuelt av flere i tid på hverandre følgende enkeltpeilinger bestående, minst ene peiling av mobilstasjonen (MS) i den til mobilstasjonen (MS) tildelte radiokanal (direction measurement), at de utvalgte peilere (DFS) deretter overfører resultatet av sin peiling, så som peile- hhv. asimutvinkel, peilekvalitet osv., til nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR) (direction response), og deretter avslutter peileforløpet, og at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), nedkopler forbindelsen til den søkte mobilstasjon (MS) og overfører resultatene av lokaliseringen, så som cellenummer, peilevinkel, peilekvalitet osv., til lokaliseringssentralen (LPC) (location response) i hvilken det momentane sted for den søkte mobilstasjon (MS) bestemmes ut fra disse resultater.

8. Fremgangsmåte ifølge krav ett av kravene 3-7, KARAKTERISERT VED at resultatene av den minst ene løpetidsmåling og den minst ene krysspeiling kombineres med hverandre for stedsbestemmelse innenfor en celle.

9. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 3-8, KARAKTERISERT VED at det under peileforløpet utføres flere peilinger etter hverandre av peileren eller peilerne (DFS).

10. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 3-9, KARAKTERISERT VED at nettinnretningen, fortrinnsvis gjesteregisteret (VLR), for bestemmelse av nummeret på den celle (cell identity) i hvilken den søkte mobilstasjon (MS) forø yeblikket befinner seg, etter mottakelse av mobilstasjonens (MS) svar (paging response) på nettinnretningens, fortrinnsvis gjesteregisterets (VLR), søkeanrop (paging) retter en tilsvarende forespørsel (cell identity request) til den på tale kommende basisstasjonsstyring (BSC), og denne bestemmer cellenummeret (cell identity) og i sitt svar (cell identity response) meddeler dette til gjesteregisteret (VLR).

11. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene 3-10, KARAKTERISERT VED at lokaliseringssentralen (LPC) gir lokaliseringsoppdrag enten direkte til nettinnretningen, fortrinnsvis vedkommende gjesteregister (VLR), dersom dette allerede er kjent for lokaliseringssentralen (LPC), eller indirekte via den søkte mobilstasjons (MS) hjemstavnsregister (HLR).

12. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at for stedsforfølgelse av mobilstasjonen (MS) utføres flere i tid etter hverandre følgende stedsbestemmelser.

13. Fremgangsmåte ifølge ett av de foregående krav, KARAKTERISERT VED at det for økning av nøyaktigheten og/eller entydigheten av lokaliseringsresultatet anvendes stedsdiversitet, og/eller målinger på forskjellige frekvenser (f.eks. i form av frekvenssprang) utføres.

14. Cellulært oppbygd mobilradionett for utførelse av fremgangsmåten ifølge ett av de foregående krav, omfattende flere romlig fordelte og til én eller flere celler tilordnede, faste basisstasjoner (BTS) og minst én mobilstasjon (MS), og minst én lagringsanordning (HLR, VLR) som inneholder informasjoner om identiteten til den minst ene mobilstasjon (MS), og om den celle eller de cellegrupper i hvilken hhv. hvilke den minst ene mobilstasjon (MS) sist ble meldt, KARAKTERISERT VED at de enkelte basisstasjoner (BTS) eller i det minste en del av disse basisstasjoner (BTS) eller grupper av basisstasjoner står i forbindelse med minst én til disse tilordnet peiler (DFS), og at mobilradionettet oppviser minst én lokaliseringssentral (LPC) som står i forbindelse med peileren hhv. peilerne (DFS).

15. Mobilradionett ifølge krav 14, KARAKTERISERT VED at de enkelte basisstasjoner (BTS) eller basisstasjonsgrupper er forbundet med de til disse tilordnede peilere (DFS) via en respektiv radio- eller kabelforbindelse.

16. Mobilradionett ifølge krav 15, KARAKTERISERT VED at de enkelte peilere (DFS) er utstyrt med de nødvendige apparater (MS-DFS) i en mobilstasjon for en radioforbindelse med den til disse tilordnede basisstasjon (BTS), og at radioforbindelsene med de til disse tilordnede basisstasjoner (BTS) i hvert tilfelle er tilveiebrakt via disse apparater (MS-DFS).

17. Mobilradionett ifølge ett av kravene 14-16, omfattende minst én driftssentral, KARAKTERISERT VED at lokaliseringssentralen (LPC) er integrert i nettets drifts- og over-våkingssentral eller en av nettets drifts- og overvåkings-sentraler (OMC).

18. Mobilradionett ifølge ett av kravene 14-17, KARAKTERISERT VED at de enkelte basisstasjoner (BTS) ved mottakingen råder over stedsdiversitets-innretninger, og/eller at fre-kvensvekslinger, f.eks. frekvenssprang, er mulige i nettet.

19. Mobilradionett ifølge ett av kravene 14-18, KARAKTERISERT VED at det er oppbygd ifølge ETSI-GSM-standarden.