DE102004003097B3 - Empfangsvorrichtung für ein Endgerät eines zellularen Mobilfunknetzes und Verfahren zur Ortsbestimmung des Endgerätes in dem Mobilfunknetz - Google Patents

Abstract

In der Empfangsvorrichtung mit einem als Empfangspuffer (EP) für Signaldaten geschalteten digitalen Speicher, einer Zell-Identifikationseinheit (ZIE) und einer Pfad-Identifikationseinheit (PIE) ist vor jeder Pfad-Identifikationseinheit (PIE) ein zusätzlicher digitaler Speicher (DS) angeschlossen. Bei dem Verfahren werden Empfangszeitpunkte von detektierten Pfaden von empfangenen Zellen im Endgerät festgestellt und die Sendeleistung einer Zelle für einen festgelegten Zeitraum abgeschaltet, wobei während dieses Zeitraumes der Abschaltung ein vom Endgerät empfangenes und zu einer Pfad-Identifikation dienendes Empfangssignal gespeichert wird.

Description

• Empfangsvorrichtung für ein Endgerät eines zellularen Mobilfunknetzes und Verfahren zur Ortsbestimmung des Endgerätes in dem Mobilfunknetz.
• Die Erfindung betrifft eine Empfangsvorrichtung für ein Endgerät eines zellularen Mobilfunknetzes, insbesondere für ein UMTS-Endgerät, mit einem als Empfangspuffer für Signaldaten geschalteten digitalen Speicher, mindestens einer Zell-Identifikationseinheit und mindestens einer Pfad-Identifikationseinheit.
• Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ortsbestimmung eines Endgerätes in einem zellularen Mobilfunknetz, bei dem Empfangszeitpunkte von detektierten Pfaden von empfangenen Zellen im Endgerät festgestellt werden und bei dem die Sendeleistung einer Zelle für einen festgelegten Zeitraum abgeschaltet wird.
• Mobilfunkstandards der dritten Generation sehen vor, dass der genaue Ort eines im zellularen Netz befindlichen Endgerätes bestimmt werden kann.
• Im 3GPP-Standard für UMTS Netzwerke (Universal Mobile Telecommunications System) ist eine derartige Positionsbestimmung von Mobilfunkendgeräten vorgesehen. Diese basiert beispielsweise auf dem GPS-Standard (Global Positioning System). Diese kann aber auch auf dem OTDOA-Verfahren (Observed Time Difference of Arrival) beruhen.
• Gemäß dem OTDOA-Verfahren beruht die Positionsbestimmung darauf, dass mehrere zu einem Zellnetz zusammengesetzte Basis-Sendestationen dem Endgerät Signale in einem Downlink-Pilot-Kanal bzw. einem Signalisierungskanal übermitteln. Hierbei ist vorgesehen, dass aus bestimmten Zeitunterschieden des Signalempfangs der einzelnen Basisstationen bzw. der Zellen die Po sition des Endgerätes berechnet wird. Das Endgerät ermittelt diese Zeitunterschiede und übermittelt diese dem Netz über einen Uplink-Kanal. Anhand dieser Zeitunterschiede und die dem Netz bekannten Standorte der Basisstationen ist es möglich die Position des Endgeräts zu berechnen.
• Bei dieser Technik taucht aber folgendes Problem auf. Gesendete Signale in einem Mobilfunknetz unterliegen insbesondere der Reflexion, Streuung und Beugung. Funksignale können nämlich auf diverse Hindernisse, wie Gebäude, Berge oder Lastkraftwagen treffen und dadurch zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Empfänger bzw. dem Endgerät ankommen. Durch diese Effekte erfolgt praktisch eine Mehrwege-Ausbreitung, d.h. der Empfänger empfängt kurz nacheinander, also zeitversetzt, das gleiche Signal infolge der Mehrwege-Ausbreitung.
• Um einen brauchbaren Empfang des Funksignals, wie Sprachsignal bzw. digitales Signal, zu erreichen, sind zwar sogenannte RAKE-Empfänger bekannt, die die einzelnen durch die Mehrwege-Ausbreitung gebildeten, zeitversetzten Signale praktisch synchronisieren und so richtig zu einem brauchbaren Signal zusammenstellen. Die Empfangssignale werden also zeitrichtig überlagert. Das Empfangssignal besteht infolge der Mehrwege-Ausbreitung aus mehreren Signalkomponenten, die den Ausbreitungspfaden entsprechen und in dem RAKE-Empfänger wieder zusammengeführt werden.
• In der Empfangsvorrichtung des Mobilfunkendgeräts ist eine Pfadprofil-Bestimmungseinheit enthalten, mit der ein Pfadprofil der von den Basisstationen empfangenen Signale ermittelt werden kann. Der zeitlich erste Pfad eines von der Pfadprofil-Bestimmungseinheit bezüglich einer Basisstation ermittelten Pfadprofils ist nicht zwangsläufig der leistungsstärkste Pfad. Es kann also vorkommen, dass der erste Pfad mit dem kürzesten Ausbreitungsweg schwächer als einer der darauffolgenden Pfade mit einem längeren Ausbreitungsweg ist. Dieses Problem ist bei der vorher beschriebenen Positionsbestimmung des Endgerätes für Zellen bzw. Basisstationen im Nahbereich unkritisch, da der erste Pfad in jedem Fall eine ausreichende Signalstärke aufweist. Bei einer weiter entfernten Basisstation ist dies aber dagegen nicht ohne weiteres möglich oder zumindest nur mit einem sehr hohen technischen Aufwand lösbar. Bei einer relativ weit entfernten Basisstation sinkt nämlich das Signal-zu-Interferenz-Leistungsverhältnis (SIR) oder das Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-Verhältnis (SINR) erheblich. Eine Zeitmessung für die vorerwähnte Positionsbestimmung (OTDOA-Messung) ist unter Umständen aufgrund des zu schlechten SIR- oder SINR-Wertes nicht möglich, was keine Positionsbestimmung des Endgerätes erlaubt.
• Damit dennoch eine Positionsbestimmung des Endgerätes möglich ist, ist folgender „Trick" im 3GPP-Standard vorgesehen. Man schaltet die unterschiedlichen Basisstationen einfach zu unterschiedlichen Zeitpunkten kurzzeitig ab. Eine derartige einzelne Abschaltung kann sich über eine Zeitschlitzlänge (0,66 ms) oder über eine halbe Zeitschlitzlänge (0,33 ms) erstrecken. Durch diese optionale Abschaltung, die man IPDL (Idle Period Downlink) nennt, wird erreicht, dass die Basisstationen sich gegenseitig weniger stören, wodurch das Interferenz-Niveau gesenkt bzw. das SINR-Verhältnis verbessert wird. Eine derartige Abschaltung bezeichnet man auch als IPDL-gap. Insbesondere für die weiter weg liegenden Zellen sinkt das Interferenz-Niveau, wenn eine Zelle im Nahbereich abgeschaltet wird. Dem Endgerät sind hierbei die Zeitpunkte der einzelnen Abschaltungen bekannt, da diese Abschaltungen zu bestimmten Zeitpunkten festgelegt sind. Man kann sich das vereinfacht gesagt so vorstellen, dass man eine weit entfernte sprechende Person besser hören kann, wenn eine andere Person im Nahbereich kurzzeitig ruhig ist.
• Durch diese Maßnahme wird der Aufwand für die Ermittlung des zeitlich ersten Pfades von jeder Basisstation für eine oben erläuterte Positionsbestimmung gesenkt. Der jeweils erste Pfad des Pfadprofils jeder Basisstation ist für die Positionsbestimmung maßgeblich.
• Der 3GPP-Standard sieht Mindestanforderungen über die Anzahl der mitzuteilenden IPDL-OTDOA-Werte für bestimmte Messintervalle vor. Diese Mindestanzahl ("bis zu 16") ist problematisch, da die Anzahl der zur Verfügung stehenden IPDL-gaps der Zellen im unmittelbaren Nahbereich deutlich kleiner als die Anzahl der geforderten IPDL-OTDOA Messungen sein kann. Es resultiert dann daraus, dass die Anzahl der geforderten Messungen größer als die Anzahl der IPDL-gaps pro Messintervall ist. Um die im Standard vorgeschriebene Mindestanforderung bzgl. Signal-zu-Rausch-Abstand zu erfüllen, ist aber für eine einzelne Messung eine Messdauer in der Größenordnung von einem Zeitschlitz erforderlich. Dies ist dann mit einer einzigen Pfadprofil-Bestimmungseinheit nicht mehr für mehr als eine Zelle pro gap zu erfüllen.
• Die Druckschrift DE 39 26 277 A1 beschreibt einen Empfänger für zeitvariant verzerrte Datensignale mit einem Entzerrer, einem Kanalschätzer, welcher mit Hilfe eines zusammen mit dem Datensignalen gesendeten Trainingssignals und einer im Empfänger gespeicherten Abbildung des Trainingssignals ein Kanalinformationssignal erzeugt und dieses dem Entzerrer zuführt und mit einer Anordnung zur Kanalnachführung, die mit Hilfe vom Entzerrer detektierter Daten Korrekturwerte für das Kanalinformationssignal erzeugt. Ferner ist davon auszugehen, dass in dem Empfänger eine Pfad-Identifikationseinheit und eine Zell-Identifikationseinheit vorhanden sind, wobei vor der Pfad-Identifikationseinheit ein zusätzlicher digitaler Speicher angeschlossen ist.
• In der Publikation "The GSM System for Mobile Communications", ISBN 2-9507190-07. 1992, S. 425–428 der Autoren M. Mouly und M. B. Pautet wird beschrieben, wie beispielsweise bei dem GSM-Standard die "Cell Identity" und Information zur "Cell Selection" im sogenannten Broadcast Channel BCCH an das Empfangsgerät übertragen wird.
• In der Publikation "Analysis of IPDL Patterns for Increased Signal Detection Probability in UMTS" der Autoren N. J. Thomas, D. G. A. Cruickshank und D. I. Laurenson in: 53. IEEE Vehicular Technology Conference, Vol. 6.–9., Mai 2001, S. 2705–2709, wird ein Verfahren zur Ortsbestimmung eines Endgerätes in einem zellularen Mobilfunknetz beschrieben, bei welchem Empfangszeitpunkte von detektierten Pfaden von empfangenen Zellen im Endgerät festgestellt werden und bei dem die Sendeleistung einer Zelle für einen festgelegten Zeitraum abgeschaltet wird.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, mit der in Bezug auf eine Empfangsvorrichtung und ein Verfahren nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche einerseits eine interferenzarme Schätzung der für die Positionsbestimmung eines Endgerätes maßgeblichen Messwerte möglich ist und mit der andererseits die Zeitabschnitte mit hohem Signal-zu-Rausch-Abstand oder Signal-zu-Interferenz-und-Rausch-Abstand mit relativ wenig Aufwand optimal zur Bestimmung der Messwerte genutzt werden.
• Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
• Das vom Endgerät durch den erfindungsgemäßen zusätzlichen digitalen Speicher gespeicherte Signal kann für die Dauer eines IPDL-gaps – insbesondere in zeit- und wertediskreter Form -abgespeichert werden. Die gespeicherten Daten können dann zu einem späterem Zeitpunkt ausgelesen und ausgewertet werden, wobei die zur Verfügung stehende Zeit erheblich größer ist als die innerhalb eines IPDL-gaps. Aus den gespeicherten Daten kann dann zu diesem späteren Zeitpunkt mittels einer Pfadprofil-Bestimmung der erste Pfad für jede beliebige Zelle, mit Ausnahme der IPDL-Zelle, da diese abgeschaltet ist, bestimmt werden. Die für die Ortung des Funkteilnehmers erforderliche Pfadprofil-Bestimmung kann durch eine bekannte Pfad-Identifikationseinheit durchgeführt werden.
• Die abgespeicherten Empfangsdaten können also, mit anderen Worten gesagt, vorgehalten werden, wobei entsprechende Pfadprofile für beliebige Zellen – insbesondere im Fernbereich – ermittelt werden. Dabei können gezielt die Perioden zur Verarbeitung von Daten ausgewählt werden, in denen eine Hardwareeinheit zur Bestimmung des Pfadprofils ansonsten nicht genutzt würde. Durch die Maßnahme erübrigt sich das Implementieren mehrerer paralleler Pfadprofil-Bestimmungseinheiten, was relativ teuer wäre.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den großen Vorteil, dass im 3GPP-Standard Mindestanforderungen über die Anzahl der mitzuteilenden IPDL-OTDOA-Werte für bestimmte Messintervalle mit einer einzigen Pfad-Identifikationseinheit bzw. Pfadprofil-Bestimmungseinheit erfüllt werden können. Es können ohne weiteres über 16 IPDL-OTDOA-Werte innerhalb eines Messintervalls ermittelt werden.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung ist vorgesehen, dass der zusätzliche digitale Speicher zwischen dem als Empfangspuffer geschalteten digitalen Speicher und der Pfad-Identifikationseinheit angeschlossen ist. Diese Implementierung lässt sich schaltungstechnisch einfach realisieren, ohne eine vorhandene Schaltungsstruktur sehr verändern zu müssen. Ein RAKE-Empfänger kann ohne Veränderung im Signalfluss beispielsweise zwischen dem Empfangspuffer und einem BUS angeschlossen werden. Der zusätzliche Speicher ist außerhalb dieses Signalflusses angeordnet und nur für die Pfadprofil-Bestimmung vorgesehen.
• Damit Mindestanforderungen, insbesondere für IPDL-OTDOA-Messwerte nach dem 3GPP-Standard mit einem sehr geringen Aufwand erfüllt werden können, ist eine einzige Pfad-Identifikationseinheit vorhanden.
• Zweckmäßigerweise ist eine Kontrolleinheit vorhanden, die mit jedem zusätzlichen Speicher derart verschaltet und derart ausgebildet ist, dass ein Eingangssignal während einer Abschaltung einer Zelle des Mobilfunknetzes in jedem zusätzlichen Speicher speicherbar ist, insbesondere genau für eine Länge eines IPDL-Zeitraumes gespeichert werden kann. Die Kontrolleinheit kann beispielsweise einen Mikrocomputer aufweisen. Die Kontrolleinheit sorgt dafür, dass das für die Positionsbestimmung maßgebliche Eingangssignal genau für die Länge eines IPDL-gap in der zusätzlichen Speichereinheit zwischengespeichert wird.
• Eine erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung weist vorzugsweise eine HF-Stufe, einen nachfolgenden Mixer und einen nachfolgenden Analog-Digital-Wandler auf, welcher an dem als Empfangspuffer geschalteten digitalen Speicher angeschlossen ist.
• Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung ist eine Signal-Entspreizungseinheit zur Teilnehmeridentifizierung vorgesehen. Die Teilnehmeridentifizierung erfolgt durch ein codiertes Signal bzw. durch CDMA-Codierung, wobei alle Teilnehmer denselben Frequenzbereich belegen können. Eine Teilnehmerseparierung ist durch die CDMA-Codierung möglich. Die CDMA-Entspreizung erfolgt vorzugsweise in den einzelnen RAKE-Fingern in einem Chiptakt, wobei als Chip ein Element der verwendeten CDMA-Spreizfolge zu verstehen ist.
• Von Vorteil ist es, wenn die Signal-Entspreizungseinheit als RAKE-Empfänger ausgebildet ist. Durch den RAKE-Empfänger kön nen die infolge der Mehrwege-Ausbreitung zeitversetzten Signale zeitrichtig überlagert werden. Eine Signal-Demodulation erfolgt vorzugsweise in den einzelnen RAKE-Fingern des RAKE-Empfängers.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren, können infolge der Zwischenspeicherung der für die Pfadprofilbestimmung geeigneten Daten diese zu einem späteren Zeitpunkt ausgelesen und ausgewertet werden. Hieraus können bei einem günstigen Signal-zu-Rausch-Verhalten erheblich mehr Messwerte ermittelt werden. Eine Pfadsuche wird vorzugsweise durch die Pfad-Identifikationseinheit außerhalb des Zeitraumes der Abschaltung der Sendeleistung eine Pfadsuche für eine oder mehrere Zellen bzw. Basisstationen vollzogen.
• Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen genannt.
• Die Erfindung sowie weitere Vorteile derselben werden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
• Es zeigt:
• 1 eine Prinzipdarstellung eines zellularen Mobilfunknetzes mit einem Endgerät,
• 2 eine schematische Darstellung einer Luftschnittstelle eines Mobilfunknetzes mit einem mobilen Endgerät und einer Basisstation,
• 3 eine schematische Darstellung eines Pfadprofils einer Zelle des Mobilfunknetzes mit einem leistungsschwachen ersten Pfad, und
• 4 eine schematische Darstellung einer Schaltungsanordnung einer erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung.
• Die Erfindung wird insbesondere anhand der 4 veranschaulicht. Zuvor werden aber wichtige Aspekte in einem bevorzugten UMTS-Funknetzwerk anhand der 1 bis 3 veranschaulicht.
• 1 zeigt ein Szenario in einem (idealisierten) hexagonalen Zellnetz, insbesondere in einem UMTS-Mobilfunknetz 1. Im Mobilfunknetz 1 befindet sich ein mobiles Endgerät 2, insbesondere ein CDMA-Funkempfänger. Die gezeigte Lösung beruht vorzugsweise auf dem 3GPP-Standard.
• Das Endgerät 2 befindet sich innerhalb einer von mehreren Zellen 3. Jeweils drei Zellen 3a, 3b, 3c sind einer Basisstation 4 zugeordnet, wobei jede Basisstation 4 sektorweise die umliegenden Zellen 3a–3c versorgt. Drei Zellen 3a–3c bilden einen Sektor. Die benachbarten Basisstationen 4a–4f als auch die Basisstation in der Zelle des Endgerätes, wobei die Stationen 4a– 4g auch als Node-Bs bezeichnet werden, senden dem Endgerät 2 ein Signal, was in 1 durch gestrichelte Linien veranschaulicht wird. Das Endgerät 2 empfängt diese Signale und misst die Zeitdifferenzen der Signale. Das Endgerät 2 empfängt praktisch sogenannte Downlink-Pilot- bzw. Signalisierungskanäle der benachbarten Basisstationen. Das Signal der Basisstation 4c benötigt beispielsweise weniger Zeit als das Signal von der Basisstation 4e bis zum Endgerät, wie aus der kürzeren gestrichelten Linie erkennbar ist.
• Die Messergebnisse bzw. die ermittelten Zeitunterschiede werden dem Netz über einen sogenannten Uplink-Kanal mitgeteilt, wobei diese Ergebnisse in diesem Fall der Basisstation 4C in der Zelle des Endgerätes oder auch mehreren Basisstationen gleichzeitig mitgeteilt werden. Aus diesen Messwerten wird die Position des Endgerätes berechnet. Verfahren zur Positionsbestimmung sind an sich im Stand der Technik bekannt und werden hier nicht mehr im Detail erläutert. Bei dem OTDOA-Verfahren (Observed Time Difference of Arrival) in der Ausprägung nach dem 3GPP-Standard werden dem Netz die Zeitdifferenzen zwischen dem Empfang zweier pCPICH-Signale (von zwei unterschiedlichen Zellen) mit dem Zweck der OTDOA-Positionsbestimmung mitgeteilt. Nach der Standarddefinition werden die Messwerte dieser spezifischen Zeitdifferenzen mit dem Terminus "SFN-SFN observed time difference Type 2" bezeichnet.
• 2 veranschaulicht anhand eines Multipfad-Szenarios beispielhaft die Mehrwege-Ausbreitung. Eine Basisstation 4 sendet dem Endgerät 2 ein Signal. Im Mobilfunknetz unterliegt dieses Funksignal insbesondere der Reflexion, Streuung und Beugung. Das Funksignal kann nämlich diverse Hindernisse, wie Gebäude G1, G2, Berge B oder Lastkraftwagen L, treffen und dadurch zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Empfänger bzw. dem Endgerät 2 ankommen, was durch Pfade P1 bis P4 veranschaulicht ist. Das Endgerät 2 empfängt z.B. vier mal kurz nacheinander das gleiche Funksignal, was vereinfacht gesagt mit einem Echo vergleichbar wäre.
• 3 veranschaulicht beispielhaft ein Pfadprofil mit sechs Pfaden P1 bis P6. In 3 sind die Pfade P1 bis P6 über die Zeit aufgetragen, wie sie am Endgerät 2 ankommen, wenn keine interferenzverbessernden Maßnahmen getroffen sind. Die unterschiedliche Höhe der Pfade P1 bis P6 verdeutlicht ihre unterschiedliche Leistung. Der erste Pfad P1 ist beispielsweise leistungsschwächer als der zweite bis vierte Pfad P2–P4 und sogar als der sechste P6. Die Linie 10 markiert eine Leistungsgrenze, die die Pfade P1–P6 übersteigen müssen, damit diese zu einer Demodulation verwendet werden würde. Die Pfade P1 und P5 liegen unterhalb dieser Leistungsgrenze.
• Durch eine bevorzugte Verwendung der IPDL-Option (Idle Period Downlink) im 3GPP-Standard wird in vorteilhafter Weise das Interferenz-Niveau für die erfindungsgemäße Empfangsvorrich tung und das erfindungsgemäße Verfahren gesenkt. Dies bedeutet auch, dass die Leistungsgrenze 10 gesenkt werden kann und bei gleicher Korrelations- bzw. Messzeit P1 noch sicher von Interferenz bzw. Rauschen unterschieden werden kann.
• Die IPDL-Option im 3GPP-Standard ist hinreichend bekannt und wird daher hier nicht in allen Details erläutert. Hierbei werden Zellen bzw. Basisstationen abgeschaltet, um eine interferenzarme Signalübertragung für eine Positionsbestimmung des Endgerätes zu ermöglichen. Dem Endgerät sind hierbei die Zeitpunkte der einzelnen Abschaltungen bekannt. Diese Abschaltungen sind zu bestimmten Zeitpunkten festgelegt.
• 4 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen CDMA-Empfänger-Struktur (code division multiple access) bzw. einer erfindungsgemäßen Empfangsvorrichtung für das Endgerät 2.
• Die Empfangsvorrichtung ist mit einem als Empfangspuffer geschalteten digitalen Speicher EP, einer Zell-Identifikationseinheit ZIE, einer Pfad-Identifikationseinheit PIE und einer Signal-Entspreizungseinheit E versehen.
• Erfindungsgemäß ist vor der Pfad-Identifikationseinheit PIE ein zusätzlicher digitaler Speicher DS angeschlossen.
• Grundsätzlich können mehrere parallele Pfad-Identifikationseinheiten vorgesehen werden. Dabei kann für diese mehreren Pfad-Identifikationseinheiten sinnvollerweise genau ein zusätzlicher digitaler Speicher DS vorgesehen sein oder es kann theoretisch auch vor jeder Pfad-Identifikationseinheit ein zusätzlicher digitaler Speicher DS angeschlossen sein. Die Anzahl der erforderlichen Pfad-Identifikationseinheiten wird bei erfindungsgemäßer Verschaltung einer Speichereinheit jedenfalls gesenkt.
• Im zusätzlichen digitalen Speicher DS wird das vom Endgerät 2 empfangene Funksignal, das für eine Positionsbestimmung des Endgerätes 2 maßgeblich ist, während eines IPDL-gaps in zeit- und wertediskreter Form abgespeichert, insbesondere innerhalb von ½ bis 1 Slot, abgespeichert.
• Diese gespeicherten Daten werden aus dem zusätzlichen digitalen Speicher DS vorzugsweise außerhalb des IPDL-gaps ausgelesen, sozusagen „offline". Die Daten werden der nachgeschalteten Pfad-Identifikationseinheit PIE zur Verfügung gestellt, woraus diese eine für die Positionsbestimmung des Endgerätes 2 erforderliche Pfadprofilbestimmung für unterschiedliche Nachbarzellen durchführen kann. Die Aufforderung zur Datenübergabe übernimmt insbesondere ein im Endgerät 2 integrierter digitaler Signal-Prozessor DSP oder Mikrocontroller. Der digitale Signal-Prozessor DSP ist über einen Bus und/oder eine direkte Signalleitung mit dem zusätzlichen digitalen Speicher DS verbunden (nicht dargestellt).
• Die Pfadprofilbestimmung kann für eine, aber auch für mehrere Basisstationen 4a bis 4g (vgl. 1) bzw. Sektoren und/oder Zellen erfolgen.
• Vorzugsweise kann auch die Pfad-Identifikationseinheit PIE während des IPDL-gaps eine für die Positionsbestimmung des Endgerätes 2 erforderliche Pfadprofilbestimmung durchführen, sozusagen „online" wie durch Linie 11 veranschaulicht ist.
• Die Pfadprofilbestimmung kann online und/oder offline für eine, aber auch für mehrere Basisstationen 4a bis 4g (vgl. 1) oder Zellen erfolgen.
• Vorzugsweise übernimmt der digitale Signalprozessor DSP auch diverse Nachverarbeitungsschritte. Diese Nachverarbeitung erfolgt durch Software, während die für die Positionsbestimmung des Endgerätes 2 maßgeblichen Ergebnisse und/oder Informatio nen und Daten insbesondere im Wesentlichen durch Hardware erfolgt.
• Vorzugsweise ist der zusätzliche digitale Speicher DS zwischen dem als Empfangspuffer geschalteten digitalen Speicher EP und der Pfad-Identifikationseinheit PIE angeschlossen.
• Der als Empfangspuffer geschaltete digitale Speicher EP hat die Aufgabe, die von einer oder mehreren Basisstationen 4a bis 4g dem Endgerät gesendeten Funksignale in digitaler Form abzuspeichern bzw. sogenannte Empfangssamples aufzunehmen. Dieser stellt die gewünschten Samples, insbesondere portionsweise, den nachfolgenden Einheiten – und zwar dem erfindungsgemäßen zusätzlichen digitalen Speicher DS, der Zell-Identifikationseinheit ZIE und der Signal-Entspreizungseinheit E – zur Verfügung. Vorzugsweise erfolgt durch den digitalen Signalprozessor DSP oder Mikrocontroller eine Aufforderung, die gespeicherten Daten bzw. Funksignale auszulesen.
• Die Zell-Identifikationseinheit ZIE hat die Aufgabe, die Basisstationen 4a–4g bzw. die Zellen zu suchen und zu identifizieren. Im UMTS-Standard beispielsweise wird für eine Leistungsmessung am Endgerät ein über den CPICH-Kanal (Common Pilot Channel) jeder Basisstation 4a bis 4g (1) übertragenes Signal verwendet. Die Messergebnisse zu den zu überwachenden Zellen bzw. Basisstationen werden vom Endgerät 2 dem Netzwerk mitgeteilt. Im Regelfall sind mehrere Basisstationen an der Übertragung von Nutzdaten zum mobilen Endgerät 2 beteiligt. Zell-Identifikationseinheiten ZIE sind hinreichend bekannt und brauchen daher nicht näher beschrieben zu werden.
• Die in 4 abgebildete Entspreizungseinheit E ist insbesondere als RAKE-Empfänger ausgebildet. Die Funktionsweise eines RAKE-Empfängers ist bekannt und wird im Folgenden kurz angesprochen:
  Durch die Mehrwege-Ausbreitung treten am Empfänger bzw. Endgerät 2 mehrere Signal-Empfangsversionen auf, die zeitlich zueinander verschoben und unterschiedlich abgeschwächt sind, was bereits anhand der 2 und 3 erläutert worden ist. Das Funktionsprinzip des RAKE-Empfängers beruht darauf, mehrere dieser Empfangssignale zueinander getrennt auszuwerten und dann zur Erzielung eines möglichst hohen Detektionsgewinns zeitrichtig zu überlagern. Sogenannte RAKE-Finger verarbeiten die Signale der einzelnen Pfade P1 bis P6 (vgl. 3) oder eine Untermenge davon. Der RAKE-Empfänger umfasst daher eine Mehrzahl von parallelen RAKE-Fingern, wobei jeder RAKE-Finger genau einem Pfad (P1 bis P6) der Luftschnittstelle zugeordnet ist. Die Anzahl der zu verarbeitenden Pfade kann beispielsweise acht sein.
• vorzugsweise ist der RAKE-Empfänger derart ausgebildet, dass dieser wenigstens einen im Zeitmultiplex betriebenen physikalischen RAKE-Finger zur Demodulation von mehreren Signalen aufweist. Insbesondere sind alle RAKE-Finger so ausgebildet. Die RAKE-Finger können zur Demodulation von Daten oder Signalisierungskanälen einer oder mehrerer Basisstationen eingesetzt werden.
• Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Empfangsvorrichtung des Endgerätes 2 als CDMA-Empfänger (code division multiple access) ausgebildet, d.h. dieser verwendet ein Vielfachzugriffsverfahren. Beim CDMA belegen alle Teilnehmer bzw. Endgeräte denselben Frequenzbereich, jedoch wird das Funksignal für bzw. von jedem Teilnehmer bzw. Kanal unterschiedlich codiert. Durch die unterschiedliche CDMA-Codierung wird eine Teilnehmerseparierung bzw. Teilnehmeridentifikation möglich. Bei der bevorzugten CDMA-Codierung wird einem Datensymbol des zu separierenden digitalen Datensignals senderseitig ein teilnehmerspezifischer CDMA-Spreizcode aufgeprägt. Die aufgeprägten Spreizcodes machen die ausgesendeten Datensymbole gleichsam einem Fingerabdruck voneinander unterscheidbar. Die Entspreizungseinheit E ist ebenfalls in 4 gezeigt.
• Das Endgerät 2 umfasst, wie 4 zeigt, eine HF-Stufe HF. In dieser wird aus den empfangenen Signalen der Antenne A der für den Downlink des UMTS vorgesehene Frequenzbereich herausgefiltert. In der HF-Stufe befinden sich hochfrequente, rauscharme Verstärkerstufen, die das gefilterte Signal verstärken.
• Das Ausgangssignal der HF-Stufe HF wird in einem Mixer M derart heruntergemischt, dass ein gewünschter UMTS-Kanal, von insbesondere 5 MHz Bandbreite als Basisbandsignal einer nachfolgenden Stufe zur Verfügung steht.
• Die nachfolgende Stufe ist eine analoge Basisband-Einheit aBB, die eine Filterung und Verstärkung des Signals vornimmt.
• Anschließend wird das analoge Signal in ein wert- und zeitdiskretes digitales Signal mittels eines Analog-Digital-Wandlers ADC umgewandelt, wobei in der angekoppelten digitalen Basisband-Einheit dBB eine weitere Signalverarbeitung erfolgt. Diese digitalen Daten werden dann durch den als Empfangspuffer vorgesehenen digitalen Speicher EP, bzw. Hauptspeicher, gesichert, wobei der zusätzliche digitale Speicher DS als Hilfsspeicher bezeichnet werden kann.
• Das Endgerät 2 umfasst im Allgemeinen weitere Komponenten, die in der 4 nicht dargestellt sind. Diese sind ein Dekodierer und/oder ein Kanalmultiplexer und/oder Steuereinrichtungen und/oder Signalleitungen, die ausgehend vom zusätzlichen digitalen Speicher und/oder der gezeigten und/oder einer weiteren Controller-Einheit die Signalflüsse und/oder das Signalverhalten der in der 4 gezeigten Einheiten steuern.
• Der digitale Speicher DS ist insbesondere als ein RAM-Speicher ausgebildet. Dieser kann auch aus mehreren parallelen oder anders geschalteten Einzelspeichern bestehen.

Claims (17)

1. Empfangsvorrichtung für ein Endgerät (2) eines zellularen UMTS-Mobilfunknetzes mit einem als Empfangspuffer für Signaldaten geschalteten digitalen Speicher (EP), einer Zell-Identifikationseinheit (ZIE) und einer Pfad-Identifikationseinheit (PIE), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem als Empfangspuffer geschalteten digitalen Speicher (EP) und der Pfad-Identifikationseinheit (PIE) ein zusätzlicher digitaler Speicher (DS) angeschlossen ist, in dem ein Eingangssignal während einer Abschaltung einer Zelle des Mobilfunknetzes genau für eine Länge eines IPDL-Zeitraumes gespeichert werden kann.
2. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Pfad-Identifikationseinheit (PIE) vorhanden ist.
3. Empfangsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, mindestens eine Kontrolleinheit, die mit dem zusätzlichen Speicher (DS) derart verschaltet und/oder derart ausgebildet ist, dass ein Eingangssignal während einer Abschaltung einer Zelle des Mobilfunknetzes in dem zusätzlichen Speicher (DS) speicherbar ist, insbesondere genau für eine Länge eines IPDL-Zeitraumes gespeichert werden kann.
4. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,eine HF-Stufe (HF), einen nachfolgender Mixer (M) und einem nachfolgenden Analog-Digital-Wandler (ADC), welcher an dem als Empfangspuffer geschalteten digitalen Speicher (EP) angeschlossen ist.
5. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, eine Signal-Entspreizungseinheit (E) zur Teilnehmeridentifizierung.
6. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signal-Entspreizungseinheit (E) als RAKE-Empfänger ausgebildet ist.
7. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet eine Busstruktur an der ein digitaler Signalprozessor (DSP) angeschlossen ist.
8. Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet eine Ausbildung derart, dass IPDL-OTDOA-Messwerte nach dem 3GPP-Standard verarbeitet werden können.
9. Verfahren zur Ortsbestimmung eines Endgerätes (2) eines zellularen UMTS-Mobilfunknetzes, bei dem Empfangszeitpunkte von detektierten Pfaden (P1–P6) von empfangenen Zellen im Endgerät festgestellt werden und bei dem die Sendeleistung einer Zelle für einen festgelegten Zeitraum abgeschaltet wird, insbesondere unter Anwendung einer Empfangsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während diesem Zeitraum der Abschaltung einer Zelle ein vom Endgerät (2) empfangenes und zu einer Pfad-Identifikation dienendes Empfangssignal genau für eine Länge eines IPDL-Zeitraumes gespeichert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das gespeicherte Signal zur Pfad-Identifikation in mindestens einer, vorzugsweise einer einzigen Pfad-Identifikationseinheit (PIE) ausgewertet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Pfad-Identifikationseinheit (PIE) während des Zeitraumes der Abschaltung der Sendeleistung eine Pfadsuche für mindestens eine Zelle und/oder Basisstation vollzieht.
12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Pfad-Identifikationseinheit (PIE) außerhalb des Zeitraumes der Abschaltung der Sendeleistung eine Pfadsuche für eine oder mehrere Zellen vollzieht.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfad-Identifikationseinheit (PIE) wahlweise während oder außerhalb des Zeitraumes der Abschaltung der Sendeleistung eine Pfadsuche für mindestens eine Zelle und/oder Basisstation vollzieht.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Weiterverarbeitung der von der Pfad-Identifikationseinheit (PIE) durchgeführten Signalverarbeitung durch einen digitalen Signalprozessor (DSP) erfolgt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das CDMA-Verfahren angewendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass dadurch "SFN-SFN-observed time difference Type 2"-Werte gemäß 3GPP-Standard ermittelt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein Netzwerk des Mobilfunknetzes Zeitunterschiede zur Positionsberechnung empfängt, wobei eine Positionsberechnung des Endgerätes (2) vom Netzwerk selbst durchgeführt wird.