DE10104916B4 - Positioning method using a mobile phone - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Positionsbestimmung mit einem Mobilfunktelefon (M) in einem Mobilfunknetz mit Basisstationen (BTS), wobei die Kommunikation zwischen Mobilfunktelefon (M) und Basisstationen (BTS) über Signalisierungskanäle und Verbindungskanäle erfolgt, mit den Schritten:
Empfangen von Basisstationskennungen (BSI) der empfangbaren Basisstationen (BTS) durch das Mobiltelefon (M) und
Abfragen der Positionskoordinaten der Basisstation (BTS) in einer Datenbank (BTS-POS),
Senden von Testdaten über den Signalisierungskanal an mindestens drei Basisstationen (BTS),
Empfangen der von den Basisstationen (BTS) zurückübertragenen Testdaten,
Vergleichen der zugehörigen gesendeten und empfangenen Testdaten zur Bestimmung von Fehlerraten bei der Datenübertragung,
Berechnen des Abstands zu den Basisstationen (BTS) als proportionalen Wert zu den Fehlerraten bei der Datenübertragung mit den einzelnen Basisstationen (BTS),
Berechnen der aktuellen Position aus den Positionskoordinaten der empfangbaren Basisstationen (BTS) und den berechneten Abständen zu den Basisstationen (BTS).Method for determining the position with a mobile radio telephone (M) in a mobile radio network with base stations (BTS), the communication between the mobile radio telephone (M) and base stations (BTS) taking place via signaling channels and connection channels, with the steps:
Receiving base station identifiers (BSI) of the receivable base stations (BTS) by the mobile phone (M) and
Querying the position coordinates of the base station (BTS) in a database (BTS-POS),
Sending test data via the signaling channel to at least three base stations (BTS),
Receiving the test data transmitted back from the base stations (BTS),
Comparing the associated sent and received test data to determine error rates during data transmission,
Calculating the distance to the base stations (BTS) as a proportional value to the error rates in the data transmission with the individual base stations (BTS),
Calculate the current position from the position coordinates of the receivable base stations (BTS) and the calculated distances to the base stations (BTS).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung mit einem Mobilfunktelefon in einem Mobilfunknetz mit Basisstationen, wobei die Kommunikation zwischen Mobilfunktelefon und Basisstationen über Signalisierungskanäle und Verbindungskanäle erfolgt und wobei das Verfahren die Schritte hat:
Empfangen von Basisstationskennungen der empfangbaren Basisstationen durch das Mobiltelefon und
Abfragen der Positionskoordinaten der Basisstation in einer Datenbank.The invention relates to a method for determining the position with a mobile radio telephone in a mobile radio network with base stations, the communication between the mobile radio telephone and base stations taking place via signaling channels and connection channels, and the method having the steps:
Receiving base station identifiers of the receivable base stations by the mobile phone and
Querying the position coordinates of the base station in a database.

Zudem betrifft die Erfindung auch ein Mobilfunktelefon zum Durchführen des Verfahrens.The invention also relates to a cellular phone to perform of the procedure.

Verfahren zur Positionsbestimmung bzw. Ortung mit Mobiltelefonen sind vielfältig im Stand der Technik beschrieben.Positioning procedure or location with mobile phones are described in various ways in the prior art.

Hierbei ist grundsätzlich z. B. aus der DE 197 55 891 A1 bekannt, eine Ortung anhand der Basisstationskennungen der empfangbaren Basisstationen durchzuführen. Die Entfernung zu den Basisstationen wird in der Regel mit Hilfe einer Laufzeitmessung eines zur Basisstation gesendeten und von der Basisstation zurückreflektierten Signals ermittelt, wie z. B. in der DE 38 16 377 A1 beschrieben ist.This is basically z. B. from the DE 197 55 891 A1 known to perform a location based on the base station IDs of the receivable base stations. The distance to the base stations is usually determined with the aid of a transit time measurement of a signal sent to the base station and reflected back by the base station, such as. B. in the DE 38 16 377 A1 is described.

Weiterhin ist z. B. aus der DE 37 16 320 A1 bekannt, den Abstand zur Basisstationen anhand der Dämpfung eines zurückreflektierten Signals zu bestimmen.Furthermore, e.g. B. from the DE 37 16 320 A1 known to determine the distance to the base stations based on the attenuation of a back-reflected signal.

Es ist weiterhin z. B. aus der DE 38 16 377 A1 und EP 0 838 692 A1 bekannt, die Position von Mobilfunktelefonen in einer Basisstation zu berechnen, wobei ein Laufzeitsignal von der Basisstation zu einem Mobiltelefon gesendet, von diesem zurückreflektiert und in der Basisstation ausgewertet wird.It is still z. B. from the DE 38 16 377 A1 and EP 0 838 692 A1 Known to calculate the position of mobile phones in a base station, a runtime signal sent from the base station to a mobile phone, reflected back by this and evaluated in the base station.

Weiterhin ist eine z. B. aus der EP 0 777 863 B1 Positionserkennung mit dem Global-Positioning-System bekannt, die jedoch relativ teuer ist. Zudem ist die Verfügbarkeit und Genauigkeit des Systems aufgrund der primären militärischen Anwendung nicht gewährleistet.Furthermore, a z. B. from the EP 0 777 863 B1 Position detection known with the global positioning system, but it is relatively expensive. In addition, the availability and accuracy of the system is not guaranteed due to the primary military application.

Aus der DE 44 09 178 A1 kann der Fachmann bereits ein Verfahren zur Positionsbestimmung mit einem Mobilfunktelefon in einem Mobilfunknetz mit Basisstationen, wobei die Kommunikation zwischen Mobilfunktelefon und Basisstationen über Signalisierungskanäle und Verbindungskanäle erfolgt, mit den Schritten:

  • – Empfangen von Basisstationskennungen der empfangbaren Basisstationen durch das Mobiltelefon,
  • – Bestimmen der Übertragungsqualität der zwischen den Mobilstationen und den Basisstationen übertragenen Funksignale,
  • – Berechnen des Abstands zu den Basisstationen mit Hilfe der Übertragungsqualität und
  • – Berechnen der aktuellen Position aus den Positionskoordinaten der empfangbaren Basisstationen und den berechneten Abständen zu den Basisstationen, entnehmen.
From the DE 44 09 178 A1 The person skilled in the art can already use a method for determining the position with a mobile radio telephone in a mobile radio network with base stations, the communication between the mobile radio telephone and base stations being carried out via signaling channels and connection channels, with the steps:
  • Receiving base station identifications of the receivable base stations by the mobile phone,
  • Determining the transmission quality of the radio signals transmitted between the mobile stations and the base stations,
  • - Calculate the distance to the base stations using the transmission quality and
  • - Calculate the current position from the position coordinates of the receivable base stations and the calculated distances to the base stations.

Ein Mobilfunktelefon der im Oberbegriff des Anspruches 9 genannten Art ist z. B. aus der Patentschrift US 59 00 838 bekannt.A mobile phone of the type mentioned in the preamble of claim 9 is such. B. from the patent US 59 00 838 known.

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein verbessertes Verfahren zur Positionsbestimmung mit einem Mobilfunktelefon und ein entsprechend verbessertes Mobilfunktelefon zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.The object of the invention was therefore to an improved method for determining position with a mobile phone and a correspondingly improved mobile phone for performing the Procedure.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das gattungsgemäße Verfahren gelöst mit den Schritten:
Senden von Testdaten über den Signalisierungskanal an mindestens drei Basisstationen,
Empfangen der von den Basisstationen zurückübertragenen Testdaten,
Vergleichen der zugehörigen gesendeten und empfangenen Testdaten zur Bestimmung von Fehlerraten bei der Datenübertragung,
Berechnen des Abstands zu den Basisstationen als proportionalen Wert zu den Fehlerraten bei der Datenübertragung mit den einzelnen Basisstationen,
Berechnen der aktuellen Position aus den Positionskoordinaten der empfangbaren Basisstationen und den berechneten Abständen zu den Basisstationen.According to the invention, the object is achieved by the generic method with the steps:
Sending test data via the signaling channel to at least three base stations,
Receiving the test data transmitted back from the base stations,
Comparing the associated sent and received test data to determine error rates during data transmission,
Calculating the distance to the base stations as a value proportional to the error rates in the data transmission with the individual base stations,
Calculate the current position from the position coordinates of the receivable base stations and the calculated distances to the base stations.

Außerdem wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch das im Anspruch 9 beanspruchte Mobilfunktelefon gelöst.This object is also achieved according to the invention solved the mobile phone claimed in claim 9.

Es wurde erkannt, dass die Entfernung des Mobiltelefons zu den Basisstationen hinreichend genau anhand der Fehlerrate bei der Testdatenübertragung an die Basisstationen bestimmt werden kann. Der Abstand ist hierbei proportional zu der Fehlerrate, wenn eine hinreichende Anzahl von Testdaten gesendet wird. Durch Abschattungen und ähnliche Störungen können die Messwerte für eine Basisstation zwar abweichen. Diese Ungenauigkeiten werden aber durch wiederholte Testdatenübertragung und Messung ausgeglichen. Das Messergebnis ist umso genauer, je mehr Basisstationen kontaktiert werden.It was recognized that the removal of the mobile phone to the base stations with sufficient accuracy the error rate in the test data transmission to the base stations can be determined. The distance is here proportional to the error rate if a sufficient number of Test data is sent. Through shadows and the like disorders can the measurements for a base station may differ. However, these inaccuracies will through repeated test data transmission and measurement balanced. The measurement result is all the more accurate, ever more base stations are contacted.

Da die Übertragung der Testdaten über den Signalisierungskanal erfolgt, ist es nicht erforderlich, zugelassene Teilnehmer des Mobilfunknetzes zu sein. Die bekannten Mobilfunknetze erlauben nämlich eine Nutzung der Signalisierungskanäle und der sogenannten Loop-Back-Funktion der Basisstationen für das Zurückübertragen von im Signalisierungskanal übertragenen Testdaten, ohne, dass das Mobiltelefon bei der Basisstation angemeldet sein muss. Das Verfahren ist damit kostenfrei, erfordert keine Änderung der Basisstationen und erlaubt eine gleichzeitige Nutzung der empfangbaren Basisstationen verschiedener Netzbetreiber.Since the transfer of the test data via the Signaling channel is done, it is not necessary to be approved To be a subscriber to the cellular network. The well-known cellular networks allow namely use of the signaling channels and the so-called loop-back function of base stations for transferring back of those transmitted in the signaling channel Test data without the mobile phone being registered with the base station have to be. The procedure is therefore free of charge and requires no change of the base stations and allows simultaneous use of the receivable Base stations of various network operators.

Besonders vorteilhaft ist es, nicht nur die Fehlerrate der Testdaten, sondern zusätzlich auch die Signaldämpfung zu ermitteln und als Maß für die Entfernung der Mobiltelefons zur Basisstation zu verwenden. Auch hierbei ist die Entfernung proportional zur Dämpfung. Die Geschwindigkeit der Mobilstation kann ebenfalls bestimmt werden. Dazu wird der Frequency Correction Channel (FCH) benutzt. Dieser Kanal sendet definierte Sinusträgersignale einer diskreten Frequenz in einem bestimmten Rhythmus aus. Durch Auswertung des Doppler-Effektes wird die Geschwindigkeit der Mobilstation errechnet.It is not particularly advantageous only the error rate of the test data, but also the signal attenuation too determine and as a measure of the distance to use the cell phones to the base station. Here too is the distance proportional to the damping. The speed the mobile station can also be determined. The frequency Correction Channel (FCH) used. This channel sends defined Sinusoidal carrier signals a discrete frequency in a certain rhythm. By Evaluation of the Doppler effect is the speed of the mobile station calculated.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Special embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Besonders vorteilhaft ist es, zusätzlich ein Frequenzsignal in einem Frequenzkorrekturkanal des Mobilfunknetzes an mindestens drei Basisstationen zu senden, die von den Basisstationen zurückübertragenden Frequenzsignale zu empfangen, die Phasenverschiebung und/oder Dämpfung zwischen den zugehörigen gesendeten und empfange nen Frequenzsignale zu ermitteln und die aktuelle Position in Abhängigkeit von der ermittelten Phasenverschiebung und/oder Dämpfung zu berechnen.It is particularly advantageous to additionally Frequency signal in a frequency correction channel of the mobile radio network to be sent to at least three base stations by the base stations returning frequency signals to receive the phase shift and / or attenuation between the associated sent and receive NEN frequency signals and determine the current position dependent on of the determined phase shift and / or damping to calculate.

Die Testdaten werden vorzugsweise über den sogenannten Stand-Alone Dedicated Control Channel (SDCCH) eines GSM-Mobilfunknetzes (Global System for Mobile Communication) zu übertragen.The test data are preferably via the so-called stand-alone dedicated control channel (SDCCH) one GSM cellular network (Global System for Mobile Communication) to transmit.

Das Abfragen der geografischen Positionskoordinaten der Basisstationen erfolgt vorzugsweise zentral über eine Datenbank, die über die Basisstationen zugänglich ist. In einem GSM-Mobilfunknetz ist eine solche Datenbank in einem zentralen Mobile-Switching-Center verfügbar.Querying the geographic position coordinates the base stations are preferably carried out centrally via a database which is stored in the Base stations accessible is. Such a database is in one in a GSM mobile radio network central mobile switching center available.

Der Zugriff auf die Datenbank kann durch Nutzung der GPRS-Technik beschleunigt werden. Hier ist dann zwar eine Genehmigung des Mobilfunkbetreibers erforderlich, dafür erhöht sich aber die mögliche Messfrequenz.Access to the database can be accelerated by using the GPRS technology. Then here is although the mobile operator's approval is required, this increases but the possible Measurement frequency.

Gleichermaßen kann eine entsprechende Datenbank in dem Mobilfunktelefon vorgesehen werden, die vorzugsweise durch Zugriff auf die zentral verfügbare Datenbank in dem Mobile-Switching-Center selbstlernend erweitert wird.Likewise, a corresponding one Database can be provided in the cellular phone, which is preferred by accessing the centrally available database in the mobile switching center self-learning is expanded.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawing. It shows:

1 – schematischer Aufbau eines GSM-Mobilfunknetzes und der Kommunikation mit einem Mobilfunktelefon zur Positionsbestimmung. 1 - Schematic structure of a GSM cellular network and communication with a mobile phone for position determination.

Die 1 lässt den Aufbau eines Mobilfunknetzes im GSM-Standard schematisch erkennen. Das Mobilfunknetz besteht im wesentlichen aus Basisstationen BTS, die die Funkverbindungen zu Mobilfunkgeräten M herstellen. Die Basisstationen BTS sind flächendeckend zellular aufgebaut, wobei sich in jeder Zelle mindestens eine Basisstation BTS befindet. Die Basisstationen eines Basisstationssystems BSS sind sternförmig an eine Basisstationssteuerungszentrale BCE und über eine Übertragungseinheit TCE zur Signalanpassung und Übertragungssteuerung an eine zentrale Vermittlungsstelle MSC (Mobile-Service-Switching-Center) geschaltet. Eine Vielzahl von Vermittlungsstellen MSC bilden ein Wahlnetz, das Vermittlungssubsystem SSS (Switching-Sub-System) genannt wird. Dieses Vermittlungssubsystem SSS ermöglicht auch den Übergang zu weiteren Netzen KVSt, wie z. B. zu einem herkömmlichen stationären Telefonnetz.The 1 shows the structure of a cellular network in the GSM standard. The mobile radio network essentially consists of base stations BTS, which establish the radio connections to mobile radio devices M. The base stations BTS have a cellular structure throughout, with at least one base station BTS in each cell. The base stations of a base station system BSS are connected in star configuration to a base station control center BCE and via a transmission unit TCE for signal adaptation and transmission control to a central switching center MSC (Mobile Service Switching Center). A large number of switching centers MSC form an election network, which is called the switching subsystem SSS (switching subsystem). This switching subsystem SSS also enables the transition to other KVSt networks, such as. B. to a conventional stationary telephone network.

Eine Vermittlungsstelle MSC hat Zugriff auf Datenbanken zur Nutzerverwaltung. So ist jeder Mobilfunkteilnehmer in seiner Heimat-Vermittlungsstelle MSC in einer Heimat-Datei HLR (Home-Location-Register) mit seinen Berechtigungen gespeichert. Sobald sich der Mobilfunkteilnehmer in einem fremden Bereich anmeldet, wird er dort in einer Besucher-Datei VLR (Visitor-Location-Register) aufgenommen und es wird in seiner Heimat-Datei HLR ein Eintrag über seinen neuen Standort veranlasst. So kann ein Mobilfunkteilnehmer länder- und netzübergreifend erreicht werden.An exchange MSC has access on databases for user administration. This is how every cellphone subscriber is in its home exchange MSC in a home file HLR (home location register) saved with his permissions. As soon as the mobile subscriber logs in a foreign area, he will there in a visitor file VLR (Visitor Location Register) added and it will be in its Home file HLR an entry about moved to its new location. So a cell phone subscriber country and across networks can be achieved.

Vor dem Aufbau einer Verbindung wird die Berechtigung des Benutzer durch Überprüfung der Berechtigung des Mobilfunkgeräts und der Codekarte mit Hilfe der sogenannten Geräte-Identifizierungs-Datei EIR (Equipment-Identity-Register) und der Authentifizeriungsdatei (Authentication-Center) überprüft.Before establishing a connection the authorization of the user by checking the authorization of the mobile device and the Code card with the help of the so-called device identification file EIR (Equipment Identity Register) and the authentication file (authentication center) checked.

Die Vermittlungsstellen MSC haben weiterhin Zugriff auf eine Datenbank BTS-POS, in denen die geografischen Positionen der einzelnen Basisstationen verzeichnet sind.The exchanges have MSC continue to access a database BTS-POS, in which the geographical Positions of the individual base stations are listed.

Die Basisstationen BTS senden laufend Basisstationskennungen BSI aus, die von dem Mobilfunkgerät M empfangen werden. Das Mobilfunkgerät greift dann mit Hilfe der Basisstationskennungen BSI über die Basisstationen BTS auf die Positionsdatenbank BTS-POS der Vermittlungsstellen MSC zu und fragt die geografischen Positionskoordinaten der empfangbaren Basisstationen BTS ab. Damit ist der Standort des Mobilfunkgerätes M zunächst grob bekannt.The base stations BTS continuously send out base station identifiers BSI, which are received by the mobile radio device M. The mobile radio device then uses the base station identifiers BSI via the base stations BTS to access the position database BTS-POS of the switching centers MSC and asks for the geographic position coordinates of the receivable base stations BTS. This is the location of the mobile phone device M initially roughly known.

Weiterhin werden Testdaten über den Signalisierungskanal an die Basisstationen BTS gesendet. Vorzugsweise wird hierfür der Stand-Alone Dedicated Control Channel SDCCH des GSM-Mobilfunknetzes verwendet. Gleichermaßen können die Daten auch über den Frequenzkorrekturkanal FCCH (Frequency Correction Channel) oder über einen sonstigen Steuerkanal übertragen werden.Furthermore, test data about the Signaling channel sent to the base stations BTS. Preferably will do this the stand-alone dedicated control channel SDCCH of the GSM mobile network used. equally can the data also about the frequency correction channel FCCH (Frequency Correction Channel) or via a other control channel transmitted become.

Die verfügbaren Kanäle eines GSM-Mobilfunknetzes sind nachfolgend tabellarisch aufgeführt:

Figure 00080001
In einem GSM-Mobilfunknetz erfolgt die Datenübertragung in einem Zeitmultiplex-Verfahren TDMA (Time Devision Multi Access). Zudem sind die Sendefrequenzen in Kanäle mit definierter Bandbreite eingeteilt, so dass die Datenübertragung auch im Frequenzmultiplex erfolgt. Zudem ist die Datenübertragung zwischen dem Ablink, d. h. vom Mobilfunkgerät M zur Basisstation BTS und dem Downlink, d. h. zwischen der Basisstation BTS und dem Mobilfunkgerät M um drei Zeitschlitze und 64 Bit versetzt, damit die Mobilfunkgeräte M nicht gleichzeitig empfangen und senden müssen. Zum Ausgleich von Laufzeitunterschieden kann dieser Abstand verringert werden. In den Zeitschlitzen werden entweder Signalisierungs- und Nutzinformationen übersendet. Dies wird durch eine entsprechende Kennung angezeigt.The available channels of a GSM cellular network are listed in the table below:
Figure 00080001
In a GSM mobile radio network, data transmission takes place in a time division multiplex procedure TDMA (Time Division Multi Access). In addition, the transmission frequencies are divided into channels with a defined bandwidth, so that data is also transmitted in frequency division multiplex. In addition, the data transmission between the Ablink, d. H. from the mobile device M to the base station BTS and the downlink, d. H. between the base station BTS and the mobile device M offset by three time slots and 64 bits so that the mobile devices M do not have to receive and send at the same time. This distance can be reduced to compensate for runtime differences. Either signaling and useful information is transmitted in the time slots. This is indicated by an appropriate identifier.

Zur Übertragung von Nutzdaten werden Verkehrskanäle bzw. Traffic Channels TCH verwendet, wobei Vollraten Traffic Channels TCH/F (full rate) und Halbraten Traffic Channels TCH/H vorgesehen sind. Jedem Traffic Channel TCH ist ein Slow Associated Control Channel SACCH zugeordnet, der für nicht dringenden Datenaustausch wie Messdaten des Funkspektrums benutzt wird. Für eiligere Signalisierungsdaten wird der Fast Associated Control Channel FACCH verwendet. Muss eine Verbindung ausschließlich für Signalisierungszwecke aufgebaut werden, z. B. Location Updating, Short Message oder Call Forwarding, so wird dafür der Stand-Alone Dedicated Control Channel SDCCH benutzt.For the transmission of user data traffic channels or Traffic Channels TCH used, with full rates traffic channels TCH / F (full rate) and half rate traffic channels TCH / H are provided are. Each Traffic Channel TCH is a Slow Associated Control Channel SACCH assigned to the for non-urgent data exchange such as measurement data of the radio spectrum is used. For The Fast Associated Control Channel becomes more urgent signaling data FACCH used. A connection must only be established for signaling purposes be, e.g. B. Location Updating, Short Message or call forwarding is the stand-alone dedicated for this Control Channel SDCCH used.

Der Broadcast Control Channel BCCH dient dazu, die Grundinformationen zu verbreiten, die von allen Mobilstationen benötigt werden, um mit den Basisstationen BTS zu kommunizieren. Für die Synchronisation der Mobilfunkgeräte M mit den Basisstationen BTS sorgen der Synchronisation Channel SCH und der Frequenzkorrekturkanal FCCH (Frequency Correction Channel), die beide im Broadcast Control Channel BCCH enthalten sind. Der Frequenzkorrekturkanal FCCH sendet in seinen Informations-Bits nur Nullen, die in der physikalischen Schicht zu einem Sinussignal führen. Über den Synchronisation Channel SCH synchronisieren sich die Mobilfunkgeräte M Bit genau, wobei unterschiedliche Entfernung bzw. Laufzeiten zwischen Mobilfunkgeräten M und der Basisstation BTS mit dem sogenannten „Time-Alignment-Prozess" ausgeglichen werden.The BCCH broadcast control channel serves to disseminate the basic information from all mobile stations needed to communicate with the base stations BTS. For the synchronization of the mobile devices M with the base stations BTS provide the synchronization channel SCH and the frequency correction channel FCCH (Frequency Correction Channel), which are both included in the BCCH broadcast control channel. The Frequency correction channel FCCH only sends in its information bits Zeros that lead to a sine signal in the physical layer. On the Synchronization Channel SCH synchronize the mobile devices M bit exactly, with different distance or terms between mobile devices M and the base station BTS can be compensated with the so-called "time alignment process".

Die von den Basisstationen BTS versendeten Broadcast Informationen umfassen Informationen, die für die Identifizierung des Netzes, der Location Area und der Zelle notwendig sind, Informationen für das Einbuchen und die Messung von Zielzellen für ein mögliches Handover, Information für die Benutzung des sogenannten Random Access Channels RACH und Informationen für unterschiedliche Optionen, wie Frequency Hopping, VAD/DTX und Power Control.Those sent by the base stations BTS Broadcast information includes information needed for identification of the network, the location area and the cell are necessary information for the Checking in and measuring target cells for a possible handover, information for the Use of the so-called random access channel RACH and information for different Options such as frequency hopping, VAD / DTX and power control.

Zur eigentlichen Verbindungsaufnahme dienen die Common Control Channel (CCCH). Wenn ein Gespräch von dem Mobilfunkgeräte M initiiert wird, so dann erfolgt der Aufbau des Gesprächs nach einer Zufallszeit über den Random Access Channel RACH durch das Senden eines Random Access Bursts an die Basisstation BTS im sogenannten Slotted-Aloha-Zugriffsverfahren. Diese leitet dann über den Access Grant Channel AGCH die Zuteilung der Signalisierungskapazität ein. Bei einem netzseitigen Gesprächsaufbau wird das Mobilfunkgerät M zunächst über den Paging Channel PCH aufgerufen, wobei dieses wieder über den Random Access Channel RACh anwortet.The Common Control Channel (CCCH) is used to actually establish the connection. If a call is initiated by the mobile radio device M, the call is set up after a random time via the random access channel RACH by sending a random access burst to the base station BTS using the so-called slotted Aloha access method. This then initiates the allocation of the signaling capacity via the Access Grant Channel AGCH. In the case of a network-based call setup, this is Mobile radio device M is first called up via the paging channel PCH, which again answers via the random access channel RACh.

Der Stand-Alone Dedicated Control Channel SDCCH ist ein bidirektionaler Verwaltungskanal, der bis zu acht Signalisierungsverbindungen über einen Zeitschlitz abwickeln kann. Die Traffic Channels TCH und die ihnen zugeordneten Slow Associated Control Channels SACCH und Fast Associated Control Channels FACCH werden in 26er-Mehrfachrahmen übertragen. Die Übertragung der restlichen Kanäle erfolgt in 51er-Rahmen, wobei die Zuordnung in den jeweiligen Rahmen nach festen Mustern erfolgt.The stand-alone dedicated control Channel SDCCH is a bidirectional management channel that is up to handle eight signaling connections over a time slot can. The TCH traffic channels and their associated slow associations Control Channels SACCH and Fast Associated Control Channels FACCH are transmitted in multiples of 26. The transfer of the remaining channels takes place in frames of 51, with the assignment in the respective frame done according to fixed patterns.

Das Mobilfunkgerät M sendet nun Testdaten über den Stand-Alone Dedicated Control Channel SDCCH, die von der entsprechenden Basisstation BTS automatisch und direkt wieder zurückübertragen werden (Loop-Back-Funktion). Nunmehr werden die zugehörigen gesendeten und empfangenen Testdaten miteinander verglichen und Fehlerraten bei der Datenübertragung bestimmt. Der Abstand des Mobilfunkgerätes zu der entsprechenden Basisstation wird als proportionaler Wert zu den bestimmten Fehlerraten berechnet. Aus den geografischen Positionskoordinaten der Basisstationen BTS-POS und den berechneten Abständen des Mobilfunkgerätes M zu den Basisstationen BTS kann die aktuelle Position berechnet werden.The mobile radio device M now sends test data via the Stand-Alone Dedicated Control Channel SDCCH by the appropriate Transfer the BTS base station back automatically and directly (loop back function). Now the associated ones are sent and received test data compared and error rates in data transmission certainly. The distance of the mobile device to the corresponding base station is calculated as a proportional value to the determined error rates. From the geographic position coordinates of the base stations BTS-POS and the calculated distances of the mobile device M to the base stations BTS can calculate the current position become.

Das über den Frequenzkorrekturkanal gesendete Sinussignal wird ebenfalls von der Basisstation BTS automatisch zurückübertragen. Dann kann aus der Dämpfung, der Phasenverschiebung und/oder weiteren Signalstörungen ein weiteres Kriterium zur Berechnung des Abstands des Mobilfunkgerätes M von der jeweiligen Basisstation BTS verwendet werden. Auch hierbei wird davon ausgegangen, dass der Abstand proportional zu der Dämpfung, der Phasenverschiebung und/oder den weiteren Signalstörungen ist.That over the frequency correction channel The sine signal sent is also automatically transmitted by the base station BTS transferred back. Then from the damping, the phase shift and / or further signal interference Another criterion for calculating the distance of the mobile radio device M from the respective base station BTS can be used. Here too assumed that the distance is proportional to the damping, the phase shift and / or the further signal interference.

Der Proportionalitätsfaktor kann in dem Mobilfunkgerät M festgelegt oder für jede Basisstation BTS oder jedes Basisstationssystem BSS definiert und in einer Datenbank abgespeichert werden, auf die das Mobilfunkgerät M zugreift.The proportionality factor can in the mobile device M set or for defines each base station BTS or each base station system BSS and stored in a database which the mobile radio device M accesses.

Die proportionale Abhängigkeit muss nicht unbedingt linear sein, sondern kann unter Umständen auch einem anderen Algorithmus folgen, der jedoch ebenfalls definiert ist.The proportional dependency does not necessarily have to be linear, but can possibly also be one follow another algorithm, which is however also defined.

Claims (9)

Verfahren zur Positionsbestimmung mit einem Mobilfunktelefon (M) in einem Mobilfunknetz mit Basisstationen (BTS), wobei die Kommunikation zwischen Mobilfunktelefon (M) und Basisstationen (BTS) über Signalisierungskanäle und Verbindungskanäle erfolgt, mit den Schritten: Empfangen von Basisstationskennungen (BSI) der empfangbaren Basisstationen (BTS) durch das Mobiltelefon (M) und Abfragen der Positionskoordinaten der Basisstation (BTS) in einer Datenbank (BTS-POS), Senden von Testdaten über den Signalisierungskanal an mindestens drei Basisstationen (BTS), Empfangen der von den Basisstationen (BTS) zurückübertragenen Testdaten, Vergleichen der zugehörigen gesendeten und empfangenen Testdaten zur Bestimmung von Fehlerraten bei der Datenübertragung, Berechnen des Abstands zu den Basisstationen (BTS) als proportionalen Wert zu den Fehlerraten bei der Datenübertragung mit den einzelnen Basisstationen (BTS), Berechnen der aktuellen Position aus den Positionskoordinaten der empfangbaren Basisstationen (BTS) und den berechneten Abständen zu den Basisstationen (BTS).Method for determining position using a mobile radio telephone (M) in a cellular network with base stations (BTS), the communication between mobile phone (M) and base stations (BTS) via signaling channels and connecting channels, with the steps: Receive base station identifiers (BSI) the receivable base stations (BTS) through the mobile phone (M) and Querying the position coordinates of the base station (BTS) in a database (BTS-POS), Send test data via the Signaling channel at at least three base stations (BTS), Receive the test data transmitted back from the base stations (BTS), to compare the associated sent and received test data to determine error rates in data transmission, To calculate the distance to the base stations (BTS) as a proportional value on error rates in data transmission with the individual base stations (BTS), Calculate the current Position from the position coordinates of the receivable base stations (BTS) and the calculated distances to the base stations (BTS). Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Senden eines Frequenzsignals in einem Frequenzkorrekturkanal des Mobilfunknetzes an mindestens drei Basisstationen (BTS), Empfangen der von den Basisstationen (BTS) zurückübertragenen Frequenzsignalen und Ermitteln der Phasenverschiebung zwischen den zugehörigen gesendeten und empfangenen Frequenzsignalen und Berechnen der aktuellen Positionen in Abhängigkeit von der ermittelten Phasenverschiebung.A method according to claim 1, characterized by Send a frequency signal in a frequency correction channel of the mobile radio network at at least three base stations (BTS), receiving that from the base stations (BTS) retransmitted Frequency signals and Determine the phase shift between the associated transmitted and received frequency signals and Calculate the current positions depending from the determined phase shift. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Testdaten über den Stand-Alone-Dedicated-Control-Channel (SDCCH) eines GSM-Mobilfunknetzes übertragen werden.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the test data over transmit the stand-alone dedicated control channel (SDCCH) of a GSM mobile network become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abfragen der Positionskoordinaten der Basisstationen (BTS) in einer Zentrale über die Basisstationen zugängliche Datenbank.Method according to one of the preceding claims, characterized by querying the position coordinates of the base stations (BTS) at a headquarters about the base stations accessible Database. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugriff auf die in einem Mobil-Searching-Center (MSC) eines GSM-Mobilfunknetzes verfügbare Datenbank erfolgt.A method according to claim 4, characterized in that the Access to the in a Mobile Searching Center (MSC) of a GSM cellular network available Database is done. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Abfragen der Positionskoordinaten der Basisstationen (BTS) in einer in dem Mobiltelefon (M) verfügbaren Datenbank.Method according to one of claims 1 to 5, characterized by querying the position coordinates of the base stations (BTS) in a database available in the mobile phone (M). Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch selbstlernendes Abspeichern neuer Positionskoordinaten von Basisstationen (BTS).A method according to claim 6, characterized by self-learning Storage of new position coordinates from base stations (BTS). Verfahren nach einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausführen der Positionsbestimmung ein Computerprogramm auf einem Mobiltelefon (M) mit einem Prozessor und Speicher vorgesehen wird.Method according to one of claims 1-7, characterized in that to run the position determination a computer program on a mobile phone (M) is provided with a processor and memory. Mobilfunktelefon zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 –8, das mit Vorrichtungen zum Senden und Empfangen der zu den Basisstationen und von den Basisstationen übertragenen Signale ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilfunktelefon ein Computerprogramm mit einem geeigneten Programmcode, einen Prozessor und einen Speicher, um das Verfahren zur Positionsbestimmung auszuführen, aufweist.Mobile phone to carry out of the method according to any one of claims 1-8, which with devices for Sending and receiving those transmitted to and from the base stations Signals is equipped, characterized in that the mobile phone a computer program with a suitable program code, a processor and a memory for carrying out the method for determining the position.
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