DE19528616A1

DE19528616A1 - Radio location of mobile station - comparing received subscriber number with number of mobile to be located, and if coincidence occurs, activating direction finder to determine mobile azimuth, TA value and hence distance and location

Info

Publication number: DE19528616A1
Application number: DE1995128616
Authority: DE
Inventors: Ralf Dr Ing Esprester
Original assignee: Daimler Benz Aerospace AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1995-08-04
Filing date: 1995-08-04
Publication date: 1997-02-06

Abstract

The method involves setting up a radio link between the mobile (MS1) and the base station (BST) responsible for the area in which it is located. Each mobile has an associated subscriber number which is sent uncoded for each connection to enable the base station to detect the mobile with its subscriber number within its geographic cell. A direction finder system (DFS) in the region of the base station has a receiver (MS-DFS), a coupled controller (DFS-ST) and a direction finder (PE). The receiver picks up the downlink between the base station and mobile. The subscriber number is determined in the receiver and/or controller and compared in the controller with the number of a mobile to be located. If coincidence occurs the direction finder is activated to determine the azimuth angle, TA value and hence distance and location of the mobile.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funkortung einer Mobilstation innerhalb des GSM-Netzes nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 6.The invention relates to a method for locating a radio Mobile station within the GSM network according to the generic term of claim 1 and an arrangement for carrying out of the method according to the preamble of the claim 6.

Das GSM-Netz "Global System for Mobile Communication") er möglicht die Übertragung von digitalisierter Sprache und von Daten (z. B. formatiertem Text) in beiden Richtungen zwischen einer Mobilstation, z. B. einem in einem Kraft fahrzeug (KFZ) vorhandenen Mobil-Telefon, sowie einer ortsfesten Telefon-Station oder einem weiteren Mobil- Telefon.The GSM network "Global System for Mobile Communication") he enables the transmission of digitized speech and of data (e.g. formatted text) in both directions between a mobile station, e.g. B. one in a force vehicle (car) existing mobile phone, as well as one fixed telephone station or another mobile Phone.

Mit dem Begriff Telefon werden in dieser Anmeldung alle Geräte, z. B. Telefon, Telefax sowie Modem, bezeichnet, die es ermöglichen, analoge und/oder digitale Daten, z. B. Sprache sowie digitale Worte, über das dem Telefon zuge ordnete Leitungs- und/oder Funknetz zu übertragen. Zu dem GSM-Netz gehören ortsfeste Basisstationen, über welche ei ne Funkverbindung, z. B. im 900 MHz-Bereich, zu einer Mo bilstation herstellbar ist. Dabei ist der Ort jeder Basis station, die eine Nummer BSIC ("Base Station Identitiy Code") (Namen) besitzt, zumindest dem Betreiber des GSM- Netzes bekannt. Die Basisstationen sind vorzugsweise der art über ein vorgebbares geographisches Gebiet verteilt, daß dieses Gebiet möglichst lückenlos durch das GSM-Funk netz überdeckt wird. Das von einer Basisstation erfaßte Teilgebiet wird auch (GSM-)Zelle genannt.With the term telephone all in this application Devices, e.g. B. telephone, fax and modem, referred to allow analog and / or digital data, e.g. B. Voice as well as digital words via which the phone is sent orderly line and / or radio network to transmit. To that GSM network belong to fixed base stations, over which ei ne radio connection, e.g. B. in the 900 MHz range, to a Mo bilstation is producible. The location of every base station, which has a BSIC number ("Base Station Identity Code ") (name) has, at least the operator of the GSM Known network. The base stations are preferably the distributed over a definable geographical area, that this area is as complete as possible by the GSM radio network is covered. That captured by a base station Partial area is also called (GSM) cell.

Wird nun innerhalb des GSM-Netzes eine Mobilstation, z. B. die zu einem KFZ gehörende, eingeschaltet, so erfolgt zu nächst eine von dem Nutzer nahezu unbemerkte automatische Initialisierung, die auch "location update procedure" ge nannt wird, zwischen der Mobilstation und derjenigen Ba sisstation, in deren zugehöriger Zelle sich die Mobilsta tion befindet. Bei dieser Initialisierung wird der Basis station unter anderem die Teilnehmer-Nummer ("Internatio nal Mobile Subscriber Identity") (IMSI) mitgeteilt. Teil nehmer-Nummer sowie die zugehörige Zelle (Basisstation) werden in Registern gespeichert, z. B. in dem sogenannten "home location register" sowie dem "visitor location regi ster". Diese Register sind erforderlich für einen ord nungsgemäßen Funkverkehr innerhalb des GSM-Netzes. Mittels dieser Register ist prinzipiell eine Funkortung einer Mo bilstation möglich, denn bei bekannter Teilnehmer-Nummer und eingeschalteter Mobilstation läßt sich durch eine Re gister-Abfrage die momentan zuständige Basisstation und damit die Zelle, in der sich die Mobilstation momentan be findet, ermitteln. Eine solche technisch mögliche automa tische Ortsbestimmung einer eingeschalteten Mobilstation ist der Öffentlichkeit aus Datenschutzgründen nicht er laubt und würde außerdem einen hard- und softwaremäßigen Eingriff in das bestehende GSM-Netz erfordern. Denn es müßten in nachteiliger Weise Datenschnittstellen sowie die zugehörigen Programme erstellt werden, um einen Zugriff der Öffentlichkeit auf die Register zu ermöglichen. Den noch ist ein Zugriff auf diese Daten für autorisierte Stellen realisierbar.Is now a mobile station within the GSM network, for. B. the one belonging to a motor vehicle, switched on, is done too the next one is an automatic one almost unnoticed by the user Initialization, which is also called "location update procedure" is called, between the mobile station and that Ba sisstation, in whose cell the Mobilsta tion. With this initialization, the base station includes the participant number ("Internatio nal Mobile Subscriber Identity ") (IMSI). Part subscriber number and the associated cell (base station) are stored in registers, e.g. B. in the so-called "home location register" and the "visitor location regi ster ". These registers are required for an ord radio communications within the GSM network. Means this register is basically a radio location of a Mo bilstation possible because with known subscriber number and switched on mobile station can be by a Re gister query the currently responsible base station and thus the cell in which the mobile station is currently located finds. Such a technically possible automa table location of an activated mobile station is not the public for privacy reasons leaves and would also a hardware and software Intervention in the existing GSM network. For it would have data interfaces as well as the related programs are created to access to allow the public to register. Den Access to this data is still for authorized persons Positions feasible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsge mäßes Verfahren anzugeben, mit dem ohne Änderung des GSM- Netzes sowie der zu diesem gehörenden Geräte eine Ortung einer zu dem GSM-Netz gehörenden eingeschalteten Mobil station möglich wird.The invention has for its object a genus according to the procedure to be used without changing the GSM Network and the devices belonging to this a location a switched on mobile belonging to the GSM network station becomes possible.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.The invention is also based on the object Specify an order to carry out the procedure.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 6 angegebenen Merkmale.This problem is solved by the in the characterizing Parts of claims 1 and 6 specified features.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und/oder Weiterbildungen sind den weiteren Ansprüchen entnehmbar. Advantageous refinements and / or further developments are the other claims.

Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das GSM-Netz zwar verwendet wird, daß aber weder soft- noch hardwaremäßige Änderungen erforderlich sind, weder an dem GSM-Netz, noch an den Mobilstationen.A first advantage of the invention is that GSM network is used, but that neither soft nor hardware changes are required, neither on the GSM network, still at the mobile stations.

Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß sowohl die einer Mobilstation zugeordnete GSM-Zelle geortet wird, als auch der Ort der Mobilstation innerhalb der Zelle.A second advantage is that both the one Mobile station associated GSM cell is located as well the location of the mobile station within the cell.

Ein dritter Vorteil besteht darin, daß die für die Ortung verwendeten Anordnungen in sich autark sind. Dadurch ist es möglich, die Ortung lediglich in einem vorgebbaren Teilgebiet des GSM-Netzes durchzuführen und die Form die ses Teilgebietes bedarfsweise schnell zu ändern.A third advantage is that for locating arrangements used are self-sufficient. This is it is possible to find the location only in a predeterminable Sub-area of the GSM network and the form the to change this subarea quickly if necessary.

Ein vierter Vorteil besteht darin, daß für die Ortung keine ortsfeste Ortungs-Zentrale benötigt wird. Die Ortung kann vorzugsweise mittels eines Personal-Computers (PC) von jedem beliebigen Telefonanschluß aus und/oder mittels einer mit dem PC gekoppelten Mobilstation, die mit dem GSM-Netz kompatibel ist, durchgeführt werden.A fourth advantage is that for location no fixed location control center is required. The location can preferably by means of a personal computer (PC) from any telephone connection and / or by means of a mobile station coupled with the PC, which with the GSM network is compatible.

Ein fünfter Vorteil besteht darin, daß während des Or tungsvorgangs lediglich eine vernachlässigbare Benutzung des GSM-Netzes erfolgt.A fifth advantage is that during the Or only negligible use of the GSM network.

Ein sechster Vorteil besteht darin, daß eine Mobilstation automatisch geortet werden kann, sofern von dieser eine Notmeldung ausgeht.A sixth advantage is that a mobile station can be located automatically, provided that one of them Emergency message runs out.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung. Further advantages result from the following Be spelling.

Im folgenden wird mit dem Begriff Mobilstation jede durch das GSM-Funk-Netz ansprechbare Funkstation bezeichnet, auch wenn diese Funkstation ortsfest angeordnet ist. Eine solche Mobilstation ist durch eine (GSM-)Teilnehmer-Nummer (IMSI-Nummer) gekennzeichnet.In the following, the term mobile station is used to describe each the GSM radio network designates an addressable radio station, even if this radio station is fixed. A such a mobile station is by a (GSM) subscriber number (IMSI number).

Die Erfindung beruht darauf, daß das von dem GSM-Netz er schlossene geographische Gebiet in geographische (GSM-) Zellen unterteilt ist. Jeder Zelle ist eine ortsfeste (GSM-)Basisstation zugeordnet, deren Standort bekannt ist und die eine Identifizierungs-Nummer besitzt. In denjeni gen vorgebbaren Zellen, in denen eine Ortung durchgeführt werden soll, wird eine erfindungsgemäße DFS-Anordnung ("Direction Finding System") aufgestellt, vorzugsweise ortsfest in unmittelbarer Nähe der Basisstation. Es kann sich auch um eine mobile DFS handeln, z. B. für Zwecke der Verbrechensbekämpfung. Dabei ist es lediglich wichtig, daß der Aufstellungsort der DFS-Anordnung bezüglich der Basis station bekannt sein muß. Die vollautomatische und autarke DFS-Anordnung ist durch das GSM-Netz ansprechbar (akti vierbar) und kommuniziert mit diesem. Für das erfindungs gemäße Verfahren ist es notwendig, daß die Teilnehmer-Num mer der gesuchten Mobilstation bekannt sein muß und daß zwischen dieser und der Basisstation, in deren Nähe sich die DFS-Anordnung befindet, zumindest während des Ortungs vorganges, der einige Sekunden dauert, z. B. maximal zwei Sekunden, ein Nutzer-Funkverkehr erfolgt. Dieses kann in jedem Fall erreicht werden, was nachfolgend noch näher er läutert wird. Während dieses Nutzer-Funkverkehrs ist die DFS-Anordnung aktiviert. Diese enthält als wesentlichen Bestandteil einen (Funk-)Peiler, der auf die im GSM-Netz verwendeten (Funk-)Frequenzen automatisch abgestimmt wird. Mit einem solchen Peiler, vorzugsweise einem Interfero meter-Peiler, wird lediglich die Azimut-Richtung bestimmt, in der sich die gesuchte Mobilstation befindet. Deren Ent fernung zu der Basisstation wird mittels der DFS-Anordnung bestimmt aus dem sogenannten TA-Wert ("Timing Advance"), der ein Bestandteil der GSM-Signalisierung ist. Bei letz terem wird in vorgebbaren Zeitabständen immer eine Art (Funk-)Laufzeitmessung zwischen der Basisstation und der eingeschalteten Mobilstation durchgeführt. Das Ergebnis dieser Messung wird in dem TA-Wert festgehalten und bei dem GSM-Netz dazu benutzt, um einen zuverlässigen Nutzer- Funkverkehr zwischen der Mobilstation und der Basisstation im Zeitmultiplexverfahren zu gewährleisten. Die Definition des TA-Wertes ist bekannt, beispielsweise aus technischen Datenblättern und/oder Beschreibungen des GSM-Netzes.The invention is based on that of the GSM network closed geographical area in geographical (GSM) Cells is divided. Each cell is a fixed one (GSM) base station assigned, the location of which is known and which has an identification number. In denjeni against predeterminable cells in which a location is carried out is to be a DFS arrangement according to the invention ("Direction Finding System"), preferably stationary in the immediate vicinity of the base station. It can are also a mobile DFS, e.g. B. for purposes of Fight crime. It is only important that the location of the DFS layout with respect to the base station must be known. The fully automatic and self-sufficient DFS arrangement can be addressed via the GSM network (acti Vierbar) and communicates with it. For the fiction according to the procedure, it is necessary that the subscriber number mer of the searched mobile station must be known and that between this and the base station in the vicinity the DFS arrangement is located, at least during the location operation that takes a few seconds, e.g. B. a maximum of two Seconds, user radio communication takes place. This can be done in each case can be achieved, which he will explain in more detail below is refined. During this user radio traffic is the DFS arrangement activated. This contains as essential Part of a (radio) direction finder that points to the in the GSM network used (radio) frequencies is automatically tuned. With such a direction finder, preferably an interfero direction finder, only the azimuth direction is determined, in which the searched mobile station is located. Their ent Distance to the base station is achieved using the DFS arrangement determined from the so-called TA value ("Timing Advance"), which is part of the GSM signaling. In the last terem is always a type at predeterminable time intervals (Radio) runtime measurement between the base station and the switched on mobile station performed. The result this measurement is recorded in the TA value and at the GSM network to provide a reliable user Radio traffic between the mobile station and the base station to ensure in time-division multiplexing. The definition the TA value is known, for example from technical Data sheets and / or descriptions of the GSM network.

Der TA-Wert ist in GSM 04.08 bzw. in 08.58 definiert. Der TA-Wert ist ein Byte, wovon 2 Bit zur Kennung dienen, (6- Bit-Info binär codiert). Der maximale Wert entspricht einer Entfernung von 35 km. Somit erhalten wir eine Auflösung von 35/64 km oder 550 m.The TA value is defined in GSM 04.08 or 08.58. Of the TA value is a byte, of which 2 bits are used for identification (6- Bit info binary coded). The maximum value corresponds a distance of 35 km. So we get one Resolution of 35/64 km or 550 m.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei spielen unter Bezugnahme auf schematisch dargestellte Zeichnungen näher erläutert.The invention is described below with reference to exemplary embodiments play with reference to schematically illustrated Drawings explained in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1, Fig. 2 Blockbilder zur Erläuterung von Ausfüh rungsbeispielen. Fig. 1, Fig. 2 block diagrams for explaining examples of Ausfüh.

Die im folgenden verwendeten englischsprachigen Begriffe sind bei der Beschreibung des GSM-Netzes üblich und werden daher lediglich benutzt, um eine klare Beschreibung zu er möglichen.The English-language terms used below are common in the description of the GSM network and become therefore only used to provide a clear description possible.

Fig. 1 zeigt ein Blockbild zur Erläuterung der prinzipiel len Funktion des Verfahrens. Fig. 1 shows a block diagram for explaining the principle len function of the method.

In einer (GSM-)Zelle befindet sich eine zugehörige Basis station BTS, eine gesuchte Mobilstation MS1, die sich bei spielsweise in einem Kraftfahrzeug befindet, sowie die DFS-Anordnung DFS, die sich in unmittelbarer Nähe der Ba sisstation BTS befindet. Die DFS-Anordnung DFS enthält als wesentliche Bestandteile, den Peiler PE, einen (GSM-)Emp fänger MS-DFS, eine Ortungs-Mobilstation MS sowie eine Steuereinrichtung DFS-ST.There is an associated base in a (GSM) cell station BTS, a searched MS1 mobile station, located at for example in a motor vehicle, and the DFS arrangement DFS, which is in the immediate vicinity of the Ba sisstation BTS is located. The DFS arrangement DFS contains as essential components, the direction finder PE, a (GSM) emp catcher MS-DFS, a location mobile station MS and one Control device DFS-ST.

Beim Einschalten der gesuchten Mobilstation MS1 erfolgt im GSM-Netz eine Initialisierung, die auch "location updating procedure" genannt wird. Dabei wird von der Mobilstation MS1 die zugehörige Teilnehmer-Nummer (IMSI-Nummer) unver schlüsselt gesendet, das heißt, die Teilnehmer-Nummer ist öffentlich zugänglich und somit abhörbar. Außerdem wird bei der Initialisierung ein auf die Basisstation BTS be zogener TA-Wert ermittelt und dieser in der Mobilstation MS1 eingestellt, so daß ein möglichst zuverlässiger Funk betrieb im Zeitmultiplexverfahren ermöglicht wird. Bei der Initialisierung wird dem GSM-Netz außerdem mitgeteilt, über welche Basisstation BTS die Mobilstation MS1 erreich bar ist. Im GSM-Netz werden in Registern (home location register, visitor location register) zumindest die Teil nehmer-Nummer sowie die Nummer der Basisstation gespei chert. Bei dem GSM-Netz erfolgt in regelmäßigen Zeitab ständen, z. B. alle fünfzehn Sekunden, eine Überprüfung dieser Einstellungen und gegebenenfalls deren Korrektur. Dadurch wird sichergestellt, daß insbesondere immer ein richtiger TA-Wert sowie eine richtige Nummer der Basis station BTS vorhanden sind. Diese Überprüfung ermöglicht auch bei bewegter Mobilstation MS1 (fahrendem Kraftfahr zeug) einen möglichst zuverlässigen Funkverkehr.When the searched mobile station MS1 is switched on in GSM network initialization, which is also "location updating procedure ". The mobile station MS1 the associated subscriber number (IMSI number) not is sent encrypted, that is, the subscriber number is publicly accessible and therefore listenable. Besides, will when initializing a be on the base station BTS drawn TA value and this in the mobile station MS1 set so that the most reliable radio possible operation using time division multiplexing is made possible. In the Initialization is also communicated to the GSM network via which base station BTS the mobile station MS1 can be reached is cash. In the GSM network, registers (home location register, visitor location register) at least the part subscriber number and the number of the base station chert. The GSM network takes place at regular intervals stands, e.g. B. every fifteen seconds, a check of these settings and, if necessary, their correction. This ensures that, in particular, always a correct TA value and a correct number of the base station BTS are present. This check enables also with moving mobile station MS1 (driving motor vehicle witness) radio communication that is as reliable as possible.

Soll nun die Mobilstation MS1 geortet werden, so muß zwi schen dieser und der Basisstation zumindest während der Zeit der Ortung (maximal zwei Sekunden) ein Funkverkehr, beispielsweise Sprechfunk, stattfinden. Dieses kann da durch erreicht werden, daß die Mobilstation MS1 mittels deren bekannter Teilnehmer-Nummer aus dem GSM-Netz akti viert wird, beispielsweise über die in der DFS-Anordnung DFS vorhandene Ortungs-Mobilstation MS, eine bidirektio nale Funkstrecke B zu der Basisstation BTS sowie die (down-link-)Funkstrecke A zu der Mobilstation MS1. Die von der Basisstation BTS empfangene Antwort der Mobilstation MS1, die manuell oder automatisch erzeugt werden kann, erfolgt im Zeitmultiplexverfahren über die (uplink-)Funk strecke A. Dabei sind der Mobilstation MS1 vorgebbare Zeitschlitze auf Frequenzkanälen im 900-MHz-Band, kurz "Zeitmultiplex-Kanäle genannt, zugeordnet. In jedem Zeitmultiplex-Kanal werden zumindest die Teilnehmer- Nummer, der TA-Wert sowie nichtöffentliche verschlüsselte Nutzer-Daten, z. B. Sprache, übertragen. Während des Funk verkehrs wird die (downlink-)Funkstrecke A außerdem von dem Empfänger MS-DFS empfangen und dabei zumindest die Teilnehmer-Nummer ermittelt. Dieses ist alternativ auch mittels der Ortungs-Mobilstation MS möglich. Die Teil nehmer-Nummer wird der Steuereinrichtung DFS-ST vor zugsweise in digitaler Form mitgeteilt. Die Steuer einrichtung DFS-ST veranlaßt daraufhin eine Aufsyn chronisation des Peilers PE auf den der Mobilstation MS1 zugeteilten Frequenz-Kanal mit Zeitschlitz der (uplink-)Funkstrecke A, der auch TCH-Kanal ("Traffic Channel", zu deutsch Sprechkanal) genannt wird, und veranlaßt einen Peilvorgang. Dabei wird die Richtung (Azimut-Wert) der Mobilstation MS1 ermittelt. Während des Peilvorgangs wird über den Peiler PE außerdem das von der Mobilstation MS1 über die (uplink-)Funkstrecke A ausgesandte Steuersignal dahingehend ausgewertet, daß der in einem Organisations kanal, z. B. SACCH ("Slow Associated Control Channel") übertragene TA-Wert in der Steuereinrichtung DFS-ST zu mindest registriert (gespeichert) wird.If the mobile station MS1 is now to be located, it must be between this and the base station at least during the Time of location (maximum two seconds) radio communication, for example, radio communications take place. This can be there can be achieved by using the mobile station MS1 whose known subscriber number from the GSM network Akti fourth, for example via the in the DFS arrangement DFS existing location mobile station MS, a bidirection nale radio link B to the base station BTS and the (down-link) radio link A to the mobile station MS1. The of the base station BTS received response from the mobile station MS1, which can be generated manually or automatically, takes place in time-division multiplexing via the (uplink) radio route A. The mobile station MS1 can be predetermined Time slots on frequency channels in the 900 MHz band, short "Called time division channels, assigned. In each Time-division multiplex channel, at least the subscriber Number, the TA value and non-public encrypted User data, e.g. B. language transmitted. During the radio the (downlink) radio link A is also used by received the receiver MS-DFS and at least the Participant number determined. This is alternatively also possible by means of the location mobile station MS. The part The subscriber number is the control device DFS-ST preferably communicated in digital form. The tax The DFS-ST device then initiates a synch Chronization of the direction finder PE to that of the mobile station MS1 allocated frequency channel with time slot of the (uplink) radio link A, which is also called TCH channel ("Traffic Channel", too German speech channel) is called, and causes one DF process. The direction (azimuth value) of the Mobile station MS1 determined. During the bearing process via the direction finder PE also from the mobile station MS1 control signal transmitted via the (uplink) radio link A. evaluated in that the in an organizational channel, e.g. B. SACCH ("Slow Associated Control Channel") transmitted TA value in the control device DFS-ST at least registered (saved).

Aus der Richtung und dem TA-Wert sind dann Richtung und Entfernung der Mobilstation MS1 bezüglich der Basisstation BTS feststellbar, beispielsweise mittels einer an die Steuereinrichtung DFS-ST angeschlossenen Auswerteeinheit. Daraus wird der wahrscheinlichste Ort der MS wie folgt er mittelt.From the direction and the TA value are then direction and Distance of the mobile station MS1 with respect to the base station BTS detectable, for example by means of a Control unit DFS-ST connected evaluation unit. From this, the most likely location of MS is as follows averages.

Es ist vorteilhaft, den beschriebenen Ortungsvorgang für die Mobilstation MS1 mehrmals zu wiederholen, um zufällige Fehler, z. B. infolge von (Funk-)Mehrwegausbreitungen, zu korrigieren und eine zuverlässige Ortsbestimmung zu errei chen.It is advantageous to use the location procedure described for to repeat the mobile station MS1 several times to find random ones Errors, e.g. B. as a result of (radio) multipath propagation correct and achieve a reliable location chen.

Das beschriebene Verfahren wird als aktive Methode be zeichnet, denn die Mobilstation MS1 wird erst auf Veran lassung der Ortungs-Mobilstation MS aktiviert. Es ist er sichtlich, daß die beschriebene Ortung (Bestimmung von Richtung und Entfernung der Mobilstation MS1) auch mit einer passiven Methode arbeitet, das heißt, anhand eines irgendwie veranlaßten Funkverkehrs zwischen Mobil- und Ba sisstation, z. B. dadurch, daß die DFS wartet und den up link-RACH-Kanal ("Random Access Channel") der BTS abhört, bis sich der Teilnehmer selbst meldet. Dabei bedeutet RACH-Kanal soviel wie Anruf-Kanal, auf dem die MS bei der BTS eine Sprechverbindung verlangt.The method described is used as an active method records, because the mobile station MS1 is only on Veran leave the location mobile station MS activated. It is him obvious that the described location (determination of Direction and distance of the mobile station MS1) also with a passive method, that is, using one somehow caused radio traffic between mobile and Ba sisstation, e.g. B. in that the DFS waits and the up link-RACH channel ("Random Access Channel") that BTS listens to, until the participant reports himself. Here means RACH channel as much as the call channel on which the MS is connected BTS requires a voice connection.

Das bisher beschriebene Verfahren (aktive sowie passive Methode) ist zumindest aus technischer Sicht in vielfäl tiger Weise anwendbar. Beispielsweise ist es vorteilhaft, in einem PC (Personal Computer) die Teilnehmer-Nummern von oftmals zu suchenden Mobilstationen MS1, z. B. diejenigen von sogenannten Außendienstmitarbeitern, sowie die Nummern der Basisstationen BTS und deren Standorte zu speichern. Ein solcher ortsfester oder beweglicher PC, z. B. eine so genannte Workstation oder ein Laptop, kann nun mittels eines Mobilfunkgerät an einem nahezu beliebigen Ort an das GSM-Netz angeschlossen werden. Wird nun von dem PC ent sprechend Fig. 1 die Basisstation BTS und die Mobilstation MS1 angewählt, so kann gleichzeitig über die Funkstrecke B die Ortungs-Mobilstation MS in der DFS-Anordnung DFS aktiviert werden, so daß in der beschriebenen Weise ein Ortungsvorgang ausgeführt wird. Das Ergebnis kann dann mittels Ortungs-Mobilstation MS und GSM-Netz dem PC übermittelt und dort dargestellt werden, beispielsweise graphisch als blinkender Punkt auf einem Ausschnitt einer Landkarte, welche die geographische Umgebung der Basisstation BTS umfaßt. The method described so far (active and passive method) can be used in a variety of ways, at least from a technical point of view. For example, it is advantageous in a PC (personal computer) to identify the subscriber numbers of mobile stations MS1 that are often to be searched, e.g. B. those of so-called field staff, as well as the numbers of the base stations BTS and their locations. Such a stationary or mobile PC, e.g. B. a so-called workstation or a laptop can now be connected to the GSM network at almost any location by means of a mobile radio device. Is now 1 accordingly from the PC Fig., The base station BTS and the mobile station MS1 is selected, can at the same time locating the mobile station MS in the DFS arrangement DFS be activated over the radio path B, so that a tracking operation is carried out in the manner described . The result can then be transmitted to the PC by means of the locating mobile station MS and GSM network and displayed there, for example graphically as a flashing point on a section of a map which comprises the geographical area around the base station BTS.

Sollen in einer (GSM-)Zelle gleichzeitig mehrere Mobilsta tionen MS1 geortet werden, so ist es lediglich erforder lich, in der Nähe er Basisstation BTS mehrere der be schriebenen DFS-Anordnungen DFS aufzustellen, so daß jeder zu suchenden Mobilstation MS1 eine DFS-Anordnung DFS zuge ordnet werden kann. Alternativ dazu ist es möglich, ledig lich eine einzige DFS-Anordnung zu verwenden, die dann für die Ortung mehrerer Mobilstationen ausgerüstet ist, bei spielsweise durch die Verwendung eines Multiplexbetriebes für den Peiler PE. Eine Auswertung und/oder Darstellung der Ergebnisse der Ortungen kann dann ebenfalls auf dem PC erfolgen, beispielsweise mittels farbig markierter Punkte, wobei jede Farbe einer Mobilstation zugeordnet ist.Should several Mobilsta be in a (GSM) cell at the same time tion MS1 are located, it is only required Lich, near the base station BTS several of the be wrote DFS arrangements to set up DFS so that everyone to be searched for mobile station MS1 a DFS arrangement DFS can be arranged. Alternatively, it is possible to be single Lich use a single DFS arrangement, which then for the location of several mobile stations is equipped with for example through the use of a multiplex operation for the direction finder PE. An evaluation and / or presentation the results of the location can then also be on the PC take place, for example by means of colored points, where each color is assigned to a mobile station.

Es ist ersichtlich, daß für das Verfahren in vorteilhafter Weise keine Ortungs-Zentrale benötigt wird, sondern ledig lich ein entsprechend gestaltetes Auswerte- und/oder Dar stellungsprogramm (Software) für einen PC.It can be seen that the method is more advantageous So no tracking center is needed, but single Lich an appropriately designed evaluation and / or dar Positioning program (software) for a PC.

Bei den beschriebenen Beispielen wurde vorausgesetzt, daß die (GSM-)Zelle (mit der zugehörigen Basisstation BTS) be kannt ist, in welcher sich mindestens eine zu ortende Mo bilstation MS1 befindet.In the examples described it was assumed that the (GSM) cell (with the associated base station BTS) is known in which there is at least one Mo to be located bilstation MS1 is located.

Bei den folgenden Beispielen wird dagegen lediglich vor ausgesetzt, daß von mindestens einer zu ortenden Mobil station MS1 deren Teilnehmer-Nummer sowie deren ungefährer Aufenthaltsort bekannt sind.In the following examples, on the other hand, is only used exposed to that of at least one mobile to be located station MS1 their subscriber number and their approximate Whereabouts are known.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem von einer zu ortenden Mobilstation MS1 lediglich deren Teilnehmer-Num mer bekannt ist, und außerdem, daß die Mobilstation MS1 in einer der drei aneinandergrenzenden (GSM-)Zellen Z1, Z2, Z3, mit der zugehörigen Grenze G und den zugehörigen Ba sisstationen BTS1, BTS2, BTS3, sein kann. Dementsprechend werden in der Nähe der Basisstationen BTS1, BTS2, BTS3 jeweils eine der anhand der Fig. 1 beschriebenen DFS-An ordnungen DFS1, DFS2, DFS3 aufgestellt. Wird nun bei spielsweise mittels PC und GSM-Netz die eingeschaltete Mo bilstation MS1 durch Wahl der bekannten Teilnehmer-Nummer aktiviert (aktive Methode), so wird dem PC, welcher auto risiert ist, anhand der GSM-Register mitgeteilt, in wel cher der Zellen, hier Z1, sich die Mobilstation MS1 befin det. Lediglich in dieser Zelle erfolgt dann die anhand der Fig. 1 beschriebene Ortung der Mobilstation MS1 durch Ak tivierung der zugehörigen DFS-Anordnung DFS1. Die übrigen DFS-Anordnungen DFS2, DFS3 werden vorteilhafterweise nicht aktiviert. Bewegt sich nun die Mobilstation MS1 beispiels weise von der Zelle 1 in die Zelle 2, so wird die Mobil station MS1 nach Überfahren der Grenze G im GSM-Netz auto matisch von der zu der Zelle 2 gehörenden Basisstation BTS2 betreut, was dem PC zumindest bei einem weiteren Or tungsvorgang mitgeteilt wird. In einem solchen Fall wird lediglich die DFS-Anordnung DFS2 in Zelle 2 aktiviert und die Ortung der Mobilstation MS1 lediglich in Zelle 2 durchgeführt. Fig. 2 shows an embodiment in which from a mobile station MS1 to be located only its subscriber number is known, and also that the mobile station MS1 in one of the three adjacent (GSM) cells Z1, Z2, Z3, with the associated one Limit G and the associated base stations BTS1, BTS2, BTS3 can be. Accordingly, one of the DFS arrangements DFS1, DFS2, DFS3 described with reference to FIG. 1 are set up in the vicinity of the base stations BTS1, BTS2, BTS3. If the switched-on mobile station MS1 is now activated by selecting the known subscriber number (active method), for example by means of a PC and GSM network, the PC, which is authorized, is informed by means of the GSM register in which of the cells , here Z1, the mobile station MS1 is located. The location of the mobile station MS1 described with reference to FIG. 1 then takes place only in this cell by activating the associated DFS arrangement DFS1. The other DFS arrangements DFS2, DFS3 are advantageously not activated. Now moves the mobile station MS1 example, from cell 1 to cell 2 , the mobile station MS1 is automatically cared for after crossing the boundary G in the GSM network by the base station BTS2 belonging to cell 2 , which at least the PC another location process is communicated. In such a case, only the DFS arrangement DFS2 in cell 2 is activated and the location of the mobile station MS1 is only carried out in cell 2 .

Es ist ersichtlich, daß bei der Erfindung in vorteilhafter Weise lediglich eine vernachlässigbare zusätzliche Belas tung des GSM-Netzes erfolgt, nämlich nur dann, wenn die anhand der Fig. 1 beschriebene aktive Methode verwendet wird. It can be seen that in the invention advantageously only a negligible additional load on the GSM network takes place, namely only when the active method described with reference to FIG. 1 is used.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. Ist beispielsweise von einer zu ortenden Mobilstation MS1 überhaupt nicht bekannt, wo sich diese befindet, so kann zunächst durch Abfrage der GSM-Register beispielsweise Datum sowie Uhrzeit des letzten Funkverkehrs sowie die zugehörige Basisstation ermittelt werden. In der Umgebung dieser Basisstation kann dann in der beschriebenen Weise die Mobilstation geortet werden.The invention is not based on the examples described limited, but applicable to others. Is for example from a mobile station MS1 to be located not at all known where this is, so can first by querying the GSM register, for example Date and time of the last radio communication as well as the associated base station can be determined. In the neighborhood this base station can then in the manner described the mobile station can be located.

Damit ist es in kostengünstiger Weise möglich, ein automa tisches Notrufsystem für alle Mobilstationen aufzubauen. Dabei kann zwangsweise veranlaßt werden, z. B. durch Not schalter und/oder (Unfall-)Sensoren im KFZ z. B., daß die Mobilstation eingeschaltet wird und dann zwangsweise eine Notrufmeldung gesendet wird. Diese Notrufmeldung wird selbstverständlich auch im Notfall bei eingeschalteter Mobilstation veranlaßt.This makes it possible to automa to set up a table emergency call system for all mobile stations. It can be compulsorily caused, for. B. by need switches and / or (accident) sensors in the vehicle z. B. that the Mobile station is switched on and then forcibly one Emergency message is sent. This emergency call will of course also in an emergency with the switch on Mobile station causes.

Wird eine Notrufmeldung veranlaßt, so wird dadurch eine Funkverbindung zu einer beliebigen Basisstation im GSM- Netz aufgebaut und diese Verbindung in den GSM-Registern registriert. Dort sind also Teilnehmer-Nummer der Mobil station und Nummer (und damit Ort) der Basisstation be kannt. Durch die Notfallmeldung wird außerdem eine Not fallcodierung im Organisationsteil des von der Mobil station gesendeten Signals (uplink A in Fig. 1) veranlaßt. Wird diese Notfallcodierung von der Basisstation emp fangen, so wird automatisch die beschriebene Ortung ver anlaßt und es wird automatisch die nächstgelegene Unfall- sowie Rettungsstation alarmiert. If an emergency call is triggered, a radio connection is established to any base station in the GSM network and this connection is registered in the GSM registers. There are subscriber numbers of the mobile station and number (and thus location) of the base station known. The emergency message also causes an emergency coding in the organizational part of the signal sent by the mobile station (uplink A in Fig. 1). If this emergency coding is received by the base station, the location described is automatically initiated and the nearest accident and rescue station is automatically alerted.

Die Erfindung ist weiterhin in vorteilhafter Weise an unterschiedliche GSM-Netze anpaßbar, beispielsweise die in Deutschland vorhandenen D1-, D2-, E-plus-Netze. Dazu muß lediglich die DFS-Anordnung, insbesondere die dort enthal tene Ortungs-Mobilstation MS, an das gewünschte Netz ange paßt werden.The invention is also advantageous different GSM networks adaptable, for example those in Germany's existing D1, D2, E-plus networks. To do this only the DFS arrangement, especially the one there tene location mobile station MS, to the desired network be fit.

Claims

1. Method for radio location of a mobile station in the GSM network, wherein

a radio connection is established from the mobile station to the base station of the GSM network responsible for the location of the mobile station,
each base station is assigned a geographic cell surrounding it,
- Each mobile station is assigned a subscriber number, which is sent unencrypted for each radio connection, and
- by listening to the radio connection, it is determined that a mobile station with a predefinable subscriber number is within the cell, characterized in that
- That in the area of the base station (BTS) a DFS arrangement (DFS) is set up, at least consisting of a receiver (MS-DFS), a control device coupled to it (DFS-ST) and a direction finder coupled to it (PE),
- that the radio link (downlink) between the base station (BTS) and the mobile station (MS1) is intercepted with the receiver (MS-DFS),
- That the subscriber number of the mobile station (MS1) is determined in the receiver (MS-DFS) and / or the control device (DFS-ST),
- That the subscriber number is compared in the control unit (DFS-ST) with a predeterminable subscriber number of a mobile station to be located,
- If the determined with the specifiable subscriber number via the direction finder (PE), a direction finding process is initiated with respect to the mobile station (MS1),
that the direction (azimuth value) of the mobile station is determined in the direction finding process,
- that the control signal emitted by the mobile station (MS1) is heard during the DF process and the TA value contained therein is determined,
- That a distance corresponding to this between the base station (BTS) and the mobile station (MS1) is determined from the TA value and
- That the location of the mobile station (MS1) within the cell is determined from the direction and distance.

2. The method according to claim 1, characterized in that a location mobile station (MS) is used to report on the GSM network a radio connection to the Mobilsta to be located tion (MS1).

3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized ge indicates that the DFS arrangement (DFS) only for a locating process to be carried out is activated and that the DFS arrangement (DFS) after the locating process in is switched to a standby state.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that

- That an evaluable with the GSM network and / or display station, via which the mobile station to be located (MS1) and the DFS arrangement (DFS) can be activated, is available and
- That the evaluation and / or display station, the results determined by the DFS arrangement (DFS) are transmitted via the GSM network.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that

- That from the evaluation and / or display station for an activated mobile station (MS1) to be located, the associated base station (BTS) is determined from a register of the GSM network and thus the location of the associated cell and
- That the location of the mobile station (MS1) is carried out within the cell by means of the DFS arrangement (DFS).

6. Arrangement for performing the method according to one of the preceding claims, characterized in

- That in each (GSM) cell in which a location of a mobile station (MS1) is to be carried out, a DFS arrangement (DFS) is set up in the immediate vicinity of the base station belonging to the cell (BTS) and
- That in the DFS arrangement (DFS) at least one receiver (MS-DFS), for listening to the radio traffic (downlink) between the base station (BTS) and the mobile station (MS1), a direction finder (PE) for direction finding Mobile station (MS1), and a control device (MS-DFS) for controlling the receiver (MS-DFS) and the direction finder (PE) are available.

7. Arrangement according to claim 6, characterized in that in the DFS arrangement (DFS) an additional locating mobile station (MS) is available to manufacture a radio ver connection between the base station (BTS) and the mobile station (MS1).

8. Arrangement according to claim 6 or claim 7, characterized ge indicates that the direction finder (PE) acts as an interferometer direction finder is designed for the frequency range of the GSM network.

9. Arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized characterized in that in the control unit (DFS-ST) at least at least a determination and storage of the TA value follows that in that transmitted by the mobile station (MS1) Signal is included and received via the direction finder (PE) will.

10. Arrangement according to one of claims 6 to 9, characterized characterized in that from the mobile station (MS1) sent signal that can be activated in an emergency Emergency signal is present and that the location of the Mobilsta tion is compulsory when the emergency signal is received through the base station (BTS).