WO2000044188A1 - Verfahren zur positionsbestimmung einer mobilstation und mobilstation - Google Patents

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WO2000044188A1
WO2000044188A1 PCT/DE2000/000004 DE0000004W WO0044188A1 WO 2000044188 A1 WO2000044188 A1 WO 2000044188A1 DE 0000004 W DE0000004 W DE 0000004W WO 0044188 A1 WO0044188 A1 WO 0044188A1
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WO
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mobile station
station
information
mobile
subscriber
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PCT/DE2000/000004
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Inventor
Uwe Albrecht
Stefan Prange
Jörg Siewerth
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • 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 method for determining the position of a mobile station and a corresponding mobile station, in which the position determination is triggered by a subscriber station.
  • Another possibility for determining the position, in particular of mobile stations, is to use knowledge of the network infrastructure, in particular the position of radio cells and their cell identity, in order to at least approximately determine the position within a cellular mobile radio system.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for determining the position of a mobile station and a mobile station which make it possible to trigger the determination of the position of a mobile station in a simple and reliable manner by a subscriber station and to display or further process the determined position by means of the subscriber station.
  • This object is achieved by the features of the independent claims. Further developments of the invention result from the subclaims.
  • the invention is therefore based on the idea that a mobile station is requested by a subscriber station to determine its position or information to be used to determine the position, and a message containing the position of the mobile station is transmitted to a subscriber station.
  • the information to be used to determine the position of the mobile station is signals from a satellite-based positioning system, from which the position of the mobile station is determined in the mobile station, as a result of which the position of a mobile station can be determined without additional infrared measures becomes.
  • information about radio signals sent by different base stations is determined in the mobile station, a message containing this information is transmitted to a central data processing system in which this information is converted into the position of the mobile station.
  • one in the mobile station or in a central facility of the mobile radio system for example a data processing system Switching device or another corresponding device of an intelligent network checks the authorization of the subscriber station to request the position of the mobile station before the request of the mobile station to determine the position or before the transmission of a message containing the position to the requesting subscriber station.
  • FIG. 1 shows a basic circuit diagram of a mobile radio system
  • FIG. 2 shows a basic circuit diagram of a mobile station with an assigned subscriber identification module
  • FIG. 3 shows a flow chart of an embodiment variant of the method according to the invention
  • FIG. 4 shows a flow diagram of an embodiment variant of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cellular mobile radio network, such as the GSM (Global System for Mobile Communication) system, which consists of a large number of mobile switching centers MSC which are networked with one another or which provide access to a fixed network PSTN / ISDN. Furthermore, these mobile switching centers MSC are each connected to at least one base station controller BSC, which can also be formed by a data processing system.
  • GSM Global System for Mobile Communication
  • Each base station controller BSC is in turn connected to at least one base station BS.
  • a base station BS is a radio station which can establish a radio connection to other radio stations, so-called mobile stations MS, via a radio interface.
  • Information can be transmitted between the mobile stations MS and the base station BS assigned to these mobile stations MS by means of radio signals.
  • the range of the radio signals of a base station essentially define a radio cell FZ.
  • Subscriber stations TS which can be fixed stations or mobile stations, can communicate either indirectly via the PSTN / ISDN or directly via the mobile radio system.
  • HLR home location register
  • VLR visitor register
  • authentication center AC authentication center
  • the Home Location Register HLR is a central, network-wide known database in which the entries of all participants, especially their current localization area (area of residence), are stored.
  • the visitor location register VLR contains the data of all users who are currently in the respective localization area.
  • the VLR contain the dynamic subscriber data, they are, so to speak, local databases assigned to an area, which keep copies of the HLR partial data for the subscribers who are currently in their area of responsibility.
  • the authentication center AC contains the access data of the individual users, in particular copies of the personal, secret subscriber identification module keys, which are necessary for access to the mobile radio network and then for the coded transmission of information via the mobile radio network.
  • One or more central data processing systems DV which are assigned, for example, to a Mobile Switching Center MSC or a base station controller BSC, or are integrated therein, have control and processing devices DV_STE, by means of which information about radio signals that are sent from different base stations, containing messages can be processed and, if necessary, can be converted into position information POS_MS with the aid of data stored in storage means DV_SPE and can be transmitted as a message to mobile stations MS with the aid of the mobile radio system.
  • a data processing system DV enables the network operator to provide the mobile radio subscriber with the method for determining the position as a service.
  • Corresponding data processing devices DV can also be located outside the mobile radio system.
  • LA Location Area
  • LAI Location Area ID
  • MNC Mobile Network Code
  • LAC Location Area Code
  • the messages can be transmitted via logical channels of the mobile radio system by means of short message service or short message service (SMS) or by means of other forms of data transmission which can also use traffic or user channels of the mobile radio system, such as a general packet radio service (GPRS).
  • SMS short message service
  • GPRS general packet radio service
  • a message can also be divided into several message packets.
  • FIG. 2 shows a radio station, which can be a mobile station MS or a stationary radio station or any subscriber station TS, consisting of an operating unit MMI, a control device STE, a processing device VE, a power supply device SVE, a receiving device EE and a transmitting device SE.
  • a radio station which can be a mobile station MS or a stationary radio station or any subscriber station TS, consisting of an operating unit MMI, a control device STE, a processing device VE, a power supply device SVE, a receiving device EE and a transmitting device SE.
  • the control unit (human-machine interface) MMI consists of a loudspeaker element LS for the reproduction of audio signals and a microphone element M for the recording of audio signals.
  • the MMI control unit is equipped with a keyboard for entering numbers and letters and, if necessary, softkeys for selecting menu items. Menu items, numbers, letters or other information relevant to the communication process can be shown on a display.
  • the control device STE essentially consists of a program-controlled microcontroller MC, which has write and read access to memory modules SPE.
  • the microcontroller MC controls and monitors all essential elements and functions of the radio station, essentially controls the communication and signaling sequence and responds to keyboard inputs by executing the corresponding control procedures.
  • the processing device VE can also be formed by a digital signal processor DSP, which can also access memory modules SPE.
  • DSP digital signal processor
  • the program data required for controlling the radio station and the communication process in particular also the signaling procedures, device information, information entered by the user and information generated during the processing of signals are stored in the volatile or non-volatile memory chips SPE.
  • An antenna device ANT is provided for the reception and transmission of signals via the air interface of a mobile radio system.
  • the mobile station has an insertion slot for a subscriber identification module SIM to be assigned to the mobile station or a corresponding, possibly permanently installed element for storing subscriber or network-specific information, functions for authentication and user data encryption, and messages or charge information.
  • This subscriber identification module SIM can be used for different mobile stations. There is therefore a separation between the user and the mobile station.
  • the IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • the IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • the subscriber identification module SIM which is assigned to each subscriber within the network when registering. It serves to identify participants and is composed of the country code (Mobile Country Code MCC), the mobile network code (Mobile Network Code MNC) and the mobile subscriber identification number (Mobile Subscriber Identification Number MSIN).
  • Ki Intelligent Subscriber Authentication Key
  • the subscriber identification module SIM has control devices SIM_STE for executing control procedures or for triggering control procedures of the mobile station, over storage devices SIM_SPE for storing program data of corresponding control procedures and over an interface for exchanging data between the subscriber identification module and the control device of the mobile station MS or the subscriber station TS.
  • FIG. 3 shows a simplified flow diagram of an embodiment variant of a method for determining the position.
  • the individual process steps are arranged under the corresponding elements TS, DV, MS to which they are assigned or by which they are triggered or executed.
  • a subscriber station TS sends a message for position inquiry, for example via a short message service of a mobile radio system SHORT_MESS (POS_MS?) To a corresponding mobile station MS.
  • SHORT_MESS POS_MS
  • corresponding menu items can be provided in the subscriber station and the call number assigned to this mobile station or other codes assigned to this mobile station MS can be used to identify the corresponding mobile station.
  • the mobile station After receipt of this message by the mobile station MS and an interpretation of the information contained therein, the mobile station determines information about radio signals that are sent from different base stations ERM_LOC_INF and sends a message containing this information to a central data processing system DV of the mobile radio system.
  • ERM_LOC_INF central data processing system
  • the authorization of the subscriber station TS to determine the position of the mobile station is checked using assigned databases BER_TS ?.
  • the telephone number of the mobile station MS and the subscriber stations TS authorized to determine the position of this mobile station MS can be stored in the form of a table in the assigned databases. Other codes suitable for identifying the subscriber station or the mobile station can also be used for this purpose. If there is no authorization, the procedure is ended.
  • the information L0C_INF about the radio signals is converted into position information of the mobile station MS POS_MS (LOC_INF) and a corresponding message containing the position of the mobile station is transmitted to the subscriber station TS SHORT_MESS (POS_MS).
  • the position of the mobile station MS can then be shown in the form of coordinates or graphically by means of a map on a display of the subscriber station TS DPL (POS_MS) and is available in the subscriber station TS for further processing.
  • the identity of the subscriber station requesting the position of the mobile station is shown on the display of the mobile station, for example by the name of the assigned subscriber or the assigned telephone number, and the user of the mobile station MS is asked by appropriate menu items to decide whether he wants to do this Participant station wants to grant the authorization to determine the position of the mobile station and the transmission of corresponding position information or not.
  • the information LOC_INF about radio signals sent by different base stations the identity number of the current radio cell and / or a received signal measurement report (measurement report) and / or a mobile radio network code and / or a country code and / or a current location area code (localization area code) and / or radio signal field strengths and / or radio signal transit times are transmitted. If only the location area or the radio cell identity is used to determine the position information, localization is only possible with limited accuracy.
  • the field strengths of the radio signals of one or more base stations of the mobile radio system and / or the transit time of the signals between the base stations and the mobile station can be taken into account, and the position can be determined more precisely in this way.
  • the method explained in FIG. 4 differs from the method explained in FIG. 3 essentially in that the authorization is checked in the mobile station.
  • BER_TS? and the position POS_MS of the mobile station in the mobile station is determined without using a central data processing system. Instead, after determining the ERM_LOC_INF of the signals LOC_INF of a satellite-based positioning system, such as the Global Positioning System (GPS), the position of the mobile station MS is determined using appropriate modules POS_MS (LOC_INF), and the position is transmitted to the subscriber station TS by means of a message.
  • POS_MS SHORT_MESS
  • the subscriber identification module SIM and stored or stored on it Executable control procedures are used to carry out a method explained above or essential steps of a method explained above.
  • the subscriber identification module SIM can give the command to display a menu item at a specific point in the menu structure by means of the display of the subscriber station TS, by means of which a user can start the method for determining the position. If the user selects this menu item by means of a corresponding key, the subscriber identification module SIM requests the subscriber station TS to send a corresponding message SHORT_MESS (POS_MS?) To the mobile station MS.
  • the determination of the position or the determination of information LOC_INF via radio signals, the display of authorization information or the triggering of the sending of a corresponding message can be controlled by the subscriber identification module SIM assigned to the mobile station.
  • the corresponding information can be transmitted from the mobile station MS or the control device STE of the mobile station MS to the subscriber identification module SIM of the mobile station MS.
  • the subscriber identification module or the control device of the subscriber identification module SIM_STE then generates a message or triggers the generation of a message which contains this information LOC_INF.
  • a message is then transmitted from the mobile station MS, for example via the short message service of a mobile radio system, to a central data processing system DV of the mobile radio system.
  • the data processing system DV used for determining the position can also be located outside the mobile radio system.
  • position information is generated from the transmitted information LOC_INF via radio signals sent by different base stations. mations POS_MS determined: POS_MS (LOC_INF). This position information is then transmitted again via the short message service as a message to the subscriber station TS and finally to the subscriber identification module of the subscriber station TS. The subscriber identification module SIM now requests the subscriber station TS to display this position information on a display: DPL (POS_MS).
  • the determined position POS_MS can be transmitted and displayed in the form of coordinates, city, district or street information.
  • the data processing system DV or the mobile station MS can have a digital map stored in a memory.
  • the subscriber station TS can further process the determined position POS_MS to create an additional service. For example, all cinemas, restaurants or other facilities can be selected from a database, which are in a certain radius from the determined position and information about these cinemas, restaurants or other facilities with or without position information can then be transmitted as a message to the mobile station MS .
  • the interface between the mobile station or subscriber station and subscriber identification module SIM is a specification of commands or commands that identify the subscriber. the module to the mobile station. This may include displaying information on the display, querying inputs, sending messages or setting up a telephone call.
  • a corresponding proactive subscriber identification module also effects on a correspondingly adapted mobile station that new menu items are inserted, under which further menu items can be located.
  • One embodiment variant of the invention provides that access to the method for determining the position is only possible after the entry of a personal secret number.
  • the determined position information POS_MS or information LOC_INF is encrypted via the radio signals of several base stations by means of the subscriber identification module, so that the request for the current position can only be decrypted by the data processing system DV and the message to be sent as a response in the data processing system DV as well is encrypted in such a way that it can only be decrypted with the algorithm and / or the secret numbers of the subscriber identification module SIM.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Zur Positionsbestimmung einer Mobilistation sendet eine Teilnehmerstation eine Informationen zur Anforderung der Position der Mobilstation enthaltende Nachricht an die Mobilstation. Die Mobilstation ermittelt zur Ermittlung ihrer Position heranzuziehende Informationen, aus denen die Position der Mobilistation ermittelt wird. Die Position der Mobilistation wird durch eine entsprechende Nachricht an die Teilnehmerstation übermittelt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation und Mobilstation
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation und eine entsprechende Mobilstation, bei dem die Positionsbestimmung durch eine Teilnehmerstation ausgelöst wird.
Es ist bekannt, zur Positionsbestimmung von Satelliten ausgesendete Signale (z.B. die des Global Positioning Systems) zu verwenden, wozu eigens für diesen Zweck vorgesehene Empfangsund Verarbeitungsgeräte benötigt werden.
Eine andere Möglichkeit zur Positionsbestimmung insbesondere von Mobilstationen besteht darin, Kenntnisse über die Netzinfrastruktur, insbesondere die Position von Funkzellen und deren Zellenidentität, zu benutzen, um innerhalb eines zellula- ren Mobilfunksystems die Position zumindest ungefähr zu bestimmen.
Vielfach besteht nun der Wunsch die Positionsermittlung einer Mobilstation durch eine berechtigte Teilnehmerstation auszu- lösen und die ermittelte Position einer Mobilstation mittels der Teilnehmerstation darzustellen oder weiterzuverarbeiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation und eine Mobilsta- tion anzugeben, die es ermöglichen, die Positionsermittlung einer Mobilstation auf einfache Weise und sicher durch eine Teilnehmerstation auszulösen und die ermittelte Position mittels der Teilnehmerstation darzustellen bzw. weiterzuverarbeiten. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, daß eine Mobilstation von einer Teilnehmerstation dazu aufgefordert wird, ihre Position bzw. zur Ermittlung der Position heranzuziehende Informationen zu ermitteln, und eine die Position der Mobilstation enthaltende Nachricht an eine Teilnehmersta- tion übermittelt wird.
So ist es möglich, mit wenig Aufwand sicher die Position einer Mobilstation zu ermitteln, und entsprechende Informationen an einer berechtigten Teilnehmerstation darzustellen.
Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung handelt es sich bei den zur Ermittlung der Position der Mobilstation heranzuziehenden Informationen um Signale eines satellitengestützten Positionierungssystems, aus denen in der Mobilstation die Po- sition der Mobilstation ermittelt wird, wodurch eine Positionsbestimmung einer Mobilstation ohne zusätzliche infrasruk- turelle Maßnahmen ermöglicht wird.
Bei einer anderen Ausführungsvariante der Erfindung werden in der Mobilstation Informationen über Funksignale, die von unterschiedlichen Basisstationen gesendet werden, ermittelt, eine diese Informationen enthaltende Nachricht an ein zentrales Datenverarbeitungssystem übermittelt, in dem diese Informationen in die Position der Mobilstation umgesetzt werden.
Dies ermöglicht die Positionsbestimmung einer Mobilstation ohne den aufwendigen Einsatz eines satellitengestützten Positionierungssystems .
Bei einer Weiterbildung der Erfindung werden in der Mobilstation oder in einer zentralen Einrichtung des Mobilfunksystems, beispielsweise einem Datenverarbeitungssystem, einer Vermittlungseinrichtung oder einer anderen entsprechenden Einrichtung eines intelligenten Netzes vor der Aufforderung der Mobilstation zur Positionsermittlung oder vor der Übermittlung einer die Position enthaltenden Nachricht an die auffordernde Teilnehmerstation die Berechtigung der Teilnehmerstation zur Anforderung der Position der Mobilstation überprüft .
So ist es möglich die Positionsbestimmung einer Mobilstation, die durch eine Teilnehmerstation ausgelöst wird, sicher und entsprechend geltender Datenschutzrichtlinien zu implementieren.
Weitere Ausgestaltungsvarianten der Erfindung sehen vor, die Positionsermittlung oder Schritte einer Positionsermittlung durch eine Teilnehmerstation an der Mobilstation anzuzeigen oder die Positionsermittlung nur dann durchzuführen, wenn der Benutzer eine entsprechende Berechtigung erteilt, wodurch das Verfahren vor unberechtigtem oder unerwünschtem Zugriff wei- ter geschützt wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh- rungsbeispiele näher beschrieben, zu deren Erläuterung die nachstehend aufgelisteten Figuren dienen:
Figur 1 ein Prinzipschaltbild eines Mobilfunksystems;
Figur 2 ein Prinzipschaltbild einer Mobilstation mit zugeordnetem Teilnehmeridentifizierungsmodul;
Figur 3 ein Flußdiagramm einer Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Figur 4 ein Flußdiagramm einer AusführungsVariante des erfin- dungsgemäßen Verfahrens. In Figur 1 ist ein zellulares Mobilfunknetz, wie beispielsweise das GSM (Global System for Mobile Communication) -System dargestellt, das aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC besteht, die untereinander vernetzt sind, bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN/ISDN herstellen. Ferner sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einem Basisstationscontroller BSC verbunden, der auch durch ein Datenverarbeitungssystem gebildet sein kann.
Jeder Basisstationscontroler BSC ist wiederum mit zumindest einer Basisstation BS verbunden. Eine solche Basisstation BS ist eine Funkstation, die über eine Funkschnittstelle eine Funkverbindung zu anderen Funkstationen, sogenannten Mobilstationen MS aufbauen kann. Zwischen den Mobilstationen MS und der diesen Mobilstationen MS zugeordneten Basisstation BS können mittels Funksignalen Informationen übertragen werden. Die Reichweite der Funksignale einer Basisstation definieren im wesentlichen eine Funkzelle FZ.
Teilnehmerstationen TS, bei denen es sich um Feststationen oder Mobilstationen handeln kann, können entweder mittelbar über das PSTN/ISDN oder unmittelbar über das Mobilfunksystem kommunizieren.
Einem Mobile Switching Center MSC stehen folgende verschiedene Nutzdatenbanken zur Verfügung, um beispielsweise die Übertragung, die Vermittlung und die Organisation des Mobilfunksystems zu steuern: Heimatregister (Home Location Register, HLR) , Besucherregister (Visitor Location Register, VLR) und Authentifizierungszentrum AC.
Das Home Location Register HLR ist eine zentrale, netzweit bekannte Datenbank, in der die Einträge aller Teilnehmer, insbesondere deren aktuelles Lokalisierungsgebiet (Aufent- haltsbereich) , gespeichert sind. Das Visitor Location Register VLR enthält die Daten sämtlicher Benutzer, die sich gegenwärtig in dem jeweiligen Lokalisierungsgebiet aufhalten. Die VLR enthalten die dynamischen Teilnehmerdaten, sie sind sozusagen lokale, einem Gebiet zu- geordnete Datenbanken, welche Kopien der HLR-Datenteil- bestände für die Teilnehmer führen, die sich momentan in ihrem Zuständigkeitsbereich befinden.
Das Authentifizierungszentrum AC enthält die Zugangsdaten der einzelnen Nutzer, insbesondere Kopien der persönlichen, geheimen Teilnehmeridentifizierungsmodul-Schlüssel, die für den Zugang zum Mobilfunknetz und anschließend für die codierte Übertragung von Informationen über das Mobilfunknetz notwendig sind.
Ein oder mehrere zentrale Datenverarbeitungssysteme DV, die beispielsweise einem Mobile Switching Center MSC oder einem Basisstationscontroler BSC zugeordnet sind, oder in diesen integriert sind, verfügen über Steuer- und Verarbeitungsein- richtungen DV_STE, mittels derer Informationen über Funksignale, die von unterschiedlichen Basisstationen gesendet werden, enthaltende Nachrichten verarbeitet werden können und gegebenenfalls unter Zuhilfenahme von in Speichermitteln DV_SPE abgespeicherten Daten in Positionsinformationen POS_MS umgesetzt werden können und unter Zuhilfenahme des Mobilfunksystems als Nachricht an Mobilstationen MS übermittelt werden können. Ein derartiges Datenverarbeitungssystem DV ermöglicht es dem Netzbetreiber, den Mobilfunkteilnehmern das Verfahren zur Positionsbestimmung als Dienst zur Verfügung zu stellen.
Entsprechende Datenverarbeitungsvorrichtungen DV können auch außerhalb des Mobilfunksystems lokalisiert sein.
Mehrere Funkzellen können zu einem Aufenthaltsbereich (Loca- tion Area LA) zusammengefaßt werden, der durch einen entsprechenden Code (Location Area ID (LAI)), beschrieben werden kann. Die Location Area ID besteht wiederum aus dem Länder- code (Country Code) , dem Mobilfunknetzcode Mobile Network Code (MNC) und dem Location Area Code (LAC) .
Die Nachrichten können über logische Kanäle des Mobilfunksy- stems mittels Kurznachrichtendienst oder Short Message Service (SMS) oder mittels anderer Formen der Datenübertragung, die auch Verkehrs- oder Nutzkanäle des Mobilfunksystems nützen können, wie beispielsweise einem General Packet Radio Service (GPRS) übertragen werden. Eine Nachricht kann dabei auch auf mehrere Nachrichtenpakete aufgeteilt sein.
Im Rahmen dieser Anmeldung verwendete Begriffe und Beispiele beziehen sich auch oft auf ein GSM-Mobilfunksystem; sie sind jedoch keineswegs darauf beschränkt, sondern können anhand der Beschreibung von einem Fachmann auch leicht auf andere, gegebenenfalls zukünftige, Mobilfunksysteme, wie CDMA- Systeme, insbesondere Wide-Band-CDMA-Systeme oder TD/CDMA- Systeme abgebildet werden.
Figur 2 zeigt eine Funkstation, die eine Mobilstation MS oder eine stationäre Funkstation oder eine beliebige Teilnehmerstation TS sein kann, bestehend aus einer Bedieneinheit MMI, einer Steuereinrichtung STE, einer Verarbeitungseinrichtung VE, einer Stromversorgungseinrichtung SVE, einer Empfangsein- richtung EE und einer Sendeeinrichtung SE.
Die Bedieneinheit (Mensch-Maschine-Schnittstelle) MMI besteht aus einem Lautsprecherelement LS zur Wiedergabe von Audiosignalen und einem Mikrofonelement M zur Aufnahme von Audiosi- gnalen. Außerdem ist die Bedieneinheit MMI mit einer Tastatur zur Eingabe von Ziffern und Buchstaben und gegebenenfalls Softkeys zur Auswahl von Menüpunkten versehen. Über ein Display können Menüpunkte, Ziffern, Buchstaben oder andere für den Kommunikationsablauf relevante Informationen dargestellt werden. Die Steuereinrichtung STE besteht im wesentlichen aus einem programmgesteuerten Mikrocontroler MC, der schreibend und lesend auf Speicherbausteine SPE zugreifen kann. Der Mikrocontroler MC steuert und kontrolliert alle wesentlichen Elemente und Funktionen der Funkstation, steuert im wesentlichen den Kommunikations- und Signalisierungsablauf und reagiert auf Tastatureingaben, indem er die entsprechenden Steuerprozeduren ausführt.
Die Verarbeitungseinrichtung VE kann auch durch einen digitalen Signalprozessor DSP gebildet sein, der ebenfalls auf Speicherbausteine SPE zugreifen kann.
In den flüchtigen oder nicht flüchtigen Speicherbausteinen SPE sind die Programmdaten, die zur Steuerung der Funkstation und des Kommunikationsablaufs, insbesondere auch der Signali- sierungsprozeduren, benötigt werden, Geräteinformationen, vom Benutzer eingegebene Informationen und während der Verarbeitung von Signalen entstehende Informationen gespeichert.
Zum Empfang und zum Senden von Signalen über die Luftschnittstelle eines Mobilfunksystems ist eine Antenneneinrichtung ANT vorgesehen.
Außerdem verfügt die Mobilstation über einen Einsteckschacht für ein der Mobilstation zuzuordnendes Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM oder ein entsprechendes möglicherweise fest eingebautes Element zur Speicherung von teilneh er- oder netzspezifischen Informationen, von Funktionen zur Authenti- fizierung und Nutzdatenverschlüsselung und von Nachrichten oder Gebühreninformationen. Dieses Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM kann für verschiedene Mobilstationen eingesetzt werden. Es erfolgt also eine Trennung zwischen Benutzer und Mobilstation. Im Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM wird die IMSI (International Mobile Subscriber Identity) gespeichert, die netzintern jedem Teilnehmer bei der Anmeldung zugewiesen wird. Sie dient der Teilnehmeridentifikation und setzt sich zusammen aus dem Ländercode (Mobile Country Code MCC) , dem Mobilfunknetzcode (Mobile Network Code MNC) und der Mobil-Teilnehmerkennzahl (Mobile Subscriber Identification Number MSIN) . Im Rahmen der Authentifizierung zur Sicherstel- lung der Teilnehmeridentität erhält jeder Teilnehmer einen individuellen Teilnehmerschlüssel Ki (Individual Subscriber Authentication Key) zugeteilt.
Das Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM verfügt über Steuer- einrichtungen SIM_STE zur Ausführung von Steuerprozeduren oder zur Auslösung von Steuerprozeduren der Mobilstation, über Speichereinrichtungen SIM_SPE zur Speicherung von Programmdaten entsprechender Steuerprozeduren und über eine Schnittstelle zum Austausch von Daten zwischen dem Teil- nehmeridentifizierungsmodul und der Steuereinrichtung der Mobilstation MS oder der Teilnehmerstation TS .
Figur 3 zeigt ein vereinfachtes Flußdiagramm einer Ausführungsvariante eines Verfahrens zur Positionsbestimmung. Dabei sind die einzelnen Verfahrensschritte unter den entsprechenden Elementen TS, DV, MS angeordnet, denen sie zugeordnet oder durch die sie ausgelöst oder ausgeführt werden.
Zunächst sendet eine Teilnehmerstation TS eine Nachricht zur Positionsabfrage beispielsweise über einen Kurznachrichtendienst eines Mobilfunksystems SHORT_MESS (POS_MS?) an eine entsprechende Mobilstation MS. Zu diesem Zweck können in der Teilnehmerstation entsprechende Menüpunkte vorgesehen sein und zur Identifizierung der entsprechenden Mobilstation die dieser Mobilstation zugeordnete Rufnummer oder andere dieser Mobilstation MS zugeordnete Codes verwendet werden. Nach dem Empfang dieser Nachricht durch die Mobilstation MS und eine Interpretation der darin enthaltenen Informationen ermittelt die Mobilstation Informationen über Funksignale, die von un- terschiedlichen Basisstationen gesendet werden ERM_LOC_INF und sendet eine diese Informationen enthaltende Nachricht an ein zentrales Datenverarbeitungssystem DV des Mobilfunksy- stems SHORT_MESS (LOC_INF) . In dem Datenverarbeitungssystem DV wird anhand zugeordneter Datenbanken die Berechtigung der Teilnehmerstation TS zur Ermittlung der Position der Mobilstation überprüft BER_TS?. Dazu können in den zugeordneten Datenbanken beispielsweise die Telefonnummer der Mobilstation MS und der zur Positionsbestimmung dieser Mobilstation MS berechtigten Teilnehmerstationen TS in Form einer Tabelle abgespeichert sein. Zu diesem Zweck können auch andere zur Identifizierung der Teilnehmerstation oder der Mobilstation ge- eignete Codes verwendet werden. Liegt keine Berechtigung vor, so wird das Verfahren beendet. Für den Fall einer vorliegenden Berechtigung werden die Informationen L0C_INF über die Funksignale in Positionsinformationen der Mobilstation MS umgesetzt POS_MS (LOC_INF) und eine entsprechende Nachricht, welche die Position der Mobilstation enthält an die Teilnehmerstation TS übermittelt SHORT_MESS (POS_MS) . Die Position der Mobilstation MS kann dann in Form von Koordinaten oder graphisch mittels einer Landkartendarstellung auf einem Display der Teilnehmerstation TS dargestellt werden DPL (POS_MS) und steht in der Teilnehmerstation TS für eine Weiterverarbeitung zur Verfügung.
Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung wird auf dem Display der Mobilstation die Identität der die Position der Mo- bilstation anfordernden Teilnehmerstation beispielsweise durch den Namen des zugeordneten Teilnehmers oder die zugeordnete Rufnummer angezeigt und der Nutzer der Mobilstation MS durch entsprechende Menüpunkte aufgefordert, zu entscheiden ob er dieser Teilnehmerstation die Berechtigung zur Er- mittlung der Position der Mobilstation und die Übermittlung entsprechender Positionsinformationen erteilen möchte oder nicht.
Je nach Ausführungsvariante können als Informationen LOC_INF über Funksignale, die von unterschiedliche Basisstationen gesendet werden, die Identitätsnummer der aktuellen Funkzelle und/oder ein Empfangssignalmeßbericht (Measurement Report) und/oder ein Mobilfunknetzcode und/oder ein Ländercode und/oder ein aktueller Aufenthaltsbereichscode (Lokalisierungsbereichscode) und/oder Funksignalfeldstärken und/oder Funksignallaufzeiten übermittelt werden. Werden zur Ermitt- lung der Positionsinformationen nur der Aufenthaltsbereich oder die Funkzellenidentität verwendet, so ist eine Lokalisierung nur mit begrenzter Genauigkeit möglich. Bei einer AusführungsVariante der Erfindung können die Feldstärken der Funksignale einer oder mehrerer Basisstationen des Mobilfunk- Systems und/oder die Laufzeit der Signale zwischen Basisstationen und Mobilstation berücksichtigt werden, und die Position so genauer ermittelt werden.
Das in Figur 4 erläuterte Verfahren unterscheidet sich von dem in Figur 3 erläuterten Verfahren im wesentlichen darin, daß die Überprüfung der Berechtigung in der Mobilstation erfolgt BER_TS? und die Position POS_MS der Mobilstation in der Mobilstation ohne Heranziehung eines zentralen Datenverarbeitungssystems ermittelt wird. Stattdessen wird nach der Er- mittlung ERM_LOC_INF der Signale LOC_INF eines satellitengestützten Positionierungssystems, wie des Global Positioning System (GPS) , mittels entsprechender Module die Position der Mobilstation MS ermittelt POS_MS (LOC_INF) , und die Position mittels einer Nachricht an die Teilnehmerstation TS übermit- telt: SHORT_MESS (POS_MS) .
In einer Variante dieses Verfahrens werden lediglich aus dem Empfang der Signale eines satellitengestützten Positionierungssystems erzeugte Rohinformationen an die Teilnehmersta- tion TS übermittelt und dort in die Position der Mobilstation umgerechnet. Eine solche Umrechnung kann weiterhin auch in zentralen Datenverarbeitungssystemen erfolgen, die wahlweise innerhalb oder außerhalb des Mobilfunksystems lokalisiert sein können.
Bei einer Ausführungsvariante der Erfindung kann das Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM und darauf gespeicherte bzw. ab- laufbare Steuerprozeduren zur Durchführung eines oben erläuterten Verfahrens oder wesentlicher Schritte eines oben erläuterten Verfahrens verwendet werden. Beispielsweise kann das Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM den Befehl geben, an einer bestimmten Stelle der Menüstruktur mittels des Displays der Teilnehmerstation TS einen Menüpunkt darzustellen, durch dessen Auswahl ein Benutzer das Verfahren zur Positionsbestimmung starten kann. Wählt der Benutzer diesen Menüpunkt mittels einer entsprechenden Taste aus, so fordert das Teil- nehmeridentifizierungsmodul SIM die Teilnehmerstation TS auf, eine entsprechende Nachricht SHORT_MESS (POS_MS?) an die Mobilstation MS zu senden. Auch in der Mobilstation MS kann die Ermittlung der Position oder die Ermittlung von Informationen LOC_INF über Funksignale, die Darstellung von Berechtigungs- Informationen oder das Auslösen des Sendens einer entsprechenden Nachricht durch das der Mobilstation zugeordnete Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM gesteuert werden.
Dazu können beispielsweise nach der Ermittlung von Informa- tionen LOC_INF über die Funksignale, die von Basisstationen gesendet werden, die entsprechenden Informationen von der Mobilstation MS oder der Steuereinrichtung STE der Mobilstation MS an das Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM der Mobilstation MS übermittelt werden. Darauf generiert das Teilnehmeri- dentifizierungsmodul oder die Steuereinrichtung des Teilnehmeridentifizierungsmoduls SIM_STE eine Nachricht oder löst die Generierung einer Nachricht aus, die diese Informationen LOC_INF enthält. Darauf wird eine Nachricht von der Mobilstation MS beispielsweise über den Kurznachrichtendienst eines Mobilfunksystems an ein zentrales Datenverarbeitungssystem DV des Mobilfunksystems übermittelt. Das zur Positionsbestimmung verwendete Datenverarbeitungssystem DV kann auch außerhalb des Mobilfunksystems lokalisiert sein.
In dem Datenverarbeitungssystem DV werden aus den übermittelten Informationen LOC_INF über Funksignale, die von unterschiedlichen Basisstationen gesendet werden, Positionsinfor- mationen POS_MS ermittelt: POS_MS (LOC_INF) . Diese Positionsinformationen werden anschließend wieder über den Kurznachrichtendienst als Nachricht an die Teilnehmerstation TS und schließlich zum Teilnehmeridentifizierungsmodul der Teil- nehmerstation TS übermittelt. Das Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM fordert nun die Teilnehmerstation TS auf, diese Positionsinformation auf einem Display darzustellen: DPL (POS_MS) . Die ermittelte Position POS_MS kann in Form von Koordinaten, Stadt-, Stadtteil- oder Straßenangaben übermittelt und angezeigt werden. Dazu kann das Datenverarbeitungssystem DV oder die Mobilstation MS über eine in einem Speicher abgelegte digitale Landkarte verfügen.
Dadurch ist es möglich, ein Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation MS auch in unterschiedlichen Mobilstationen MS einheitlich durchzuführen, indem wesentliche Schritte der Positionsbestimmung durch das Teilnehmeridentifizierungsmodul ausgelöst werden, wodurch zudem ein hohes Maß an Sicherheit und Geheimhaltung gewährleistet ist und der Netzbe- treiber durch Ausgabe entsprechender Teilnehmeridentifizierungsmodule das Verfahren oder den Zugriff auf das Verfahren kontrollieren kann.
Es ist auch möglich, daß die Teilnehmerstation TS die ermit- telte Position POS_MS zur Erstellung eines zusätzlichen Dienstes weiterverarbeitet. Beispielsweise können aus einer Datenbank alle Kinos, Restaurants oder andere Einrichtungen ausgewählt werden, die in einem bestimmten Umkreis von der ermittelten Position liegen und Informationen über diese Ki- nos, Restaurants oder anderen Einrichtungen mit oder ohne Positionsinformationen als Nachricht dann an die Mobilstation MS übermittelt werden.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der Schnittstelle zwischen Mobilstation bzw. Teilnehmerstation und Teilnehmeridentifizierungsmodul SIM um eine Spezifikation von Kommandos oder Befehlen, die das Teilnehmeridentifizie- rungsmodul an die Mobilstation absetzen kann. Dazu kann auch die Anzeige von Informationen auf dem Display, die Abfrage von Eingaben, das Absetzen von Nachrichten oder das Aufbauen eines Telefongespräches gehören. Ein entsprechendes proakti- ves Teilnehmeridentifizierungsmodul bewirkt auf einer entsprechend angepaßten Mobilstation auch, daß neue Menüpunkte eingefügt werden, unter denen sich weitere Menüpunkte befinden können.
Eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung sieht vor, daß erst nach der Eingabe einer persönlichen Geheimzahl der Zugriff auf das Verfahren zur Positionsbestimmung möglich ist.
Bei einer AusführungsVariante werden die ermittelten Positi- onsInformationen POS_MS oder Informationen LOC_INF über die Funksignale mehrerer Basisstationen mittels des Teilnehmeridentifizierungsmoduls verschlüsselt, so daß die Anfrage nach der aktuellen Position nur durch das Datenverarbeitungssystem DV entschlüsselt werden kann und die als Antwort zu sendende Nachricht im Datenverarbeitungssystem DV ebenfalls so verschlüsselt wird, daß sie nur mit dem Algorithmus und/oder den Geheimnummern des Teilnehmeridentifizierungsmoduls SIM wieder entschlüsselt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation (MS), bei dem -eine Teilnehmerstation (TS) eine Informationen zur Anforderung der Position der Mobilstation enthaltende Nachricht (SHORT_MESS (POS_MS) ) über ein Mobilfunksystem an die Mobilstation (MS) übermittelt, -die Mobilstation zur Ermittlung der Position der Mobilsta- tion heranzuziehende Informationen (L0C_INF) ermittelt, -aus diesen zur Ermittlung der Position der Mobilstation heranzuziehenden Informationen (LOC_INF) die Position (P0S_MS) der Mobilstation ermittelt wird, und -eine die Position der Mobilstation enthaltende Nachricht an eine Teilnehmerstation übermittelt wird (SHORT_MESS (POS_MS) ) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem in der Mobilstation mittels Informationen (LOC_INF) eines satellitengestützten Positionierungssystems die Position der Mobilstation ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem -in der Mobilstation Informationen (LOC_INF) über Funksignale, die von unterschiedlichen Basisstationen gesendet werden, ermittelt werden,
-eine Informationen über diese Funksignale enthaltende Nachricht über das Mobilfunksystem an ein zentrales Datenverarbeitungssystem gesendet wird (SHORT_MESS (LOC_INF) ) und -in dem zentralen Datenverarbeitungssystem die Informationen (L0C_INF) über Funksignale in die Position (POS_MS) der Mobilstation umgesetzt wird (POS_MS (LOC_INF) ) .
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Mobilstation oder in einer zentralen Einrichtung des Mobilfunksystems die Berechtigung der Teilnehmerstation zur Anforderung der Position der Mobilstation überprüft wird (BER TS?) .
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Durchführung der durch eine Teilnehmerstation ausgelösten Positionsermittlung an der Mobilstation angezeigt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Benutzer der Mobilstation die Berechtigung zur Positionsermittlung durch eine Eingabe über die Mensch-Maschine- Schnittstelle der Mobilstation erteilt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zumindest ein wesentlicher Schritt des Verfahrens durch ein Teilnehmeridentifizierungsmodul (SIM) ausgelöst oder gesteuert wird.
8. Mobilstation (MS) mit
-Mitteln (EE,STE,VE) zur Ermittlung von zur Ermittlung der Position der Mobilstation heranzuziehenden Informationen und -Mitteln (SE,STE,VE) zur Übermittlung einer zur Ermittlung der Position der Mobilstation heranzuziehenden Informationen enthaltenden Nachricht oder eine die Position der Mobilstation enthaltende Nachricht an ein Mobilfunksystem.
9. Mobilstation nach Anspruch 8 mit -Mitteln (EE,STE,VE) zum Empfang einer von einer Teilnehmer- Station gesendeten Informationen zur Anforderung der Position der Mobilstation enthaltenden Nachricht und
-Mitteln (STE) zur Überprüfung der Berechtigung der Teilnehmerstation zur Anforderung der Position der Mobilstation.
10. Mobilstation nach einem der Ansprüche 8 bis 9, mit Mitteln (DPL) zur Anzeige von Informationen über die Durchführung der durch eine Teilnehmerstation ausgelösten Positionsermittlung.
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