DE10107133A1

DE10107133A1 - Position determination, especially in mobile radio system, involves determining possible positions from time difference, determining one position from position known at earlier time

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Publication number: DE10107133A1
Application number: DE2001107133
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: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-08-29
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: DE10107133B4

Abstract

The method involves determining possible positions from a time difference measurement and determining one position (X2) starting from a position (X1) determined or known at an earlier time. The single position can be determine by taking into account a speed, especially a radial speed relative to at least one base station (BS1-BS3) and known or determined at an earlier time.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zur Positionsbestimmung und im spezielleren ein Verfahren zur Positionsbestimmung einer Mobilstation relativ zu Basisstati onen, wie z. B. eines Mobilfunktelefons.The present invention relates generally to a method for position determination and in particular a method for Positioning of a mobile station relative to base status ones, such as B. a mobile phone.

Als Verfahren zur Positionsbestimmung ist heutzutage das Glo bal Positioning System (GPS) weit verbreitet. Dieses Verfah ren basiert auf einer Entfernungsmessung relativ zu Satelli ten, wobei eine bis auf wenige 10 Meter genaue Positionsbe stimmung weltweit vorgenommen werden kann.Nowadays, the glo is used as a method for determining the position bal positioning system (GPS) widely used. This procedure ren is based on a distance measurement relative to Satelli ten, with a position range accurate to a few 10 meters mood can be made worldwide.

In den letzten Jahren hat sich jedoch gezeigt, daß insbeson dere im Umfeld der Telekommunikation auch ein rein terrestri sches System gewünscht wird, um z. B. die Funktionalität an bieten zu können, wie sie derzeit bei Genion von Viag Inter kom angeboten wird. In diesem Fall kann ein Anwender überall mit seinem Global System for Mobile Communication, kurz GSM- Mobilfunkgerät telefonieren, wobei es ihm ermöglicht sein soll, innerhalb seiner Wohnung oder Homezone zu günstigeren Tarifen zu telefonieren.In recent years, however, it has been shown that in particular another in the field of telecommunications is a purely terrestrial cal system is desired to z. B. the functionality to offer, as currently at Genion from Viag Inter com is offered. In this case, a user can be anywhere with its Global System for Mobile Communication, GSM for short Make a call to the mobile device, being able to do so should be cheaper within his home or home zone Call tariffs.

Bei dem neuen Standard, dem sogenannten UMTS-Standard (Uni versal Mobile Telecommunication System), welches unmittelbar vor der Einführung steht, wurde daher die Möglichkeit vorge sehen, eine Ortsbestimmung des Mobilfunkgeräts zu ermöglichen und in die Spezifikation mit aufzunehmen. Bei dem Standard UMTS sind für die Übertragung über die Luftschnittstelle zwei Modi vorgesehen, nämlich einerseits ein sogenannter FDD-Modus (Frequency Division Duplex), bei welchem die Übertragung in Up- und Downlink auf unterschiedlichen Frequenzen erfolgt und andererseits ein sogenannter TDD-Modus (Time Division Duplex), bei welchem nur eine Trägerfrequenz verwendet wird, wobei durch Zuweisung von Zeitfenstern eine Trennung in Up- und Downlink-Richtung erfolgt. Bei beiden Modi werden Teil nehmer über orthogonale Codes getrennt.With the new standard, the so-called UMTS standard (Uni versal Mobile Telecommunication System), which immediately before the introduction, the possibility was therefore presented see to determine the location of the mobile device and include it in the specification. With the standard UMTS are two for transmission over the air interface Modes provided, namely on the one hand a so-called FDD mode (Frequency Division Duplex), in which the transmission in Up- and downlink on different frequencies and on the other hand, a so-called TDD mode (Time Division Duplex), in which only one carrier frequency is used, whereby by assigning time slots a separation into up- and downlink direction. Both modes become part participants separated by orthogonal codes.

Zur Positionsbestimmung eines Mobilfunkgeräts innerhalb des neuen Standards UMTS wurden mehrere sogenannte LCS-Methoden (Location Service) spezifiziert. Diese umfassen als besonders einfaches Verfahren die sogenannte Cell ID Based Methode, bei der als Aufenthaltsort eines Mobilfunkgeräts nur die von ei ner Basisstation versorgte Funkzelle angegeben werden kann.To determine the position of a mobile device within the new standards UMTS were several so-called LCS methods (Location Service) specified. These include as special simple procedure the so-called Cell ID Based Method, at the location of a mobile device is only that of egg supplied radio cell can be specified.

Als weiteres Verfahren wird ein Network Assisted GPS- Verfahren vorgeschlagen, bei dem die Positionsbestimmung mit tels GPS erfolgt, wobei es jedoch in diesem Fall erforderlich ist, das Mobilfunkgerät zusätzlich mit einem vereinfachten GPS-Empfänger auszustatten.Another method is a Network Assisted GPS Proposed method in which the position determination with GPS is done, but it is necessary in this case is, the mobile device also with a simplified To equip GPS receivers.

Als weiteres Verfahren wird die sogenannte OTDOA-IPDL-Methode (Observed Time Difference Of Arrival-Idle Period Downlink) spezifiziert. Dieses bisher nur im FDD-Modus praktikable Ver fahren verwendet zur Positionsbestimmung ausschließlich Sig nale, die in der Luftschnittstelle von UMTS spezifiziert sind. Jede Basisstation im FDD-Modus sendet kontinuierlich auf dem sogenannten CPICH (Common Pilot Channel) einen be stimmten Burst, der unter anderem für eine Kanalschätzung in der Mobilstation verwendet wird und dessen Inhalt der Mobil station deshalb bekannt sein muß (vordefinierte Symbolfolge mit bestimmten Eigenschaften).Another method is the so-called OTDOA-IPDL method (Observed Time Difference Of Arrival-Idle Period Downlink) specified. So far this is only practicable in FDD mode driving uses only Sig for position determination nale specified in the air interface of UMTS are. Each base station in FDD mode transmits continuously on the so-called CPICH (Common Pilot Channel) a be agreed Burst, which among other things for a channel estimate the mobile station is used and the content of the mobile station must therefore be known (predefined symbol sequence with certain properties).

Das OTDOA-IPDL-Verfahren basiert darauf, daß die Mobilstation den CPICH von unterschiedlichen Basisstationen aus benachbar ten Zellen empfangen kann. Die Mobilstation mißt in diesem Fall die Zeitdifferenzen, mit denen sie auf den CPICHs unter schiedlicher Basisstationen die vordefinierten Symbolfolgen empfängt. Aus diesen Zeitdifferenzen, den Sendezeitpunkten der einzelnen CPICH-Symbolfolgen und den geographischen Positionen der einzelnen Basisstationen kann eine sogenannte Po sition Calculation Function (PDF) den Aufenthaltsort des Mo bilgeräts bestimmen.The OTDOA-IPDL method is based on the fact that the mobile station neighboring the CPICH from different base stations can receive ten cells. The mobile station measures in this Fall the time differences with which they appear on the CPICHs different base stations the predefined symbol sequences receives. From these time differences, the transmission times of the individual CPICH symbol sequences and the geographic positions of the individual base stations can be a so-called Po sition Calculation Function (PDF) the location of the Mon determine bilgergeräte.

Um diese Funktion auch dann zu ermöglichen, wenn sich die Mo bilstation nahe an einer Basisstation befindet, wird für eine kurze Zeit (Idle Period) sämtliche Übertragung von dieser Ba sisstation eingestellt.In order to enable this function even if the Mon bilstation is located close to a base station, for one short time (idle period) all transmission from this Ba sisstation set.

Dieses Verfahren basiert demzufolge auf einer relativen Zeit differenzmessung, die eine bekannte relative Synchronisierung zwischen den einzelnen Basisstationen voraussetzt, wobei zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein muß, daß jede Mobilstation den CPICH von mindestens zwei weiteren Basisstationen empfan gen kann, wenn man von einer Ermittlung der Position im zwei dimensionalen Raum ausgeht oder von zumindest drei weiteren Basisstationen, wenn man eine Ortsbestimmung im dreidimensio nalen Raum wünscht.This method is therefore based on a relative time difference measurement, which is a known relative synchronization between the individual base stations, whereby to it must be ensured at all times that each mobile station received the CPICH from at least two other base stations if one can determine the position in two dimensional space or at least three more Base stations, if you have a location in three dimensions nals space.

Demzufolge verfügt dieses Verfahren über den inhärenten Nach teil, daß eine Positionsbestimmung nur dann möglich ist, wenn eine genügend große Anzahl CPICHs anderer Basisstationen er faßt werden kann. Durch die Bewegung eines Mobilfunkgeräts ändern sich jedoch die Eigenschaften des Mobilfunkkanals per manent, wobei unter anderem sogenannte Fading-Effekte auftre ten können, die dazu führen können, daß Signale einer Basis station kurzfristig nicht empfangen werden können. Es besteht daher Bedarf für ein Verfahren zur Positionsbestimmung, wel ches für die vorangenannten Effekte unempfindlich ist.As a result, this method has the inherent after partly that a position determination is only possible if a sufficient number of CPICHs from other base stations can be grasped. By moving a mobile device however, the properties of the cellular channel change per manent, with so-called fading effects occurring, among other things th, which can lead to signals of a base station cannot be received at short notice. It exists therefore need for a method for determining position, wel ches is insensitive to the aforementioned effects.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Positionsbestimmung, insbesondere eine Mobilstation rela tiv zu Basisstationen anzugeben, welches eine Positionsbe stimmung praktisch uneingeschränkt und zu jedem Zeitpunkt, z. B. auch wenn Signale einer Basisstation nicht empfangen werden können, erlaubt. It is therefore an object of the present invention to provide a method for position determination, in particular a mobile station rela tiv to specify base stations, which is a Positionbe mood practically unlimited and at any time, z. B. even if signals from a base station are not received can be allowed.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsfor men sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.According to the invention, the object is achieved by a method with the Features of claim 1 solved. Preferred execution form men are defined in the dependent claims.

Insbesondere schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Positi onsbestimmung, insbesondere einer Mobilstation relativ zu Ba sisstationen vor, bei welchem mögliche Positionen aus einer Zeitdifferenzmessung ermittelt werden, von denen eine be stimmt wird, ausgehend von einer zu einem früheren Zeitpunkt ermittelten/bekannten Position. Anders ausgedrückt wird eine unvollständige Zeitdifferenzpositionsbestimmung, z. B. beim Fehlen des Signals einer dritten Basisstation verwendet, um mögliche Positionen zu bestimmen, von denen man anschließend eine auswählt, unter Berücksichtigung einer Position, die zu einem früheren Zeitpunkt exakt ermittelt wurde, z. B. durch eine vollständige Zeitdifferenzpositionsbestimmung oder auch eine Position, die anderweitig bekannt ist. Bei einer beson ders einfachen Ausführungsform kann man z. B. die Position un ter den möglichen Positionen bestimmen, die zu der vorange henden Position den geringsten Abstand zeigt.In particular, the invention proposes a method for positi determination, in particular a mobile station relative to Ba sissations at which possible positions from a Time difference measurement can be determined, one of which be is true, starting from one earlier determined / known position. In other words, one is incomplete time difference position determination, e.g. B. at Absence of the signal of a third base station used to determine possible positions from which one can subsequently one selects, taking into account a position that too was determined exactly at an earlier point in time, e.g. B. by a complete time difference position determination or also a position that is otherwise known. With a particular ders simple embodiment you can z. B. the position un ter determine the possible positions related to the previous one position shows the smallest distance.

Vorteilhafterweise berücksichtigt man zusätzlich bei der Aus wahl einer Position der möglichen Positionen eine zu einem früheren Zeitpunkt ermittelte/bekannte Geschwindigkeit, ins besondere eine früher ermittelte/bekannte Radialgeschwindig keit relativ zu zumindest einer Basisstation.Advantageously, one also takes into account the off choose a position of the possible positions one to one previously determined / known speed, ins especially a previously determined / known radial speed speed relative to at least one base station.

Alternativ oder zusätzlich zu der Geschwindigkeit eines frü heren Zeitpunkts kann bei der Bestimmung einer Position unter den möglichen Positionen eine momentan ermittelte/bekannte/ angenommene Geschwindigkeit, insbesondere eine Radialge schwindigkeit relativ zu zumindestens einer Basisstation be rücksichtigt werden. Wenn z. B. die Position und die Geschwin digkeit der Mobilstation zu einem früheren Zeitpunkt bekannt ist, und man annimmt, daß die Geschwindigkeit bis zum aktuel len Meßzeitpunkt konstant ist, so kann eine zweite Menge an möglichen Positionen hieraus ermittelt werden, die dann mit den möglichen Positionen, die aus der Zeitdifferenzmessung ermittelt wurden, verglichen werden. Bei einer besonders ein fachen Ausführungsform könnte man auch eine Radialgeschwin digkeit von 0 annehmen, oder auch von bekannten Gesamtge schwindigkeit lediglich die Radialkomponente berücksichtigen.Alternatively or in addition to the speed of an early later point in time when determining a position under the possible positions a currently determined / known / assumed speed, especially a radial ge speed relative to at least one base station be taken into account. If e.g. B. the position and the speed mobile station at an earlier point in time is, and it is assumed that the speed up to the current len measurement time is constant, a second amount can possible positions can be determined from this, then with the possible positions resulting from the time difference measurement were determined, compared. With one especially fold embodiment you could also a radial speed assumption of 0, or of known total ge only consider the radial component.

Vorteilhafterweise erfolgt die Ermittlung einer Geschwindig keit auf der Messung einer Dopplerfrequenzverschiebung, da diese Messung bereits in der UMTS-Spezifikation vorgesehen ist, um einen Frequenzenabgleich zwischen Mobilstation und Basisstation durchführen zu können.A speed is advantageously determined speed on the measurement of a Doppler frequency shift, because this measurement is already provided in the UMTS specification is a frequency comparison between the mobile station and Base station.

Ferner ist es bevorzugt, daß die Zeitdifferenzmessung eine OTDOA-Messung ist, bei welcher das Mobilteil bzgl. zumindest einer Basisstation synchronisiert ist. In diesem Fall wäre es zur Ermittlung von möglichen Positionen anhand der Zeitdiffe renzmessung ausreichend, daß diese mit Bezug auf die synchro nisierte Basisstation erfolgreich durchgeführt wird.It is further preferred that the time difference measurement is a OTDOA measurement, in which the handset at least a base station is synchronized. In this case it would be to determine possible positions based on the time differences limit measurement sufficient that this with reference to the synchro nized base station is carried out successfully.

Da jedoch eine Synchronisierung zwischen Basisstation und Mo bilteil derzeit nicht spezifiziert ist, sondern lediglich In formationen bzgl. einer relativen Synchronisierung zwischen Basisstationen vorliegen, ist es bevorzugt, daß die Zeitdif ferenzmessung eine OTDOA-Messung ist, bei welcher die Zeit differenz zwischen dem Erreichen von Signalen von zumindest zwei Basisstationen mit bekannter relativer Synchronisierung ermittelt wird. Da die Positionen der Basisstationen bekannt sind, können die möglichen Positionen anhand einer Hyperbel gleichung ermittelt werden, wobei die Basisstationen als Brennpunkte der Hyperbeln anzusehen sind.However, since a synchronization between base station and Mo is currently not specified, but only in relative synchronization between Base stations are present, it is preferred that the time difference reference measurement is an OTDOA measurement in which the time difference between reaching signals of at least two base stations with known relative synchronization is determined. Because the positions of the base stations are known are the possible positions based on a hyperbola equation can be determined, with the base stations as Focal points of the hyperbolas are to be seen.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung er geben sich ferner aus der folgenden, lediglich beispielhaften Beschreibung von derzeit bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, in welchen gilt: Further advantages and features of the present invention he give further from the following, only exemplary Description of currently preferred embodiments of the inventive method, which on the accompanying Drawings refer to, in which the following applies:

Fig. 1 zeigt drei Basisstationen, eine zu einem früheren Zeitpunkt ermittelte/bekannte Position, mögliche Positionen, die aus einer Zeitdifferenzmessung ermittelt wurden, und zwar bzgl. einer Basisstation, die mit dem Mobilteil synchroni siert ist, sowie die resultierende ermittelte Position des Mobilteils. Fig. 1 shows three base stations, a previously determined / known position, possible positions that were determined from a time difference measurement, with respect to a base station that is synchronized with the handset, and the resulting determined position of the handset.

In Fig. 2 ist in einer Darstellung ähnlich zu Fig. 1 darge stellt, wie die momentane Position unter der Annahme ermit telt wird, daß die radiale Geschwindigkeit mit Bezug auf eine Basisstation 0 ist.In Fig. 2 is a representation similar to Fig. 1 Darge provides how the current position is determined on the assumption that the radial speed is 0 with respect to a base station.

Fig. 3 zeigt in analoger Darstellung das Verfahren unter der Annahme, daß die Radialgeschwindigkeit konstant gemessen/an genommen oder ermittelt ist. Fig. 3 shows an analog representation of the method on the assumption that the radial speed is measured / assumed or determined constantly.

Fig. 4 zeigt ebenfalls in analoger Darstellung den Fall, daß die zwei ermittelten Aufenthaltswahrscheinlichkeiten ledig lich über ein gemeinsames Element verfügen. Fig. 4 also shows in an analogous representation the case that the two probabilities of residence determined have only one common element.

Fig. 5 zeigt ebenfalls in analoger Darstellung den Fall, daß für die ermittelten Aufenthaltswahrscheinlichkeiten kein ge meinsamer Wert vorliegt. Fig. 5 also shows in an analog representation the case that there is no common value for the determined probabilities of residence.

Fig. 6 zeigt in einer Darstellung ähnlich zu Fig. 1, wie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Position eines Mobilteils ermittelt werden kann, wenn zwischen Basisstation und Mobil teil keine Synchronisation vorliegt und lediglich Signale von zwei Basisstationen von dem Mobilteil empfangen werden. Fig. 6 shows in a representation similar to Fig. 1, how the position of a handset can be determined with the inventive method when there is no synchronization between base station and handset and only signals from two base stations are received by the handset.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen jeweils in Darstellungen analog zu den Fig. 2 bis 5 Weiterentwicklungen des erfindungsgemäßen Verfahrens basierend auf dem in Fig. 6 gezeigten Fall. FIGS. 7 to 10 each show representations analogous to FIGS. 2 to 5 further developments of the method according to the invention based on the case shown in FIG. 6.

Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, befindet sich ein Mobilgerät bei einer Position X1 in einer Ebene, die durch die drei Ba sisstationen BS1 bis BS3 aufgespannt ist. Die Position X1 wurde mittels der drei Basisstationen exakt erfaßt und ge speichert. Es soll nunmehr angenommen werden, daß zu einem späteren Zeitpunkt die Position der Mobilstation nicht erfaßt werden kann, da lediglich eine erfolgreiche OTDOA-Messung bzgl. der Basisstation BS2 vorliegt, wobei die Mobilstation bzgl. der Basisstation BS2 synchronisiert ist. In diesem Fall ist es bekannt, wie lange ein von BS2 gesendeter Burst benö tigt hat, um das Mobilteil zu erreichen. Aus dieser Zeitdif ferenzmessung ergibt sich somit der dargestellte Kreis, wel cher sämtliche mögliche Positionen wiedergibt. Bei der in Fig. 1 gezeigten besonders einfachen Ausführungsform wird nun als momentane Position X2 die Position von den möglichen Po sitionen bestimmt, die zu der Position X1 den geringsten Ab stand zeigt, wie dies in der Figur durch die gepunktete Linie dargestellt ist.As shown in FIG. 1, a mobile device is located at a position X1 in a plane spanned by the three base stations BS1 to BS3. The position X1 was exactly recorded by means of the three base stations and stored ge. It is now to be assumed that the position of the mobile station cannot be determined at a later point in time, since there is only a successful OTDOA measurement with respect to the base station BS2, the mobile station being synchronized with the base station BS2. In this case, it is known how long it took a burst sent by BS2 to reach the handset. From this time difference measurement, the resulting circle is obtained, which shows all possible positions. In the particularly simple embodiment shown in FIG. 1, the position of the possible positions is determined as the current position X2, which was the lowest from the position X1, as shown in the figure by the dotted line.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, die eine Weiter bildung des Verfahrens von Fig. 1 darstellt, wird wiederum eine Position X2 unter den möglichen Positionen des OTDOA- Synk-Kreises um BS2 gewählt, wobei es sich jedoch nicht mehr um die Position handelt, die zu X1 den kleinsten Abstand auf weist, sondern um eine Position, die derart ermittelt wird, daß die Radialgeschwindigkeit mit Bezug auf BS1 als 0 ermit telt oder angenommen wird, so daß hieraus resultierende mög liche Aufenthaltsorte ebenfalls durch einen Kreis bestimmt sind, wie er um BS1 herum angedeutet ist. Wie dargestellt kann die Auswertung der beiden Aufenthaltswahrscheinlichkei ten zu einer Menge führen, die zu zwei Schnittpunkten führt. In diesem Fall wird ein Punkt auf der OTDOA-Kurve gewählt, welcher mittig zwischen Schnittpunkten vorliegt, da man davon ausgeht, daß die OTDOA-Messung hochgenau ist, während die Ge schwindigkeit geschätzt oder mittels Dopplerfrequenzverschie bung gemessen wurde, die einer gewissen Unschärfe unterliegen kann. Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform kann somit für den Fall genutzt werden, daß die Radialgeschwindigkeit effek tiv 0 ist oder als 0 angenommen wird, wenn z. B. eine Geschwindigkeitsermittlung nicht durchgeführt werden kann, bzw. wenn diesbezügliche Informationen nicht vorliegen.In the embodiment shown in FIG. 2, which represents a further development of the method of FIG. 1, a position X2 is again selected from among the possible positions of the OTDOA-Synk circle around BS2, although this is no longer the position , which has the smallest distance to X1, but by a position that is determined in such a way that the radial speed with respect to BS1 is determined or assumed as 0, so that the resulting possible locations are also determined by a circle, such as it is indicated around BS1. As shown, the evaluation of the two residence probabilities can lead to a set that leads to two intersections. In this case, a point on the OTDOA curve is selected, which is present in the middle between intersection points, since it is assumed that the OTDOA measurement is highly accurate, while the speed has been estimated or measured by means of Doppler frequency shift, which can be subject to a certain degree of uncertainty , The embodiment shown in Fig. 2 can thus be used in the event that the radial speed is effectively 0 or is assumed to be 0 when z. B. a speed determination cannot be carried out or if there is no relevant information available.

Bei der in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform ist zumindest die Geschwindigkeitskomponente vrad (Radialgeschwindigkeit) des Mobilteils bekannt, z. B. mittels Dopplerfrequenzverschiebung ermittelt. In diesem Fall wird um die Basisstation BS1 ein Kreis geschlagen mit einem Radius, der sich aus der Position X1 zzgl. der Zeitdifferenz zwischen der Ermittlung von X1 und der momentanen Bestimmung der Position multipliziert mit der radialen Geschwindigkeit geschlagen, um anschließend X2 ähn lich wie bei Fig. 2 zu bestimmen.In the embodiment shown in FIG. 3, at least the speed component vrad (radial speed) of the handset is known, e.g. B. determined by means of Doppler frequency shift. In this case, a circle is made around the base station BS1 with a radius that results from the position X1 plus the time difference between the determination of X1 and the current determination of the position multiplied by the radial speed, and then X2 similarly as in Fig. 2 to be determined.

Selbstverständlich kann die Radialgeschwindigkeit vrad auch negativ sein, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist. Im Idealfall kann die Bestimmung, wie sie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, zu einem Ergebnis führen, wie in Fig. 4 dargestellt, d. h. daß es bloß eine Position gibt, die in beiden möglichen Positionskurven enthalten ist.Of course, the radial speed vrad can also be negative, as indicated in FIG. 4. Ideally, the determination as shown in FIGS. 2 and 3 can lead to a result as shown in FIG. 4, ie that there is only one position that is included in both possible position curves.

Neben einer Überschneidung der jeweiligen Kurven möglicher Positionen kann jedoch auch die in Fig. 5 gezeigte Situation auftreten, bei welcher die Kurven möglicher Positionen, er mittelt einerseits aus einer Zeitdifferenzmessung und ande rerseits basierend auf Orts- und/oder Geschwindigkeitsinfor mationen zu einem früheren Zeitpunkt über keine Schnittmenge verfügen. In diesem Fall wird der Punkt aus den möglichen Po sitionen, basierend auf der Zeitdifferenzmessung ausgewählt, welcher den geringsten Abstand zu den möglichen Positionen aufweist, bestimmt anhand von vorangehenden Positions- und/oder Geschwindigkeitsinformationen.In addition to an overlap of the respective curves of possible positions, however, the situation shown in FIG. 5 can also occur, in which the curves of possible positions, on the one hand, averages from a time difference measurement and, on the other hand, based on location and / or speed information at an earlier point in time have no intersection. In this case, the point is selected from the possible positions, based on the time difference measurement, which has the smallest distance from the possible positions, determined on the basis of preceding position and / or speed information.

In den Fig. 6 bis 10 basiert die Zeitdifferenzmessung nicht mehr, wie vorangehend, auf einer Synchronisierung zwischen Mobilteil und Basisstation (derzeit nur unter extremen Auf wand realisierbar), sondern vielmehr auf einer OTDOA-Messung, wie sie im UMTS-Standard definiert ist. Unter der Annahme, daß von der Basisstation BS3 kein CPICH-Basissignal empfangen werden kann, werden von der Basisstation BS1 und der Basis station BS2 jeweils CPICH-Basissignale an das Mobilteil ge sendet, wobei das Mobilteil eine Zeitdifferenz erfaßt, mit welcher die entsprechenden Bursts ankommen. Hieraus kann eine sogenannte OTDOA-Hyperbel ermittelt werden, die mögliche Po sitionen des Mobilteils wiedergibt. Aus diesen möglichen Po sitionen wird nun, wie vorangehend im Detail unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 beschrieben, eine Position als die Posi tion X2 bestimmt, welche dem Aufenthaltsort des Mobilteils entspricht. Zur knapperen Darstellung werden die entsprechen den Ausführungen nicht wiederholt, da der Fachmann erkennt, daß er statt der kreisförmigen OTDOA-Kurve aus den Fig. 1 bis 5 jeweils entsprechend nur die OTDOA-Hyperbel verwenden muß.In Figs. 6 to 10, the time difference measurement is not (currently only under extreme on wall feasible) based longer, as previously, on a synchronization between the handset and base station, but rather on a OTDOA measurement, as defined in the UMTS standard. Assuming that no base CPICH signal can be received by base station BS3, base station BS1 and base station BS2 each send base CPICH signals to the handset, the handset detecting a time difference with which the corresponding bursts arrive , From this, a so-called OTDOA hyperbola can be determined, which reflects possible positions of the handset. From these possible positions, a position is determined as the position X2, which corresponds to the location of the handset, as described above in detail with reference to FIGS . 1 to 5. For the sake of clarity, the corresponding statements are not repeated, since the person skilled in the art recognizes that instead of the circular OTDOA curve from FIGS . 1 to 5, he only has to use the OTDOA hyperbola.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorangehend vollständig un ter Bezugnahme auf derzeit bevorzugte Ausführungsformen be schrieben wurde, sollte verstanden werden, daß eine Ein schränkung auf die konkreten Ausführungsformen nicht beab sichtigt ist, und daß im Rahmen der Ansprüche verschiedenste Veränderungen und Modifikationen möglich sind. Insbesondere sollte erkannt werden, daß einzelne Merkmale einer Ausfüh rungsform beliebig mit Merkmalen anderer Ausführungsformen kombiniert werden können. So wäre es z. B. denkbar, eine OTDOA-Messung, wie in den Fig. 5 bis 10 dargestellt durch zuführen, sobald CPICH-Signale von zwei Basisstationen emp fangen werden können und lediglich auf ein Verfahren gemäß den Fig. 1 bis 5 zurückzugreifen, wenn CPICH-Signale von nur einer Basisstation empfangen werden und diese Basisstati on mit Bezug auf das Mobilteil bzw. das Mobilteil mit Bezug auf diese Basisstation synchronisiert ist.Although the present invention has been completely described above with reference to currently preferred embodiments, it should be understood that a limitation to the specific embodiments is not intended, and that various changes and modifications are possible within the scope of the claims. In particular, it should be recognized that individual features of an embodiment can be combined with features of other embodiments. So it would be z. B. conceivable to perform an OTDOA measurement, as shown in FIGS . 5 to 10, as soon as CPICH signals can be received by two base stations and only to fall back on a method according to FIGS . 1 to 5 when CPICH signals are received by only one base station and this base station is synchronized with respect to the handset or the handset with reference to this base station.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren in überraschender Weise auch eine Po sitionsbestimmung erfolgen kann, wenn die Positionsbestimmung auf reiner OTDOA-Basis nicht möglich ist, und zwar basierend auf Positions- und/oder Geschwindigkeitsdaten, die exakt zu einem früheren Zeitpunkt bestimmt werden konnten.In summary, it can be said that with the invent method according to the invention surprisingly also a bottom position determination can take place when the position determination on a pure OTDOA basis is not possible to position and / or speed data that are exactly to could be determined earlier.

Claims

1. Method for determining position, in particular a mo bilstation relative to the base station (BS1, BS2, BS3), at what possible positions from a time difference measurement can be determined, one of which (X2) is determined from going from an earlier point in time ten / known position X1.

2. The method of claim 1, in which of the possible Positions one (X2) is determined taking into account identify one earlier speed / known / assumed speed, in particular a radial velocity relative to at least one Ba sisstation.

3. Method for determining position according to one of the claims 1 and 2, in which one of the possible positions (X2) is determined, taking into account a momentary determined / known / assumed speed, esp particular a radial speed relative to at least a base station.

4. A method for determining position according to claim 2 or 3, at which the determination of a speed on the Measurement of a Doppler frequency shift based.

5. Method for determining position according to one of the claims 1 to 4, in which the time difference measurement is an OTDOA Measurement is in which the handset with respect to at least one ner base station (BS1, BS2, BS3) is synchronized.

6. The method according to any one of claims 1 to 4, in which the time difference measurement is an OTDOA measurement, at which cher the time difference between reaching signals of at least two base stations with known relative Synchronization is determined.