DE10101285A1

DE10101285A1 - Mobile telecommunications device position location involves determining time of arrival of signals from several mobile communications devices associated with unit of radio network

Info

Publication number: DE10101285A1
Application number: DE2001101285
Authority: DE
Inventors: Siegfried Baer; Mark Beckmann; Hyung-Nam Choi; Thomas Gottschalk; Martin Hans; Frank Kowalewski; Josef Laumen; Gunnar Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-01-12
Filing date: 2001-01-12
Publication date: 2002-07-18

Abstract

The method involves sending at least one signal from or to the device whose position is to be determined. Several mobile telecommunications devices associated with a unit of the radio network send similar signals that are received by mobile telecommunications devices associated with this unit after a signal transition time. The position of the receiving mobile telecommunications devices is determined by determining the time of arrival of signals. Independent claims are also included for the following: a mobile radio network with fixed telecommunications devices, especially transmitter stations, and mobile telecommunications devices, especially mobile telephones, mobile Internet access devices or vehicles with mobile fax machines

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Po sitionsbestimmung von mobilen Telekommunikationsgerä ten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Mobilfunknetz nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a method for Po determination of the position of mobile telecommunication devices ten according to the preamble of claim 1 as well a cellular network according to the preamble of the claim 10th

Es ist bekannt, zur Positionsbestimmung von mobilen Telekommunikationsgeräten einen Datenaustausch mit mehreren stationären Sendern eines Funknetzes durch zuführen, wobei in einem Laufzeitverfahren die Sig nalübertragungszeit zwischen dem jeweiligen Sender und dem mobilen Telekommunikationsgerät oder in einem Differenzverfahren eine Übertragungszeitdifferenz zwischen der Signallaufzeit zwischen einem Sender und dem mobilen Telekommunikationsgerät einerseits und dem anderen Sender und dem mobilen Telekommunikati onsgerät andererseits ermittelt wird. Dabei überträgt die Sendeanlage ein Referenzsignal mit einer Kennung an das jeweilige mobile Telekommunikationsgerät, das die Ankunftszeit des Referenzsignals mit der Kennung zurücksendet und dadurch die Möglichkeit zur Positi onsberechnung eröffnet. Insbesondere in ländlichen Gegenden oder auf See, je nach Größe auch auf Binnen seen, stellt sich das Problem, daß nicht genügend Sendeanlagen im Empfangsbereich des Telekommunikati onsgeräts, dessen Position bestimmt werden soll, zur Verfügung stehen, da entweder gar keine Sendeanlage in Reichweite ist oder die Zahl der Sendeanlagen zu klein ist für eine eindeutige Positionsbestimmung. Hierfür sind in der Regel bei Nutzung einer Laufzeit messung drei Sendeanlagen erforderlich, da bei Be stimmung der Laufzeit des Signals einer Sendeanlage nur ein Kreis um diese Sendeanlage bestimmt werden kann und bei Laufzeitbestimmung der Signale zweier Sendeanlagen immerhin noch die Schnittpunkte zweier Kreise als mögliche Positionen bei gleicher Laufzeit verbleiben. Gerade in ländlichen Gegenden oder auf See ist jedoch eine Positionsbestimmung, insbesondere in Notfällen, häufig wünschenswert, da andere Orien tierungshilfen, etwa charakteristische Gebäude oder bekannte Straßennamen, nicht zur Verfügung stehen.It is known for positioning mobile Telecommunication devices exchange data with several stationary transmitters of a radio network supply, the Sig nal transmission time between the respective transmitter and the mobile telecommunication device or in one Difference method a transmission time difference between the signal delay between a transmitter and the mobile telecommunication device on the one hand and the other transmitter and the mobile telecommunications onsgerät on the other hand is determined. It transmits the transmitter has a reference signal with an identifier to the respective mobile telecommunication device, the the arrival time of the reference signal with the identifier sends back and thereby the possibility of positi ons calculation started. Especially in rural Areas or at sea, depending on size, also on inland seen, the problem arises that not enough Transmitting systems in the reception area of the telecommunications device whose position is to be determined for Are available since there is no transmitter at all is within range or the number of transmitters is too is small for a clear position determination. This is usually when using a term measurement three transmitters required, since with Be the duration of the signal from a transmitter only one circle can be determined around this transmitter can and when determining the runtime of the signals two Transmitters still the intersection of two Circles as possible positions with the same term remain. Especially in rural areas or on However, lake is a positioning, in particular in emergencies, often desirable because of other orias aids such as characteristic buildings or well-known street names, are not available.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, insbesonde re in Gebieten mit schwacher Dichte von Sendeanlagen die Positionsbestimmung von mobilen Telekommunikati onsgeräten zu verbessern.The invention is based on the problem, in particular re in areas with weak density of transmitters the positioning of mobile telecommunications to improve onsgeräte.

Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Mo bilfunknetz mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Hin sichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen wird auf die Unteransprüche 2 bis 9 sowie 11 bis 12 verwiesen. Durch die erfindungsgemäße Positionsbestimmung ist es für das Mobiltelekommunikationsgerät, beispielsweise ein Handy oder anderes Endgerät oder auch für einen Verteiler, wie etwa die Telefonanlage eines Schiffes, zur Positionsbestimmung nicht mehr erforderlich, im Empfangsbereich von drei festen Sendeanlagen zuste hen. Statt eines Datenaustauschs nur zwischen den festen Sendeanlagen und dem mobilen Telekommunikati onsgerät, dessen Position bestimmt werden soll, kann eine oder mehrere der festen Sendeanlagen durch wei tere mobile Telekommunikationsgeräte, etwa Endgeräte, ersetzt werden und somit der Datenaustausch auch al lein zwischen dem Telekommunikationsgerät, dessen Po sition bestimmt werden soll, und weiteren mobilen Te lekommunikationsgeräten stattfinden. The invention solves this problem by a method with the features of claim 1 and by a Mo bilfunknetz with the features of claim 10. Hin visibly advantageous refinements is based on the Subclaims 2 to 9 and 11 to 12 referenced. It is due to the position determination according to the invention for the mobile telecommunication device, for example a cell phone or other device or even for one Distributors, such as a ship’s telephone system, no longer required to determine position, in Reception area of three fixed transmitters hen. Instead of exchanging data only between the fixed transmitters and mobile telecommunications device whose position is to be determined can one or more of the fixed transmitters by white other mobile telecommunication devices, such as end devices, be replaced and thus the data exchange al line between the telecommunication device, whose bottom sition should be determined, and other mobile Te communication devices take place.

Die Position eines jeweiligen Telekommunikationsge räts kann dabei einfach über einen Zeitversatz, den sog. Timing Advance, bestimmt werden. Dieser wird bei der Synchronisierung ohnehin ermittelt und gibt vor, wieviel eher jeweils ein mobiles Telekommunikations gerät vor der Basisstation (feste Sendeanlage) senden muß, um trotz der Signallaufzeit das rechtzeitige Eintreffen eines gesendeten Signals im entsprechenden Timeslot der Basisstation zu ermöglichen. Somit ist der Aufwand zur Ermittlung einer Position eines mobi len Telekommunikationsgeräts anhand des Synchronisa tionssignals der Basisstation minimiert.The position of a particular telecommunications ge can simply guess about a time offset, the so-called timing advance. This is at the synchronization anyway determines and specifies how much more a mobile telecommunications send the device in front of the base station (fixed transmitter) must be timely despite the signal runtime Arrival of a transmitted signal in the corresponding Allow timeslot of the base station. So is the effort to determine a position of a mobi len telecommunications device based on the Synchronisa tion signal of the base station minimized.

Wenn zwei Geräte den gleichen Timing Advance aufwei sen, also gleichweit von einer Basisstation entfernt sind, aber dennoch ein zwischen diesen übersandtes Signal eine meßbare Laufzeit aufweist, kann damit der Abstand der Geräte entlang einer Sekante des Ab standskreises zur Basisstation errechnet werden.If two devices have the same timing advance sen, so equidistant from a base station are, but still a transmitted between these Signal has a measurable transit time, the Distance of the devices along a secant of the Ab base circle to the base station.

Wenn jedes mobile Telekommunikationsgerät, das sich in Reichweite befindet und für die Positionsbestim mung herangezogen werden kann, ein Signal über seine eigene Position und ein Signal über die Qualität sei ner eigenen Positionsbestimmung überträgt, kann von dem mobilen Telekommunikationsgerät, dessen Position bestimmt werden soll, entschieden werden, ob das in Rede stehende weitere mobile Telekommunikationsgerät für die Positionsbestimmung herangezogen werden soll oder nicht. Insbesondere wenn mehrere mobile Telekom munikationsgeräte erreichbar sind, können dadurch diejenigen herausgesucht werden, deren eigene Positi on besonders zuverlässig bestimmt ist.If any mobile telecommunications device that is is within reach and for position determination signal can be used via its signal own position and a signal about the quality transmits its own position determination, from the mobile telecommunication device, its position to be determined, it should be decided whether that in Talking about further mobile telecommunication device should be used for the position determination or not. Especially if several mobile telecom communication devices can be reached those are picked out whose own positi one is determined particularly reliably.

Eine Erleichterung der Auswahl der jeweils heranzu ziehenden weiteren mobilen Telekommunikationsgeräte ist dann ermöglicht, wenn in jedem mobilen Telekommunikationsgerät eine hierarchische Liste, sog. Gra dientenliste, der weiteren mobilen Telekommunikati onsgeräte einer Einheit des Mobilfunknetzes angelegt wird.An easier choice of the respective approach pulling further mobile telecommunication devices is possible if in any mobile telecommunication device a hierarchical list, so-called Gra list of services, the other mobile telecommunications onsgeräte a unit of the mobile network created becomes.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung erge ben sich aus einem nachfolgend beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.Other advantages and details of the invention ben from a described below and in the drawing shown embodiment of the Object of the invention.

In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des erfindungsge mäßen Verfahrens bei Ausnutzung einer Sende anlage mehrerer mobiler Telekommunikations anlagen zur Positionsbestimmung, Fig. 1 is a schematic view of the erfindungsge MAESSEN procedure utilizing a transmission system several mobile telecommunications systems for position determination,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Signalab laufs zwischen insgesamt vier beteiligten Telekommunikationsgeräten, Fig. 2 is a schematic representation of the Signalab run between a total of four participating telecommunications equipment,

Fig. 3 eine von den mobilen Telekommunikationsgerä ten als Rundruf ausgesandte sog. Untersu chungsnachricht, Figure 3 is a monitoring message from the mobile th Telekommunikationsgerä emitted as a so-called broadcast. Investi.,

Fig. 4 eine von den mobilen Telekommunikationsgerä ten ausgesandte Untersuchungs-Antwort- Nachricht. Fig. 4 is an examination response message sent by the mobile telecommunications devices.

Das mobile Telekommunikationsgerät M1, dessen Positi on bestimmt werden soll, kann entweder ein Telekommu nikationsendgerät oder Teil einer mobilen Telekommu nikationsanlage, etwa eines Schiffes oder Straßen fahrzeugs, eines mobilen Computers, Telefaxgeräts o der Internetzugangs, sein. The mobile telecommunication device M1, whose positi one should be determined, either a telecommunications nikationsendgerät or part of a mobile telecommunications nication system, such as a ship or roads vehicle, a mobile computer, fax machine o Internet access.

Eine Positionsbestimmung dieses Telekommunikationsge räts M1 kann entweder nur auf Anforderung eines Be nutzers oder beispielsweise zeitlich getaktet in re gelmäßigen Abständen automatisiert erfolgen.A position determination of this telecommunications ge Council M1 can either only be requested by a Be user or, for example, timed in right automated intervals.

Das Mobiltelekommunikationsnetz TN ist in einzelne Einheiten (Zellen) Z aufgeteilt, wobei jeder Zelle Z eine feste Sendeanlage S zugeordnet ist. Das Telekom munikationsnetz TN kann beispielsweise im UMTS- (Universal Mobile Telecommunication System)-Modus ar beiten, wobei Signale von der festen Sendeanlage S zu einem der mobilen Telekommunikationsgeräte M1, M2, M3, M4. . . (Downlink) oder umgekehrt (Uplink) auf der selben Trägerfrequenz im Ping-Pong-Verfahren über sandt werden. Hierfür wird der sog. TDD-(Time Divisi on Duplex)-Modus verwendet, der die störungsfreie Ab folge der in beide Richtungen laufenden Daten glei cher Frequenz sicherstellt.The mobile telecommunications network TN is in individual Units (cells) Z divided, each cell Z a fixed transmitter S is assigned. The Telekom communication network TN can, for example, in UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) mode ar work, with signals from the fixed transmitter S to one of the mobile telecommunication devices M1, M2, M3, M4. , , (Downlink) or vice versa (Uplink) on the same carrier frequency in the ping-pong process be sent. For this, the so-called TDD (Time Divisi on duplex) mode, which ensures interference-free Ab follow the data running in both directions ensures frequency.

Im Ausführungsbeispiel werden nach dem ODMA-Verfahren (Opportunity Driven Multiple Access), arbeitende Mo biltelekommunikationsgeräte M1, M2, M3, M4. . . verwen det, d. h., daß die Datenübermittlung nicht nur zwi schen einem der mobilen Telekommunikationsgeräte M1, M2, M3, . . . einerseits und einer festen Sendeanlage S andererseits direkt stattfindet, sondern statt dessen auch Daten indirekt über weitere mobile Telekommuni kationsgeräte M2, M3, . . . übermittelt werden können. Beispielsweise kann eine Nachricht des mobilen Tele kommunikationsgeräts M1 über die Zwischenstation des mobilen Telekommunikationsgeräts M2, das empfängt und weitersendet, an die feste Sendeanlage S übermittelt werden. Die Mobiltelekommunikationsgeräte M1, M2, M3, . . ., die derart als Zwischenstationen wirken kön nen, werden als ODMA relay nodes (ODMA-Hilfsknoten) bezeichnet. Die Datenleitung kann dabei auch über mehrere weitere Mobiltelekommunikationsgeräte M2, M3 verschiedener Zahl erfolgen.In the exemplary embodiment, the ODMA method (Opportunity Driven Multiple Access), working Mon telecommunication devices M1, M2, M3, M4. , , USAGE det, d. That is, the data transfer is not only between one of the mobile telecommunication devices M1, M2, M3,. , , on the one hand and a fixed transmitter S on the other hand takes place directly, but instead also data indirectly via other mobile telecommunications cation devices M2, M3,. , , can be transmitted. For example, a message from the mobile telephoto communication device M1 via the intermediate station of the mobile telecommunications device M2 that receives and forwarded, transmitted to the fixed transmitter S. become. The mobile communication devices M1, M2, M3,. , ., which can act as intermediate stations as ODMA relay nodes (ODMA auxiliary nodes) designated. The data line can also be via several other mobile communication devices M2, M3 different number.

Um die Datenübermittlung im ODMA-Verfahren zu ermög lichen, wird von jeder Mobilfunkstation M1, M2, M3, M4. . . eine Liste benachbarter und somit zur Daten übertragung zwischen diesem und der festen Sendeanla ge S geeigneter Mobilfunkstationen M2, M3, M4, M1. . . angelegt.To enable data transmission using the ODMA procedure Lichen, is from each mobile station M1, M2, M3, M4. , , a list of neighboring and thus for data transmission between this and the fixed transmitter ge S suitable mobile radio stations M2, M3, M4, M1. , , created.

Hierfür werden von dem jeweiligen Mobilfunkgerät M1, M2, M3, M4, . . . Untersuchungsnachrichten U1, U2, U3. . . ausgesandt, die eine Struktur wiederkehrender Rahmen (Frames) F aufweisen, die ihrerseits in Zeit schlitze (Timeslots) TS eingeteilt sind. Einer dieser Timeslots enthält Information über beispielsweise die elektrische Feldstärke, mit der von dem die jeweilige Nachricht U1, U2, U3. . . gesendet wird, ein Hinter grundrauschen oder ähnliche Parameter, die darüber entscheiden, ob und wie gut das aussendende mobile Telekommunikationsgerät, beispielsweise M1 (oder je des andere), von einem empfangenden mobilen Telekom munikationsgerät, beispielsweise M2, verwendet werden kann. Zusätzlich wird in der Untersuchungsnachricht auch eine Liste weiterer geeigneter Mobilfunkstatio nen, z. B. M3, M4, verschickt, die dann von der Mo bilfunkstation M2 mit empfangen und abgespeichert wird.For this purpose, the respective mobile radio device M1, M2, M3, M4,. , , Investigation news U1, U2, U3. , , sent out a recurring structure Have frames F, which in turn are in time slots (timeslots) TS are divided. One of these Timeslots contains information about, for example, the electric field strength with which the particular Message U1, U2, U3. , , is sent a trail noise or similar parameters that go beyond that decide whether and how good the sending mobile Telecommunication device, for example M1 (or each the other), from a receiving mobile telecom communication device, for example M2, can be used can. In addition, in the investigation message also a list of other suitable mobile radio stations NEN, e.g. B. M3, M4, which is then sent from Mo bilfunkstation M2 with received and saved becomes.

Das mobile Telekommunikationsgerät M2 übersendet eine eigene Untersuchungsnachricht U2, die nach Aufnahme der in der Untersuchungsnachricht U1 von M1 eine Ant wort hierauf darstellt und mit deren Hilfe M1 dann seine Liste um M2 erweitern kann.The mobile telecommunications device M2 sends one own investigation message U2, which after recording the one in the examination message U1 from M1 an Ant word on it and with the help of M1 then can add M2 to his list.

Es versteht sich, daß im ODMA-Verfahren jede betei ligte Mobilfunkstation M1, M2, M3, M4. . . einer Zelle Z in der gleichen Datenstruktur, d. h. in gleichen Abfolge von Frames F und Timeslots TS, seine Untersu chungsnachrichten U1, U2, U3. . . sendet. Die einzelnen Timeslots TS sind dabei allerdings in einer Zufalls struktur mal belegt und mal frei zum Empfang von Nachrichten weiterer mobiler Telekommunikationsgeräte M2, M3. . .. Dadurch wird der Austausch von Untersu chungsnachrichten U1 und solchen Untersuchungsnach richten U2, U3. . ., die eine Antwort hierauf darstel len, möglich. Diese Nachrichten werden laufend aktua lisiert, um damit den Bewegungen von mobilen Telekom munikationsgeräten M1, M2. . . Rechnung zu tragen.It goes without saying that each operates in the ODMA process cell phone station M1, M2, M3, M4. , , a cell Z in the same data structure, i.e. H. in same Sequence of Frames F and Timeslots TS, its subs News U1, U2, U3. , , sends. The single ones Timeslots TS are however a coincidence structure sometimes occupied and sometimes free to receive Messages from other mobile telecommunication devices M2, M3. , .. This is the exchange of Untersu U1 and such investigation news straighten U2, U3. , ., which is an answer to this len, possible. These messages are updated regularly lized to the movements of mobile telecom communication devices M1, M2. , , To take into account.

Erfindungsgemäß werden derartige Untersuchungsnach richten U1, U2, U3. . . zur Positionsbestimmung genutzt.According to the invention, such examinations are straighten U1, U2, U3. , , used for position determination.

In Fig. 1 sind mobile Telekommunikationsgeräte (Mo bilfunkstationen) M1, M2, M3, M4, M5 dargestellt, die untereinander über Funkverbindungen F1, F2, F3 und F4 sowie weitere nicht eingezeichnete Verbindungen in Kontakt treten können. Die Mobilfunkstation M5 ist über eine Funkverbindung F5 zusätzlich mit einer fes ten Sendeanlage S verbindbar, die ihrerseits über ei ne feste Leitung L1 mit einer Netzwerkeinheit NE ver bindbar ist. Diese ist über eine weitere feste Lei tung L2 mit einer höchsten Netzwerkeinheit HE verbun den. Eine hierarchische Liste (Gradientenliste) des besten Weges einer Verbindung F3-F1-F5 zur Sendeanla ge S kann in M1 bereits durch vorherige Abfragen be kannt sein.In Fig. 1, mobile telecommunications devices (mobile radio stations) M1, M2, M3, M4, M5 are shown, which can come into contact with each other via radio connections F1, F2, F3 and F4 and other connections not shown. The mobile radio station M5 can also be connected via a radio link F5 to a fixed transmitter S, which in turn can be connected to a network unit NE via a fixed line L1. This is connected via a further fixed line L2 to a highest network unit HE. A hierarchical list (gradient list) of the best route of a connection F3-F1-F5 to the transmitter S can be known in M1 from previous queries.

Die Positionsbestimmung eines mobilen Telekommunika tionsgeräts M1 kann dann beispielsweise nach dem in Fig. 1 dargestellten Ablauf unter Zuhilfenahme weite rer mobiler Telekommunikationsgeräte M2, M3, M4 wie folgt stattfinden:
Die Mobilfunkstation M1 sendet in zeitlich regelmäßi ger Taktung eine Untersuchungsnachricht U1 aus, die von benachbarten mobilen Telekommunikationsgeräten M2, M3, M4 empfangen wird. Die Untersuchungsnachricht enthält einen Timeslot 610, in dem Information ent halten ist, ob die Mobilfunkstation M1 ihre Position selbst bestimmen kann, was etwa der Fall ist, wenn hinreichend viele Punkte bekannter Position in ihrer Umgebung vorhanden sind. Wenn dies nicht möglich ist, kann im Timeslot 620 die Information abgelegt sein, daß die momentane Position bestimmt werden soll. Im Ausführungsbeispiel ist dieser Fall angenommen, ent sprechende Signal(e) ist oder sind somit in den Ti meslots 610 und 620 enthalten.The position determination of a mobile telecommunications device M1 can then take place, for example, according to the sequence shown in FIG. 1 with the aid of further mobile telecommunications devices M2, M3, M4 as follows:
The mobile radio station M1 sends out an examination message U1 at regular intervals, which is received by neighboring mobile telecommunication devices M2, M3, M4. The examination message contains a timeslot 610 in which information is contained as to whether the mobile radio station M1 can determine its position itself, which is the case, for example, if there are sufficient points of known position in its vicinity. If this is not possible, information can be stored in the timeslot 620 that the current position is to be determined. In the exemplary embodiment, this case is assumed, corresponding signal (s) is or are thus contained in the Ti meslots 610 and 620 .

Die Mobilfunkstationen M2, M3, M4 senden, ebenfalls zeitlich getaktet, eigene Untersuchungssignale aus, die nach Erhalt der Untersuchungsnachricht U1 die in U1 enthaltenen Informationen beinhalten und daher als Antworten U2, U3, U4 auf diese angesehen werden kön nen. Es versteht sich, daß diese Untersuchungsnach richten U2, U3, U4 nicht nur von der Mobilfunkstation M1, sondern auch von den jeweils weiteren Mobilfunk stationen M3, M4, M2 empfangen werden können, was in Fig. 1 und Fig. 2 der Übersichtlichkeit halber nicht eingezeichnet ist.The mobile radio stations M2, M3, M4 also send their own examination signals, also clocked in time, which contain the information contained in U1 after receipt of the examination message U1 and can therefore be viewed as responses U2, U3, U4 to them. It is understood that these Untersuchungsnach directed U2, U3, U4 stations not only from the mobile station M1, but also by the respective further mobile M3, M4, can be received M2, which in Fig. 1 and Fig. 2 for reasons of clarity not is drawn.

Die Belegung der einzelnen Timeslots TS sämtlicher Untersuchungsnachrichten U1, U2, U3 erfolgt nach ei nem zufälligen Muster, so daß der jeweilige Timeslot TS mal belegt ist und mal zum Empfang von Nachrichten anderer frei bleibt. Dadurch kann jede Mobilfunksta tion M1, M2, M3, M4. . . hören und senden innerhalb der festen Datenstruktur.The allocation of the individual timeslots TS all Examination messages U1, U2, U3 are sent according to ei a random pattern, so that the respective timeslot TS is busy and times to receive messages others remain free. This means that every cell phone tion M1, M2, M3, M4. , , listen and send within the fixed data structure.

Im Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die Mobil funkstationen M2, M3, M4 ihre eigene Position bestimmt haben und aufgrund des im Feld 620 der Unter suchungsnachricht U1 enthaltenen Wunsches nach Posi tionsbestimmung der Mobilfunkstation M1 in ihren Ant worten U2, U3, U4 gemäß der in Fig. 4 dargestellten Struktur in den Feldern 410, 420 und 430 entsprechen de Information bereitstellen:
So kann etwa in der Antwort U2 das Feld 410 bei spielsweise die aktuelle Position des mobilen Tele kommunikationsgeräts M2 enthalten, das Feld 420 In formation über die Genauigkeit dieser Position und das Feld 430 den Zeitpunkt der letzten Positionsbe stimmung. Es versteht sich, daß auch eine andere Ein teilung von positionsangebenden Daten möglich ist, wobei jeweils ein gemeinsamer Standard festgelegt sein muß.In the exemplary embodiment, it is assumed that the mobile radio stations M2, M3, M4 have determined their own position and, based on the request contained in the field 620 of the examination message U1, for determining the position of the mobile radio station M1 in their responses U2, U3, U4 according to the in FIG . structure 4 shown in the fields 410, 420 and 430 correspond to de provide information:
For example, in the answer U2, the field 410 can contain, for example, the current position of the mobile telecommunication device M2, the field 420 information about the accuracy of this position and the field 430 the time of the last position determination. It goes without saying that a different division of position-providing data is also possible, a common standard having to be established in each case.

Die Mobilfunkstation M1 legt die Informationen in seiner Liste ab und vergleicht sie mit dort enthalte nen eventuellen weiteren Mobilfunkstationen und deren Qualitäten von Positionen. Wenn etwa die Mobilfunk stationen M2, M3 und M4 hinreichend gute eigene Posi tionskenntnisse signalisieren, kann beispielsweise aus einem Laufzeitverfahren für die Antworten U2, U3 und U4 von der Mobilfunkstation M1 seine Position be stimmt werden. Dadurch ergeben sich jeweils Abstands kreise um die genannten Mobilfunkstationen M2, M3 und M4. Der Schnittpunkt dieser Abstandskreise gibt die momentane Position des mobilen Telekommunikationsge räts M1 an.The mobile radio station M1 puts the information in from his list and compare it with the content contained there NEN any other mobile radio stations and their Qualities of positions. If about the cellular stations M2, M3 and M4 sufficiently good own positions signaling knowledge can, for example from a runtime procedure for the answers U2, U3 and U4 from the mobile station M1 be its position be true. This results in distance circles around the mentioned mobile stations M2, M3 and M4. The intersection of these distance circles gives the current position of the mobile telecommunication ge advises M1.

Der Ruf U1 des Telekommunikationsgeräts M1 kann auch eine oder mehrere der Mobilfunkstationen M2, M3, M4 dazu veranlassen, selbst eine Positionsbestimmung vorzunehmen. Die Kette kann sich dann über von diesem so veranlaßten Gerät über weitere in dessen Umkreis befindliche mobile oder feste Telekommunikationsein richtungen fortsetzen. Im Prinzip kann diese Kette beliebig lang werden. In der Praxis setzen jedoch Ü bertragungszeiten und Fehler bei der Genauigkeit der Positionsbestimmung Grenzen für die Länge der Kette fest.The call U1 of the telecommunications device M1 can also one or more of the mobile radio stations M2, M3, M4 induce yourself to position yourself make. The chain can then go over from this so caused device over others in its vicinity mobile or fixed telecommunications continue directions. In principle, this chain become any length. In practice, however, Ü transmission times and errors in the accuracy of the Positioning limits for the length of the chain firmly.

Die Untersuchungsnachricht U1 kann vom mobilen Tele kommunikationsgerät M1 ausgehen, ohne daß zu den Ein richtungen M2, M3, M4 oder anderen Komponenten des Telekommunikationsnetzes TN eine weitere Datenverbin dung, etwa ein Gespräch, aufgebaut würde. Ebenso kann die Gradientenliste ohne Aufnahme einer Verbindung und ohne Eingreifen eines Benutzers erstellt und ab gespeichert werden.The examination message U1 can from the mobile telephoto Communication device M1 go out without going to the on directions M2, M3, M4 or other components of the Telecommunications network TN another data link such as a conversation. Likewise can the gradient list without establishing a connection and created without user intervention get saved.

Es kann beispielsweise grundsätzlich vorgezogen wer den, die Positionsbestimmung an festen Telekommunika tionseinrichtungen vorzunehmen, sofern davon eine hinreichende Anzahl im Empfangsbereich gelegen ist. Des weiteren kann vorgesehen sein, nur solche mobilen Telekommunikationsanlagen heranzuziehen, die inner halb eines festgelegten Zeitintervalls ihre eigene Position festgestellt haben, um damit auszuschließen, daß etwa in einem Fahrzeug oder Flugzeug schnell be wegte Telekommunikationsanlagen dann, wenn die Daten aus der Liste abgefragt werden, ihre jeweilige Posi tion schon deutlich geändert haben und eventuell auch gar nicht mehr im Empfangsbereich liegen.For example, it can always be preferred the, the positioning of fixed telecommunications tion facilities, if one of them sufficient number is located in the reception area. Furthermore, only such mobile devices can be provided To use telecommunications systems, the inner within a set time interval Position to rule out that be quickly in a vehicle or airplane telecommunications systems moved when the data are queried from the list, their respective posi tion have already changed significantly and possibly also are no longer in the reception area.

Das erfindungsgemäße Mobilfunknetz TN umfaßt feste Sendeanlagen S. deren Position bekannt ist, und mobi le Telekommunikationsgeräte M1, M2. . ., die entweder in regelmäßigen Zeitabständen oder erst auf Anforde rung ihre Position bestimmen. In jedem Fall können auch die mobilen Telekommunikationsgeräte gleichbe rechtigt oder hierarchisch untergeordnet unter den festen Sendeanlagen für die Positionsbestimmung he rangezogen werden. The cellular network TN according to the invention comprises fixed Transmitters S. whose position is known, and mobi le telecommunications equipment M1, M2. , . that either at regular intervals or only on request determine their position. In any case, you can also the mobile telecommunication devices are the same justified or hierarchically subordinate to the fixed transmitters for positioning he be drawn.

Dadurch, daß für die Positionsbestimmung nicht mehr die stationären Sendeanlagen so weitreichend senden müssen, kann eine kleinere Sendeleistung verwendet werden. Zudem sind Störungen, etwa durch Interferen zen, vermindert.Because no more for the position determination transmit the stationary transmitters so far a smaller transmission power can be used become. There are also disturbances, for example due to interference zen, diminished.

Claims

1. Method for determining the position of mobile tele communication devices, in particular mobile phones, mobile Internet access or vehicles with mobile fax machines, where at least one signal is sent from or to the mobile telecommunications device, the position of which is to be determined, for position determination, characterized in that several mobile Telecommunications devices that are assigned to a unit of a radio network, send out similar signals that can be received by this unit assigned to mobile telecommunications devices after a signal runtime, the position of the receiving mobile telecommunications equipment being calculable by determining the time of arrival of the signals.

2. The method according to claim 1, characterized, that the mobile telecommunications assigned to a unit communication devices with a time offset (Ti ming Advance) send a similar signal, whereby the time offset depends on the relative location of any mobile telecommunications device this Unit to a fixed assigned to this unit Transmitter.

3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized, that the signal transit time for position determination under Consideration of the time offset is determined.

4. The method according to claim 3, characterized, that the signals of the mobile telecommunication devices in frames and these in turn in time slots (timeslots) are divided and always in Timeslots positioned equally within the frames Position signals are sent.

5. The method according to claim 4, characterized, that the mobile telecommunications assigned to a unit communication devices the respective timeslot after a Provide random procedures with information or in the timeslot are ready to receive.

6. The method according to any one of claims 4 or 5, characterized, that the position signals provide information about your own Position of a sending out mobile telecommunications device included.

7. The method according to any one of claims 4 to 6, characterized, that the position signals information about the quali position of the sending Telekom communication device included.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that mobile tele assigned to the respective unit communication devices hierarchical lists from wide ren mobile telecommunication devices and their Posi creation.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that the mobile telecommunication devices in the ODMA Mode (Opportunity Driven Multiple Access) work.

10. Mobile network (TN) with fixed telecommunications facilities (S), in particular transmitter systems, and with participating mobile telecommunication devices (M1; M2; M3; M4, M5), especially mobile phones, mobi len Internet access, or vehicles with mobile Fax machines, where to determine the position of a mobi len telecommunications device (M1) at least one Sig nal from or to the mobile telecommunication device (M1), whose position is to be determined and the transit time of the signal or signals is tunable characterized, that multiple mobile telecommunications devices (M1; M2; M3; M4; M5), which is assigned to a unit of a radio network net, send out similar signals (U1; U2; U3...) that assigned by this unit mobile telecommunications counters (M1; M2; M3; M4; M5) can be received after a signal runtime are, the position of the receiving mobile telecommunications nikationsgeräte (M1; M2; M3; M4; M5) while determining the run time of the signals (U1; U2; U3) can be calculated.

11. Telecommunications network according to claim 10, characterized, that the mobile telecommunications assigned to a unit communication devices (M1; M2; M3; M4; M5) each with one Timing Advance a similar signal send, the time offset depending on the relative location of each mobile telecommunications onsgeräts (M1; M2; M3; M4; M5) this unit into one this unit assigned fixed transmission system (S).

12. Telecommunications network according to one of the claims 10 or 11, characterized, that the signal transit time for position determination under Consideration of the time offset can be determined.