Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Ortsbestimmung von Paketdaten- dienst-fahigen Funkstationen in einem Kommunikationssystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ortsbestim- mung von Paketdatendienst-fahigen Funkstationen m einem Kommunikationssystem mit den Oberbegriffliehen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Kommunikationssystem mit Einrichtungen zum Durchfuhren eines solchen Verfahrens.
In Funk-Kommunikationssystemen werden Informationen, bei- spielsweise Sprache, Bildmformationen oder andere Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen ber eine Funkschnittstelle zwischen sendender und empfangender Station (Basissta- tion bzw. Teilnehmerstation) übertragen. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Tragerfrequen- zen, die m dem für das jeweilige System vorgesehenen Frequenzband liegen. Für zukunftige Mobilfunksysteme mit CDMA- oder TD/CDMA-Ubertragungsverfahren (TD/CDMA: Time/Code Division Multiple Access) über die Funkschnittstelle, beispielsweise das UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Systeme der 3. Generation sind Frequenzen im Frequenzband von ca. 2000 MHz vorgesehen.
In bestehende Mobilfunknetze nach dem GSM-Standard (GSM: Global System for Mobile Communications) mit Frequenzen zwischen 400 MHz und 2000 MHz werden derzeit neuartige Datendienste wie der Paketdatendienst GPRS (General Packet Radio Service) sowie dessen Erweiterung EDGE/EGPRS (Enhanced Data Rates for GSM Evolution / Enhanced GPRS) eingeführt. Die Übertragung im Mobilfunknetz findet hierbei nicht verbmdungsorientiert bzw. nicht leitungsvermittelt, sondern in Form von Paketdaten statt. Diese Art der Übertragung nutzt die gegebenen Ubertra- gungsressourcen im Mobilfunknetz beispielsweise durch Mul- tiplexing besser aus.
Beim TDMA-Verfahren, wie z.B. bei GSM oder auch TDD-UMTS (TDD: Time Division Duplex) , st für eine TDMA-Komponente eine Aufteilung eines breitbandigen Tragers mit z.B. einem Frequenzbereich von 5 MHz bei UMTS oder eines schmalbandigen Tragers mit z.B. 200 kHz bei GSM in mehrere Zeitschlitze gleicher Zeitdauer vorgesehen. Bei TDD-UMTS wird auf der gleichen Tragerfrequenz ein Teil der Zeitschlitze m Abwartsrichtung DL (Downlmk) von der Basisstation zur Teilneh er- station und ein Teil der Zeitschlitze in Aufwartsrichtung UL (Uplmk) von der Teilnehmerstation zur Basisstation benutzt. Beim GSM-Standard sind für die Aufwartsverbmdung und die Ab- wartsverbmdung jeweils acht Zeitschlitze auf zwei durch einen Duplexabstand getrennten 200 kHz Tragerfrequenzen vorgesehen. Zur Datenübertragung bei den Paketdatendiensten GPRS/EGPRS nach dem GSM-Standard wird jedem Zeitschlitz ein Paket-Daten-Verkehrskanal PDTCH (Packet Data Traffic Channel) zugeordnet. Die Paket-Daten-Verkehrskanale sind unidirektio- nal. Eine Übertragung findet entweder m Aufwartsverbmdung (UL) für die Paketdatenubertragung von der Teilnehmerstation zur Basisstation oder m Abwartsverbindung (DL) für die Paketdatenubertragung von der Basisstation zur Teilnehmerstation statt. Dabei kann ein Paketdaten-Verkehrskanal einem Teilnehmer bei einer statischen Kanalvergabe (fixed allocation nach GSM 04.60) fest für ein bestimmtes Zeitmtervall oder bei einer dynamischen Kanalvergabe (dynamic allocation nach GSM 04.60) mehreren Teilnehmern gleichzeitig zugewiesen werden, d.h. mehrere Teilnehmer werden auf diesem Paketdaten- Verkehrskanal versorgt (Multiplex g) . Das gilt für die Auf- und Abwartsverbindung unabhängig voneinander.
Bei diesen Systemen ist es für eine Vielzahl von Zwecken erforderlich die momentanen Standorte von Teilnehmerstationen zu bestimmen. Zur effizienten Realisierung der Ortsbestimmung sind Ortsbestimmungsdienste (Location Services) bekannt, die auch für Teilnehmerstationen für paketdatenfahige (GPRS, EDGE) Mobilfunkdienste GSM-Mobilfunknetzen eingesetzt werden.
Für leitungsvermittelte Dienste (Circuit Switched Services) gibt es im Standard bereits eine Vielzahl von Verfahren wie TA (Timing Advance) , E-OTD (Enhanced Observed Time Differen- ce) , GPS (Global Positioning System), etc. Bei dem Verfahren TA erhält beispielsweise das zuständige Mobilstations-
Lokalisierungszentrum (SMLC: Serving Mobile Location Center) eine Anfrage nach der gegenwärtigen Position einer bestimmten Teilnehmerstation. Falls die Teilnehmerstation zu diesem Zeitpunkt untätig („idle*) ist, wird sie vom Netz aus ange- sprochen bzw. ein „Pagingw ausgeführt, woraufhin das Netz der Teilnehmerstation einen Kanal zuweist. Im reservierten bzw. geschalteten Zustand („dedicated mode* ) ist die Teilnehmerstation bereits auf einem Kanal aktiv. Das zuständige Mo- bilstations-Lokalisierungszentrum fordert daraufhin den im Basisstationssystem aktuell verwendeten TA sowie optional den zuletzt von der Teilnehmerstation gesendeten Meßbericht (Mea- surement Report) vom Basisstationssystem an. Nach Weitergabe dieser Daten an das zuständige Mobilstations- Lokalisierungszentrum wird dort die Position der Teilnehmer- Station nach bekannten Verfahren berechnet und abschließend das Positionsergebnis an die anfragende Einheit weitergeleitet. Ferner gibt es auch Verfahren, bei denen etwa die Teilnehmerstation eigenständig kontinuierlich ihre Position berechnet und dem Netz aufgrund von Anfragen mitteilt, bzw. Verfahren, die eine Ortsbestimmung mittels einer externen
Hardware, z.B. einer sogenannten Lokationsbestimmungseinheit (LMU: Location Measurement Unit) , vornehmen.
Nachteilig ist bei solchen Verfahren, dass das Netz der Teilnehmerstation dedizierte Kanäle zuweisen muss, beispielsweise zur Abfrage von positionsrelevanten Meßdaten, was letztendlich nachteilig für die Zellkapazität ist. Ferner kann stets nur eine Teilnehmerstation nach der anderen abgefragt werden. Das Basisstationssystem muss auf Anfragen hin jedesmal Kontakt mit der Teilnehmerstation aufnehmen, bevor es die für die Position relevanten Meßdaten an das zuständige Mobilsta- tions-Lokalisierungszentrum liefern kann. Ohne vorherige An-
frage ist also dem Netzwerk bei bestehenden Ortsbestimmungs- Verfahren (LCS: location service) die Position einer Teilnehmerstation nicht bekannt.
Bei solchen Ortsbestimmungsverfahren werden für sich bekannte Berechnungsmethoden zur Ortsbestimmung der Teilnehmerstationen verwendet, beispielsweise beim TA Verfahren Laufzeit- Werte zwischen Teilnehmerstation und versorgender Basisstati- on.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, e verbessertes Verfahren zur Ortsbestimmung von Paketdatendienst-fahigen teilnehmerseitigen Stationen in einem Kommunikationssystem bzw. eine Vorrichtung zum Durchfuhren eines solchen Verfahrens vorzuschlagen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Ortsbestimmung von Paketdatendienst-fahigen teilnehmerseitigen Stationen einem Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. das Kommunikationssystem mit Einrichtungen zum Durchfuhren eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bzw. einen Speicher dafür gelost.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhangigen Ansprüchen.
Durch dieses Verfahren muss das Netz der Teilnehmerstation vorteilhafterweise keine dedizierten Kanäle zuweisen, so dass die Zellkapazitat geschont wird. Außerdem können nicht nur einzelne Teilnehmerstationen eine nach der anderen abgefragt werden, sondern auch mehrere zugleich.
Zumindest eine netzseitige Einrichtung, die vorzugsweise Bestandteil des Basisstationssystems ist, halt Orts- Informationen über die Teilnehmerstationen in ihrem Bereich gespeichert, so dass sie auf Anfragen sofort, ohne nochmals Kontakt zur entsprechenden Teilnehmerstation aufnehmen zu
müssen, die Position dieser Teilnehmerstation bzw. die positionsrelevanten Meßdaten liefern kann.
Für GPRS/EGPRS-fahige Teilnehmerstationen ist somit ein Verfahren bereitgestellt, bei dem das Basisstationssystem stets über den Ort der Teilnehmerstationen bzw. die positionsrele- vanten Meßdaten in seinen Zellen informiert ist, so dass das Basisstationssystem eine Anfrage von höheren Ebenen/Layern ohne Triggern der gewünschten Teilnehmerstation sofort beantworten kann. Ferner kann das Netzwerk durch das Setzen von Triggerpunkten - beispielsweise durch die Definition eines bestimmten Orts-Bereiches m seinem Versorgungsbereich - sofort nachgeordnete Funktionseinheiten selbsttätig ohne Anfrage informieren, wenn eine Teilnehmerstation diesen Ortsbereich betritt, sich dort aufhalt oder diesen verlasst. In diesem Fall kann die SMLC-Funktionalitat netzseitig bzw. im Basisstationssystem integriert sein oder sich abgesetzt in einer separaten Einrichtung (physikalisches oder stand-alone SMLC) befinden. Anhand der gewonnenen Informationen wie dem Ort aller Teilnehmerstationen, dem Signalpegel (Signal-Level) der diese bedienenden Zelle (n) (Servmg-Cell) sowie der Nachbarzellen und der Interferenz-Level am Ort der Teilnehmerstationen kann das Netz eine komplette Funkfeldplanungs-Karte sowie eine hochgenaue Verteilungskarte der Teilnehmerstationen in den Zellen erstellen. Das Verfahren kommt ohne zusatz- liehe neue Messeinrichtungen, d.h. auch ohne zusatzliche neue Baugruppen bzw. Hardware aus.
Eine bevorzugte Basis des Verfahrens beruht darauf, dass GPRS/EGPRS-fahige Teilnehmerstationen im Prinzip permanent im Netz angemeldet und diesem bekannt sind (GPRS attached) . Das Netzwerk kann hierbei die Teilnehmerstation im Speziellen bzw. über Broadcast-Systemmformationen alle Teilnehmerstationen in der Zelle auffordern, periodisch Meldungen zu schicken, aus denen das Netzwerk die Position der Teilnehmerstation ermittelt. Daher kann das Netz bei bekannter Teilneh- merstations-Position Trigger-Punkte setzen, bei denen das
Netz beim Betreten/Verlassen eines bestimmten Zellbereichs, z.B. eines Einkaufszentrums, sofort Informationen, z.B. Werbung, Sonderangebote, Kmoprogramm, etc. zum Beispiel mittels SMS (Short Message Service) an die Teilnehmerstation senden kann.
Das Verfahren basiert vorteilhafterweise komplett auf bekannten Signalisierungen der GSM-Spezifikationen, die allerdings sehr vorteilhaft und m gänzlich neuer Kombination ausgenutzt werden, z.B. sogenannter "Network Controlled Cell Reselecti- on", "Network Controlled Measurement Reports" und "Extended Measurement Reports" Das Verfahren funktioniert sowohl bei einer Teilnehmerstation im Ruhezustand wie auch im Betriebszustand (ldle bzw. packet transfer mode) .
Der Vorteil der Verwendung von GPRS/EGPRS liegt darin, dass keine dedizierten Kanäle vergeben werden müssen. Statt dessen liefern die Teilnehmerstationen periodische Meßberichte (Measurement Reports) , wobei diese vorteilhafterweise stets nur einen 20ms langen Funkblock bzw. einige wenige Funkblocke für längere Nachrichten auf einem Paketdatenkanal (PDCH) belegen, bzw. die Teilnehmerstationen werden bei Bedarf auf sogenannte gemeinsam verwendete Kanäle (shared Channels) zugewiesen, wo sie im Multiplexverfahren mit anderen Teilnehmerstationen ihre Daten übertragen.
Ein besonderer Vorteil des Verfahrens liegt außerdem darin, dass sogenannte Class A-Telefone, bzw. DTM (dual transfer mode) oder auch Simple Class A-Telefone im Gegensatz zu den heutigen Betriebsverfahren (E-OTD, GPS auf Basis von lei- tungsvermittelten Diensten) den Ortsbestimmungsdienst (LCS) ohne Service-Interrupt bedienen können, obwohl gleichzeitig leitungsvermittelt telefoniert wird. Dies ist möglich, da bei (Simple) Class A-Teilnehmerstationen ein gleichzeitiger Betrieb von Sprache und Daten möglich ist, d.h. der Ortsbestimmungs-Dienst kann auf dem paketvermittelnden (packet swit-
ched) Kanal bedient werden, während auf dem leitungsvermit- telten (circuit switched) Kanal ein Gespräch läuft.
Die beim einfachsten Ausführungsbeispiel verwendeten Algorithmen sind für sich bekannte Verfahrenselemente, die zur Bestimmung und Mitteilung des Interferenzpegels in einer Zelle am Ort der Teilnehmerstation MS, für den Zellwechsel bzw. optional Paket/Datenabrufanforderungen verwendet werden. Diese Drei sind mittels des beschriebenen Verfahrens jedoch auch zur Ortsbestimmung einsetzbar.
Das Verfahren kann auf alle GPRS/EGPRS fähigen Teilnehmerstationen in der Zelle angewendet werden. Um die Last im Netzwerk zu reduzieren, können jedoch auch nur einzelne Teilnehmer bedient werden. Das kann auch dazu benutzt werden, diesen Dienst nur gegen Entgelt zur Verfügung zu stellen.
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Überblick über ein Funk- Kommunikationssystem,
Fig. 2-4 Die im GSM Standard verfügbaren Meldungen für die Measurement Reports, die zum Durchführen eines Verfahrens zur Ortsbestimmung einer GPRS-fähigen Teilnehmerstation verwendet werden können.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht ein Mobilfunksystem als Beispiel eines Funk-Kommunikationssystems aus einer Vielzahl von Mobilvermittlungsstellen MSC sowie Dienste- und Zugangsnetzknoten SGSN (Serving GPRS Support Node) , die untereinander vernetzt sind bzw. den Zugang zu einem Festnetz PSTN oder einem Paketdatennetz PDN herstellen. Weiterhin sind diese Mobilvermittlungsstellen MSC mit jeweils zumindest einer Ba- sisstations-Steuereinrichtung BSC/ einer Einrichtung RNM zum Zuteilen von funktechnischen Ressourcen verbunden. Jede die-
ser Einrichtungen BSC ermöglicht wiederum eine Verbindung zu zumindest einer Basisstation BTS. Eine solche Basisstation BTS kann über eine Funkschnittstelle eine Verbindung zu teilnehmerseitigen bzw. Teilnehmer-Stationen, z.B. mobilen Stati- onen MS oder anderweitigen mobilen und stationären Endgeraten aufbauen. Die Basisstationen und die diese steuernden Einrichtungen bilden ein Basisstationssystem (BSS/Base Station System) .
Durch jede Basisstation BTS wird zumindest eine Funkzelle Z gebildet, innerhalb derer eine Kommunikation mit Teilnehmerstationen MS, MSI,... möglich ist. Bei einer Sektorisierung oder bei hierarchischen Zellstrukturen werden pro Basisstati- on BTS auch mehrere Funkzellen Z versorgt. Typischerweise u- berschneiden sich die Bereiche benachbarter Funkzellen, so dass ein Wechsel von dem Bereich einer Funkzelle Z den Bereich einer anderen Funkzelle Z problemlos möglich sind.
In Fig. 1 sind beispielhaft bestehende Verbindungen VI, V2, V3 zur Übertragung von Nutzinformationen und Signalisierungs- mformationen zwischen mobilen Teilnehmer-Stationen MS und einer Basisstation BTS und eine Anforderung zur Ressourcenzuteilung oder eine kurze Bestatigungsmeldung in einem Zugriffskanal (P)RACH ((Packet) Random Access CHannel) durch eine weitere mobile Station MS dargestellt. Weiterhin ist ein Organisationskanal BCCH (Broadcast Control CHannel) darge- stellt, der zur Übertragung von Nutz- und Signalisierungsm- formationen mit einer definierten Sendeleistung von jeder der Basisstationen BTS für alle mobilen Stationen MS bereitgestellt wird.
Ein Operations- und Wartungszentrum OMC realisiert Kontroll- und Wartungsfunktionen für das Mobilfunksystem bzw. für Teile davon. Die Funktionalitat dieser Struktur ist auf andere Funk-Kommunikationssysteme übertragbar, insbesondere für Teilnehmerzugangsnetze mit drahtlosem Teilnehmeranschluß.
Gemäß einer beispielhaften, bevorzugten Ausfuhrungsform kann bei einem solchen System ein Verfahren zur Ortsbestimmung einer oder mehrerer Teilnehmerstationen MS für das Paketdatensystem GPRS/EGPRS im Übertragungsmodus ("transfer Mode") mit aktiver Paketdatenubertragung (Temporary Block Flow: TBFs) und im Ruhezustand ("ldle Mode") angewendet werden. Im Netz wird für die angemeldeten Teilnehmerstationen MS im Bereich der Basisstations-Steueremrichtung BSC oder evtl. auch im unterstutzenden Netzknoten für ein bedienendes Paketdatennetz (SGSN: Serv g GPRS Support Node) oder im SMLC eine Datenliste X angelegt, der für die jeweiligen Teilnehmerstationen MS Ort, Timmg Advance TA in der jeweiligen Zelle Z (Servmg- Cell) , RXLEV-Werte (RXLEV: REceive LEVel/Empfangspegel) und Interferenz-Werte abgespeichert werden.
Zur Steuerung der Verfahrensablaufe kann beispielsweise auf für sich bekannte Kontroll-Meldungen und Steuermechanismen zurückgegriffen werden, die für sich genommen bekannt sind, derzeit (siehe z.B. GSM 04.60, GSM 05.08) jedoch für jeweils ganzlich andere Zwecke eingesetzt werden.
Die von der Teilnehmerstation ans Netz übermittelten Meldungen und ihre Inhalte sind in den Fig. 2 - 4 skizziert.
Beispielhafte Algorithmus-Abläufe können insbesondere für das Anmelden einer Paketdatendienst-fahigen Teilnehmerstation und die externe Anforderung einer Positionsbestimmung bereitge- stellt werden.
Beim Anmelden einer Teilnehmerstation für GPRS/EGPRS am Netz soll deren Position kontinuierlich bestimmt und abgespeichert werden, weshalb die Teilnehmerstation aufgefordert wird, die Messberichte (Measurement Reports) periodisch zu schicken. Das Netz wertet diese sowie die TA-Messwerte aus und berechnet die Position der Teilnehmerstation MS. Eventuell wird die Teilnehmerstation MS dazu noch per "NC Cell Reselection" in die Nachbarzellen versetzt.
Für das Bedienen von eingehenden externen Teilnehmerstations- Positionsanforderungen können, wenn die Position der Teilnehmerstation MS im Netz hinreichend genau bekannt ist, diese Informationen vom Basisstationssystem BSS direkt übermittelt werden. Ansonsten muss die Teilnehmerstation MS gepollt werden, um die Position erst zu bestimmen bzw. um die Positionsangaben hinreichend zu verbessern.
Bei GPRS/EGPRS werden sogenannte "NC Measurement Reports" bzw. netzinitiierte Messberichte von dedizierten bzw. allen Teilnehmerstationen MS der Zelle Z periodisch an die netz- seitigen Einrichtungen gesendet, wenn dies von der Basissta- tion BTS über eine per Rundfunk- bzw. Nachrichtenkanal mitgeteilte Anforderung, z.B. die PSI 5 Packet_System_Informatιon_Message, gefordert wird (NC_CONTROL_ORDER-Feld) . Die Periode solcher Sendungen kann beim derzeit bekannten System mittels entsprechender Rundfunk/broadcast-Parameter für Teilnehmerstationen MS im Ruhezustand (ldle mode) (NC_Reportmg_Peπod) _bzw. für Teilnehmerstationen MS im Übertragungsmodus (transfer mode) (NC_Reportmg_Perιod_C)_zwιschen 0,48 und 60,44 Sekunden eingestellt werden. Die Meldung enthalt die Kennung TLLI (Temporary Logical Link Identifier) der Teilnehmerstation sowie den Empfangspegel (RXLEV_SERVING CELL) und die Interferenz (INTERFERENCE_SERVING CELL) in der Zelle (siehe Fig. 2, 3) am Ort der Teilnehmerstation MS. Ferner werden auch die Empfangspegel der Nachbarzellen übertragen (RXLEV_N) .
Weiterhin können für Teilnehmerstationen MS im Ruhezustand (ldle mode) periodisch sogenannte erweiterte Messberichte bzw. "EXTENDED Measurement Reports" an die netzseitigen Ein- richtungen geschickt werden (EXT_CONTROL_ORDER) . Die Periode ist hier derzeit zwischen 60 und 7.680 Sekunden einstellbar.
Dieser Bericht bzw. Report bemhalt neben der Teilnehmerken- nung (TLLI) den Interference-Level am Ort der Teilnehmerstation MS auf allen derzeit acht Zeitschlitzen
( I_LEVEL_TN0...7 ) sowie die Empfangsfeldstärkewerte RXLEV der Nachbarzellen (RXLEV_N) am Ort der Teilnehmerstation MS.
Die zu messende Nachbarzell-Liste (ARFCN, BSIC, ...) wird der Teilnehmerstation MS zuvor vom Netz zugewiesen (z.B. derzeit: (BA(GPRS), NC_FREQUENCY_LIST, EXT_FREQUENCY_LIST) ) .
Netzseitig kann vorgegeben werden, dass anstelle von allen nur von bestimmten Teilnehmerstationen MS in der Zelle Z solche Messberichte (NC Measurement Reports bzw. Extended Measurement Reports) periodisch ans Netz gesendet werden sollen. Dazu gibt es derzeit die Nachricht/Message "Pa- cket_Measurement_Order" . Eine Beschränkung auf die Übermittlung der Ortsangaben nur einzelner Teilnehmerstationen MS ist vorteilhaft, wenn sich z.B. zu viele Teilnehmerstationen MS in einer Zelle befinden, so dass es eventuell eine Überlast- Situation geben könnte, bzw. wenn nicht alle Teilnehmerstationen MS den Ortsbestimmungsdienst (LCS) nutzen sollen, beispielsweise weil die Teilnehmer der entsprechenden Teilnehmerstationen MS nicht für diesen Dienst angemeldet und zugelassen sind.
Außerdem kann die Periode zum Mitteilen der positionsrelevanten Meßdaten ans Netz für verschiedene Teilnehmerstationen MS unterschiedlich eingestellt werden, was zu gewissen Qualitätsunterschieden bei der Genauigkeit führt. So können sich bewegende Teilnehmerstationen MS angewiesen werden ihre posi- tionsrelevanten Meßdaten öfter zu senden, als Teilnehmerstationen MS, die sich gar nicht oder nur langsam bewegen.
Die Messdaten teilt die Teilnehmerstation MS im Ruhezustand (idle Mode) dem Netz vorteilhafterweise mit, indem sie zunächst einen Zugriff (Access) auf das Netz durchführt und da- bei einen oder mehrere Funk/Radio-Blöcke anfordert. Anhand des Zugriffssignals (Access Burst) , kann die Basisstation BTS sofort den Zeitfortschritt (Timing Advance TA) und somit den Abstand zwischen Teilnehmerstation MS und der Basisstation
BTS bestimmen. Bei den derzeitigen Verfahren ist dies mit ca. 500m Genauigkeit möglich. Durch Mittelung mehrerer TA Werte lasst sich diese Genauigkeit jedoch erhohen.
Mittels der zusätzlich vorhandenen Werte der Empfangsfeld- starke RXLEV der Nachbarzellen, allgemein bekannten elektromagnetischen Ausbreitungs-Gesetzen und den bekannten Positionen der Basisstationen BTSn der Nachbarzellen Zn, lasst sich schließlich der Ort der Teilnehmerstation MS genauer, jedoch in der Regel noch grob berechnen.
Ist weiterhin eine Karte mit Netzplanungsdaten, z.B. vorausberechneten Signalfeldstarken im Versorgungsgebiet des Netzes, gespeichert, lasst sich der Ort der Teilnehmerstation MS durch einen automatisierbaren Vergleich mit der Karte noch genauer bestimmen. Hierzu kann em iteratives Verfahren ver- wendet werden, da durch das hier beschriebene Verfahren eine hochgenaue Pegel/Interferenz-Karte berechnet wird, die dann wiederum oben als Eingabe für weitere Berechnungen dienen kann.
Die Verknüpfung der Daten mit der Teilnehmerstation MS und deren Abspeicherung in einer netzseitigen Einrichtung wie dem Speicher X der Basisstations-Steuere πchtung BSC (bzw. in Paketnetzen der sogenannte Servmg GPRS Support Node (SGSN) oder das SMLC) erfolgt vorzugsweise über Identifizierungskennzeichen, wie den für sich bekannten TLLI (Temporary Logi- cal Link Identifier), der für jede Teilnehmerstation MS eindeutig ist und in den oben genannten Nachrichten/Messages enthalten ist.
Zur weiteren Verbesserung der Ortsbestimmung kann das Netz bzw. dessen Basisstations-Steueremrichtung BSC die Teilneh- merstation MS im Ruhezustand (idle mode) mittels derzeit z.B. einer netzgesteuerten Zeilenverschiebung ("Network Controlled Cell Reselection") nacheinander von der die Teilnehmerstation bedienenden Zelle Z (Servmg Cell) m die Nachbarzellen Zn
verschieben, in deren Empfangsbereich sich die Teilnehmerstation MS ebenfalls befindet. Vorteilhafterweise ist die Zahl N solcher Nachbarzellen Zn, in die diese Teilnehmerstation MS verschiebbar ist, zumindest drei (N >= 3) . Derzeit verwendbar ist dafür die für sich bekannte Nachricht/Message "Pa- cket_Cell_Change_Order" .
Vorteilhafterweise ist dabei durch die Verwendung von Diensten bzw. Verfahren des GPRS-Dienstes keine Unterbrechung von bestehenden Diensten ("Service Interrupt") erforderlich, da im Ruhezustand (idle mode) keine Daten verschickt werden. Bei Anwendung des Verfahrens für Teilnehmerstationen MS im Übertragungsmodus (transfer mode) können dabei jedoch Daten verloren gehen, die später nochmals neu bzw. wiederholt übertragen werden müssen.
Vorteilhafterweise soll eine verfahrensgemäß zu verschiebende Teilnehmerstation MS zunächst immer in die Nachbarzelle (n) mit der größten Empfangsfeldstärke RXLEV geschoben werden. Durch das Verschieben bekommt das Netz auch Angaben über den Zeitfortschritt TA zu N Nachbar-Basisstationen BTSn und kann nun mit bekannten Methoden, wie der Schnittpunktberechnung der N Abstands-Kreise um die N Basisstationen BTSn, den Ort noch genauer berechnen. Um mit der Datenhaltung konsistent zu bleiben und den Verwaltungsaufwand zu minimieren, sollte eine Teilnehmerstation MS vorzugsweise immer nur zwischen den Zel- len eines Basistations-Steuereinrichtungs (BSC) -Gebietes verschoben werden.
Ausgehend von der vorstehend aufgeführten geringen Auflösung des TA-Wertes von ca. 500m kann die Auflösung stark verbessert werden, indem das Netz die periodisch von den Teilneh- merstationen MS hereinkommenden TA-Werte über die Zeit mit- telt. Die gleiche Mittelung sollte auch für die Werte der Empfangsfeldstärken RXLEV der Serving-Zelle und der Nachbarzellen durchgeführt werden. Ein weiteres Verbesserungspotenzial liegt in der Überabtastung (Oversampling) der Zugriff-
Signale (Access Bursts) in der Basisstation BTS bzw. der Ausnutzung weiterer Equalizer-Werte.
Das Netz kann auch von Teilnehmerstationen MS in der Paket- ubertragungsbetriebsart (packet transfer mode) die Zugriffs- Signale (Access Bursts) auf dem Zeitsteuerkanal für Paketdaten PTCCH (Packet Timing Control Channel) in die Mittelung einfließen lassen, die derzeit pro Teilnehmerstation MS ca. alle 2 Sekunden ans Netz geschickt werden. Reicht diese Information bei einer Teilnehmerstation MS bezogen auf dieGe- nauigkeit nicht aus, dann kann das Netz die Teilnehmerstation MS abfragen bzw. "pollen", z.B. mittels der sogenannten "Packet_Pollmg_Request" Nachricht. Hierbei schickt die Teilnehmerstation MS im Uplmk vier aufeinanderfolgende Access Bursts für Paketsteuerbestatigungen ("Pa- cket_Control_Acknowledgements" ) . Durch mehrfaches Pollen in kurzen Zeitabstanden kann sich das Netz eine beliebige Anzahl von Access Bursts zur hochgenauen Bestimmung des Zeitfortschritts TA einer Teilnehmerstation MS m einer Zelle Z bzw. Zn verschaffen.
Pro Zelle Z werden in naher Zukunft oftmals voraussichtlich mehrere Hundert bis wenige Tausend Teilnehmerstationen MS im Netz angemeldet sein. Diese große Anzahl sowie die große Menge periodisch hereinkommender oder von bestimmten Teilnehmerstationen MS direkt angeforderten Daten reicht über eine lan- gere Zeit gemittelt aus, sehr gute Trager/Interferenz- (C/I) - Karten (C/I: Carrier to Interference) des Netzes zu bekommen. Außerdem gibt die Ortsbestimmung die Möglichkeit, die Verteilung von Teilnehmerstationen MS in der Zelle Z zu beobachten. Im Bereich erkannter Haufungspunkte (Hot Spots) lassen sich durch die Installation neuer Basisstationen BTS Engpasse vermeiden.
Beschrankt man die Mittelung auf bestimmte Tageszeiten, kann der Operator seine Netzabdeckung z.B. zur Hauptverkehrszeit
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adaptives Verfahren zu erhalten, wodurch ein Selbst- Lernendes/Optimierendes-Netz aufbaubar ist. Solche Karten lassen sich insbesondere für verschiedene Tageszeiten erstellen, z.B. Busy Hour, Nachtzeit.
Die Verwendung von für sich bekannten GPRS-Verfahren bietet eine geschickte Verknüpfung bestehender GSM-Signalisierung zur Ansammlung der nötigen Informationen. Ohne erhöhten Aufwand zu betreiben, findet im Gegensatz zu heutigen Verfahren eine permanente Ortsbestimmung der Teilnehmerstationen MS statt.
Insbesondere besteht die Möglichkeit Triggerpunkte zu setzen, so dass Teilnehmerstationen MS, die sich in einem bestimmten Bereich, z.B. einem Einkaufszentrum, aufhalten, sofort über SMS, E-Mail oder sonstiges mit Informationen, z.B. Werbung, Sonderangeboten etc., versorgt werden können.
Die Anwendung des Verfahrens ist insbesondere für Class A bzw. Simple Class A-Teilnehmerstationen vorteilhaft, da bei bestehenden Sprachverbindungen kein "Service-Interrupt" nötig ist .
Es können alle Teilnehmerstationen MS in der Zelle bzw. nur für den Ortsbestimmungsdienst LCS angemeldeten Teilnehmerstationen MS mit dem Ortsbestimmungsdienst LCS oder darauf aufbauenden Diensten versorgt werden. Auch die Genauigkeit der Messungen kann MS spezifisch festgelegt werden, z.B. durch individuelle Einstellung der Messberichtperioden (Measure- ment-Report-Perioden) und/oder durch zusätzliches Pollen der Teilnehmerstation MS zur Initiierung von Zugriffsanforderungen (Access Bursts) zur orts- bzw. Zeitfortschritt- (TA) - Bestimmung. Vorteilhaft sind eine größere Periodizität in der Hauptverkehrszeit, um möglichst wenig Netzkapazität zu beanspruchen, und sehr kleine Periodizitäten während der Nacht, wenn die Netzlast relativ gering ist.
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Befindet sich eine Teilnehmerstation im sogenannten Packet Transfer Mode, d.h. eine Paketdatenverbindung ist aktiviert, wertet das Netzwerk darüberhinaus auch die TA-Werte aus, die es derzeit über den "Packet Timing Control Channel" (PTCCH) ca. alle 2 Sekunden zur kontinuierlichen TA-Einstellung übermittelt bekommt.