DE19741773A1

DE19741773A1 - Mobile subscriber logging-on method for cellular mobile communications system

Info

Publication number: DE19741773A1
Application number: DE19741773A
Authority: DE
Inventors: Markus Dipl Ing Dillinger
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 1997-09-22
Filing date: 1997-09-22
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2017-09-23
Also published as: DE19741773C2

Abstract

The logging-on method uses a radio positioning system, e.g. a GPS system, for determining the position coordinates of the mobile subscriber station. These are used by the base station covering the cell in which the mobile subscriber station is located, for assigning the mobile subscriber station to a free channel of the nearest microcell. The mobile subscriber station may transmit the calculated position coordinates to the base station covering the cell in which it is located at fixed time intervals.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Ein- oder Umbuchen einer Mobilstation bei einem Mobilfunksy stem mit hierarchischer Zellstruktur, wobei Schirmzellen vor gesehen sind, die die ihnen unterlegten Zellen (Microzellen) vollständig überdecken und wobei ein BCCH (Broadcast Control Channel) benutzt wird, über den Zellen spezifische Daten von der Basisstation an die Mobilstation gesendet werden, die im Mobilfunknetz ein- oder umgebucht werden soll.The invention relates to a method and a device for Registering or rebooking a mobile station with a mobile radio system stem with hierarchical cell structure, with umbrella cells in front seen that the underlying cells (microcells) completely cover and being a BCCH (Broadcast Control Channel) is used, over the cells specific data from the base station are sent to the mobile station, which in the Mobile network should be booked or rebooked.

Bei Mobilfunksystemen werden Steuerkanäle für die Signalisie rung, Synchronisierung und für Datenübertragung benutzt. Bei spielsweise beim GSM-System werden Steuerkanäle für den all gemeinen Zugriff, nämlich der BCCH und weitere CCCH's (Common Control Channel), zum Übertragen von Systeminformationen be nutzt und sie dienen der Verbindungsinitiierung. Nach dem Verbindungsaufbau wird die bestehende Verbindung auf benut zerspezifische, zweckgebundene Steuerkanäle umgeschaltet. Bei dem GSM-System wird der BCCH von der Basisstation benutzt, um unter anderem die notwendigen Orientierungsinformationen an diejenigen Mobilstationen zu liefern, die sich im Mobilfun knetz melden wollen. Vom Netzwerk aus werden unter anderem folgende Systeminformationen über BCCH ausgesandt: Aufent haltsbereich, Funkzelle, Kanalstruktur und Optionen, die in nerhalb der Zelle unterstützt werden. Diese zellspezifischen Daten müssen permanent gesendet werden und dienen den Mobil stationen für die Funkzellenauswahl. In einen hierarchischen Zellsystem hat jede Basisstation ihren BCCH, und es ist er sichtlich, daß durch die permanente Ausstrahlung von Signalen über den BCCH Interferenzen verursacht werden können. Außer dem wird Netzkapazität gebunden.In mobile radio systems, control channels are used for signaling tion, synchronization and used for data transmission. At for example in the GSM system, control channels for all common access, namely the BCCH and other CCCH's (Common Control Channel), for transmitting system information uses and they serve to initiate the connection. After this Establishing a connection will use the existing connection specific, dedicated control channels switched. At the BCCH is used by the base station to the GSM system among other things, the necessary orientation information to deliver those mobile stations that are in mobile communications want to report knetz. From the network, among other things sent the following system information about BCCH: range, cell, channel structure and options included in supported within the cell. These cell-specific Data must be sent permanently and serve the mobile stations for radio cell selection. In a hierarchical Cell system, every base station has its BCCH, and it is evident that through the permanent transmission of signals over which BCCH can cause interference. Except this ties up network capacity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Belastung des Netzes bei einem Mobilfunksystem durch eine Verringerung der Anzahl der erforderlichen BCCH's zu reduzieren.The invention has for its object the burden of Network in a mobile radio system by reducing the Reduce the number of BCCH's required.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß über ein Positionierungssystem die Ortskoordinaten der Mobilstation bestimmt werden, daß die Ortskoordinaten der Mobilstation an der Basisstation der Schirmzelle bereitgestellt werden, und daß der Mobilstation von der Basisstation der Schirmzelle ein freier Kanal bei der der Mobilstation am nächsten liegenden, unterlegten Zelle zu geteilt wird. Durch die Erfassung der Ortskoordinaten einer Mobilstation über ein Funkpositionierungssystem kann auf ei nen BCCH bei den unterlegten Zellen verzichtet werden. Mit anderen Worten wird der über den BCCH gesendete Bestandteil der Netzwerksteuerung aus der jeweiligen, unterlegten Basis station ausgelagert, und die Netzwerksteuerung erfolgt über den BCCH der Basisstation der Schirmzelle, so daß die durch die Übertragung auf den BCCH's verursachten Interferenzen vermindert, die Netzwerkkapazität erhöht und die Leistungs aufnahme beziehungsweise Leistungsabgabe der Basisstation verringert wird. The method according to the invention is used to achieve this object characterized in that via a positioning system the location coordinates of the mobile station are determined that the Location coordinates of the mobile station at the base station of the Umbrella cell are provided and that the mobile station a free channel from the base station of the umbrella cell the underlying cell closest to the mobile station is shared. By capturing the location coordinates of a Mobile station via a radio positioning system can on ei BCCH in the underlying cells. With in other words, the component sent via the BCCH the network control from the respective underpinned basis station outsourced, and the network control takes place via the BCCH of the base station of the umbrella cell so that the through the transmission on the BCCH's caused interference diminished, increased network capacity and performance Power consumption or output of the base station is reduced.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Mobilstationen an das Funkpositionierungssystem ange schlossen, wobei die Mobilstation Positionierungssignale emp fängt und daraus die Ortskoordinaten der Mobilstation berech net, und daß die Ortskoordinaten von der Mobilstation an die Basisstation der Schirmzelle weitergegeben werden. Diese Aus führungsform ist insofern vorteilhaft, als die Kosten für die Aufrüstung des Systems auf das neue Verfahren nur bei den tatsächlichen Nutzern, nämlich den Inhabern der Mobilstation, anfallen.In an advantageous embodiment of the invention the mobile stations to the radio positioning system closed, the mobile station positioning signals emp captures and calculates the location coordinates of the mobile station net, and that the location coordinates from the mobile station to the Base station of the umbrella cell are passed on. This out form of management is advantageous in that the costs for the Upgrading the system to the new procedure only for actual users, namely the owners of the mobile station, attack.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens werden als Funkpositionierungssystem ein terrestrisches Sendersystem eingesetzt, bei dem die Sen derpositionierungssignale an die Mobilstationen senden, die daraus die Ortskoordinaten der Mobilstation berechnet, und daß die Ortskoordinaten von der Mobilstation an die Basissta tion der Schirmzelle weitergegeben werden. Mit dieser Ausfüh rungsform können Kosten gegenüber Satelliten-Funkpositio nierungssystemen eingespart werden.In a further advantageous embodiment of the inventions The method according to the invention are called a radio positioning system a terrestrial transmitter system is used, in which the Sen which send positioning signals to the mobile stations which from this the location coordinates of the mobile station are calculated, and that the location coordinates from the mobile station to the base station tion of the umbrella cell. With this execution form can cost compared to satellite radio positions nation systems can be saved.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Basisstationen an ein Funkpositionierungssystem angeschlossen werden, wobei die Basisstation Positionierungssignale empfängt und daraus die Position der Basisstation berechnet, daß aus den Ortsko ordinaten der Basisstationen, mit denen die Mobilstation in Verbindung steht, und aus den Abständen zwischen der Mobil station und den Basisstationen die Ortskoordinaten der Mobil station berechnet und in der Basisstation der Schirmzelle be reitgestellt wird. Diese Ausführungsform des Verfahrens er möglicht es, daß die Kosten für die Hardwareaufrüstung bei den Basisstationen anfallen und dort im Hinblick auf die Ge samtkosten der Basisstation kaum ins Gewicht fallen.Another advantageous embodiment of the invention The method is characterized in that the base stations be connected to a radio positioning system, whereby the base station receives positioning signals and from them the position of the base station calculated that from the Ortsko ordinates of the base stations with which the mobile station in Connection is established, and from the distances between the mobil station and the base stations the location coordinates of the mobile station calculated and be in the base station of the umbrella cell is provided. This embodiment of the method he it is possible that the cost of the hardware upgrade the base stations and there with regard to the Ge total costs of the base station are negligible.

Wenn die Mobilstation von drei verschiedenen Basisstationen die GPS Ortskoordination empfängt, kann sie eine 2D-Posi tionsberechnung durchführen. Wenn die Mobilstation von vier verschiedenen Basisstationen GPS Ortskoordinaten erhält, kann sie eine 3D-Positionsberechnung durchführen.If the mobile station from three different base stations receives the GPS location coordination, it can use a 2D position perform calculation. If the mobile station out of four various base stations can receive GPS location coordinates they perform a 3D position calculation.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird als Funktionpositionierungssystem das GPS (Global Positioning Sy stem) eingesetzt, wobei die GPS-Empfänger entweder in den Mo bilstationen oder in den Basisstationen angeordnet werden können. Das GPS-System wurde in jüngster Zeit sehr stark wei terentwickelt und findet immer mehr Einsatzmöglichkeiten, da die GPS-Empfänger immer kompakter, leichter und auch preis günstiger werden. Das GPS-System liefert Satellitensignale, aus denen Navigations-, Standort- oder Zeitdaten für den je weiligen Anwendungszweck berechnet werden können. Aus diesen Daten können selbstverständlich auch die Ortskoordinaten der Mobilstation berechnet werden und dann im Rahmen des erfin dungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung gestellt werden.According to a further advantageous embodiment, as Function positioning system the GPS (Global Positioning Sy stem) used, the GPS receiver either in the Mo bil stations or in the base stations can. The GPS system has become very white recently developed and finds more and more possible uses, because GPS receivers are becoming ever more compact, lighter and also more affordable become cheaper. The GPS system delivers satellite signals, from which navigation, location or time data for each application can be calculated. From these Data can of course also include the location coordinates of the Mobile station are calculated and then within the scope of the inventions method according to the invention are made available.

Als Endgerät für ein Positionierungssystem wird eine Mobil station eines Mobilfunksystems verwendet, und aus den Posi tionen von Basisstationen, die mit der Mobilstation in Funk verbindung stehen, und aus den Abständen zwischen der Mobil station und den Basisstationen wird die Position der Mobil station errechnet. Im Rahmen eines Mobilfunksystemes werden die Abstände zwischen den Basisstationen und den Mobilstatio nen ohnehin festgestellt, beispielsweise um bei GSM im Rahmen des Timing Advance Mechanismus, um einen korrekten Datenaus tausch zu ermöglichen. Auch die Zeit und Datumsinformation stehen regelmäßig in den Basisstationen zur Verfügung. Daher können diese Informationen ohne großen Bauaufwand ausgenutzt werden, um die Position der Mobilstation bei bekannten Posi tionen der Basisstationen zu berechnen. Der Benutzer benötigt dabei keine aufwendige Hardware in Form eines GPS-Empfängers.A mobile is used as the terminal for a positioning system station of a mobile radio system used, and from the Posi base stations that work with the mobile station in radio connected, and from the distances between the mobile station and the base stations will be the position of the mobile station calculated. As part of a mobile radio system the distances between the base stations and the mobile station NEN determined anyway, for example in the case of GSM of the timing advance mechanism to ensure correct data to enable exchange. Also the time and date information are regularly available in the base stations. Therefore can use this information without much construction to the position of the mobile station at known Posi base station calculations. The user needs no complex hardware in the form of a GPS receiver.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Positionen der Basisstationen auf der Grundlage des GPS bestimmt, wobei unter Berücksichtigung der Kosten für eine Basisstation die zusätzlichen Kosten für ei nen GPS-Empfänger kaum ins Gewicht fallen.In an advantageous embodiment of the invention The positions of the base stations on the Determines the basis of the GPS, taking into account the Base station cost the additional cost of egg weight of a GPS receiver.

Vorteilhafterweise werden die Abstände zwischen der Mobilsta tion und den Basisstationen in der Mobilstation aus den Lauf zeiten der übertragenen Funksignale berechnet, insbesondere können die Abstände im Rahmen des Timing Advance Mechanismus ermittelt werden. Auch diese Verfahren werden regelmäßig im Rahmen des normalen Betriebs der Mobilstation durchgeführt. Wenn die Basisstationen mit sogenannten smart Antennas ausge rüstet sind, ist vorteilhaft, die Abstände und die Winkel von Verbindungslinien zwischen der Mobilstation und der Basissta tion in einem Koordinatensystem in der Basisstation zu ermit teln und an die Mobilstation zu übertragen, wodurch sich eine zusätzliche Verbesserung in der Genauigkeit der Positionsbe stimmung ergeben kann. The distances between the Mobilsta tion and the base stations in the mobile station from the barrel times of the transmitted radio signals are calculated, in particular the gaps can be adjusted as part of the timing advance mechanism be determined. These procedures are also regularly in the Under the normal operation of the mobile station. If the base stations are equipped with so-called smart antennas is advantageous, the distances and the angles of Connection lines between the mobile station and the base station tion in a coordinate system in the base station and to transmit to the mobile station, resulting in a additional improvement in the accuracy of the position mood can result.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Mobilstation ein freier Kanal einer zweiten Basisstation mitgeteilt wird, die nach der ersten Basisstation am nächsten bei der Mobil station liegt, und daß durch die Mobilstation eine der beiden Basisstationen aufgrund der Qualitätsmerkmale des Empfangs signals ausgewählt wird. Damit ist sichergestellt, daß auch bei Abschattungen und Fadingeinbrüchen nicht zwangsläufig die am nächsten gelegene Basisstation der Mobilstation zugeteilt wird, sondern daß die Mobilstation eine Auswahl von wenig stens zwei Basisstationen hat, wobei die Ortsinformation und auch die Qualität des Empfangssignals für die Auswahl der Ba sisstation herangezogen wird.Another advantageous embodiment of the invention The method is characterized in that a mobile station a free channel is communicated to a second base station, the closest to the Mobil after the first base station station lies, and that by the mobile station one of the two Base stations due to the quality characteristics of the reception signals is selected. This ensures that too with shadowing and fading drops not necessarily the nearest base station assigned to the mobile station is, but that the mobile station a selection of little has at least two base stations, the location information and also the quality of the reception signal for the selection of the Ba sis station is used.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß ein freier Kanal einer benachbarten Basisstation getestet wird, bevor tatsäch lich umgebucht wird. Dies dient in vorteilhafter Weise zur Optimierung der Übertragungsqualität nach der Umbuchung.Another advantageous embodiment of the invention The method is characterized in that a free channel a neighboring base station is tested before actually is rebooked. This is used advantageously for Optimization of the transmission quality after the rebooking.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens werden die freien Kanäle der Basis stationen der unterlegten Zellen bei der Basisstation der Schirmzelle gemeldet und von den Basisstationen der unterleg ten Zellen von dort abgerufen. Dieses System ist bei der hierarchischen Zellstruktur besonders geeignet, um die Infor mation ohne größeren Aufwand an der richtigen Stelle zur Ver fügung zu stellen. According to a further advantageous embodiment of the inventions The method according to the invention becomes the free channels of the base stations of the underlying cells at the base station of the Umbrella cell reported and the base stations of the underlying retrieved from there. This system is with the hierarchical cell structure particularly suitable for the information in the right place for ver to provide.

Die eingangs erwähnte Aufgabe wird bei einer Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, bei der in der Mobilstation eine Einrichtung zur Berechnung der Posi tion der Mobilstation wenigstens aus den Abständen zu den terrestrischen Sendern vorgesehen ist.The above-mentioned task is carried out at a facility for Implementation of the method according to the invention solved in the a device for calculating the posi in the mobile station tion of the mobile station at least from the distances to the terrestrial transmitters is provided.

Alternativ ist eine Einrichtung zur Lösung der Aufgabe mit Mobilstationen und mehreren Basisstationen dadurch gekenn zeichnet, daß in den Mobilstationen Empfänger zum Empfang der Navigationssignale des GPS und eine Einrichtung der Ortskoor dinaten der Mobilstation aus den Navigationssignalen vorgese hen ist.Alternatively, a device is available to solve the problem Mobile stations and several base stations thereby identified records that in the mobile stations receiver to receive the Navigation signals from the GPS and a facility of the town hall dinates the mobile station from the navigation signals hen is.

Schließlich ist eine weitere Einrichtung zur Lösung der Auf gabe dadurch gekennzeichnet, daß in der Mobilstation eine Einrichtung zum Berechnen der Position der Mobilstation we nigstens aus den Abständen zu den Basisstationen vorgesehen ist, mit denen die Mobilstation in Verbindung steht, und daß in den Basisstationen GPS-Empfänger zum Empfang der Informa tion über die Positionen der Basisstationen vorgesehen sind.Finally, there is another facility to solve the problem sabe characterized in that in the mobile station Device for calculating the position of the mobile station we provided at least from the distances to the base stations with which the mobile station is connected, and that GPS receivers in the base stations to receive the informa tion on the positions of the base stations are provided.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den restlichen Unteransprüchen gekenn zeichnet.Further advantageous embodiments of the invention Procedures are known in the remaining subclaims draws.

Im folgenden wird eine spezielle Ausgestaltung des erfin dungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung anhand eines GSM-Systems mit einer Ortsbestimmung durch das GPS-System beschrieben. The following is a special embodiment of the inventions inventive method or the invention Setup using a GSM system with a location described by the GPS system.

In dem GSM-System werden Schirmzellen verwendet, welche die unterlegten Zellen vollständig überdecken, und die Mobilsta tionen können die Navigationssignale des GPS-Systems empfan gen und ihre Koordinaten an das Netzwerk über deren Kontroll kanal weitergeben. Da es sich bei den GPS-Signalen um Pseudo- Noise-Sequenzen handelt (Bandbreite der zwei Signale: 1 MHz), können diese Signale durch in der Zukunft über mögliche Breitband-CDMH-Basisstationen abgestrahlt werden.Umbrella cells are used in the GSM system, which the covered cells completely covered, and the Mobilsta the GPS system's navigation signals can be received and their coordinates to the network via their control pass on the channel. Since the GPS signals are pseudo Noise sequences (bandwidth of the two signals: 1 MHz), can get these signals through in the future about possible Broadband CDMH base stations are broadcast.

Die Schirmzelle dient in der Anfangsphase des Verbindungsauf baus mit ihrem BCCH und FCCH und SCH der Mobilstation. Der Paging-Kanal befindet sich logischerweise auch bei der Basis station der Schirmzelle. Der weitere Verbindungsaufbau er folgt wie im GSM-System mit dem Unterschied, daß der Mobil station ein freier Kanal bei der ihr am nächsten gelegenen Basisstation der unterlegten Zellen mitgeteilt wird. Die Mo bilstation wird vor Beginn einer Sitzung durch die Basissta tion der Schirmzelle in den neuen Management-Modus versetzt.The umbrella cell serves in the initial phase of the connection build with their BCCH and FCCH and SCH the mobile station. Of the The paging channel is logically also at the base station of the umbrella cell. The further connection establishment he follows as in the GSM system with the difference that the mobile station a free channel at the closest one Base station of the underlying cells is communicated. The Mon Before the start of a session, the base station tion of the umbrella cell in the new management mode.

Durch Abschattungen und Fadingeinbrüche kann es vorkommen, daß die der Mobilstation am nächsten gelegene Basisstation der unterlegten Zellen nicht zur Verfügung steht und damit nicht zugeteilt werden kann. Deshalb wird in einem solchen Fall vorgesehen, daß der Mobilstation auch ein freier Kanal einer zweiten Basisstation der unterlegten Zellen mitgeteilt wird, wobei diese zweite Basisstation nach der ersten Basis station am nächsten zu der Mobilstation liegt. Die Mobilsta tion wird daraufhin über den ihr zugeteilten Kanal (bei TDMA: Trägerfrequenz, Slot-Nr. und Timing-Advance) eine Anmeldung bei der Basisstation der unterlegten Zelle vornehmen. Falls keine Nachbar-Basisstation reagiert, wird die Mobilstation in die Schirmzelle eingebucht. Mittels eines geeigneten Antwort signals, beispielsweise FCCH-, SCH-Signale, in dem jeweiligen Downlinkkanal, kann sich die Mobilstation vollständig auf die Basisstation der unterlegten Zelle aufsynchronisieren. Die Mobilstation muß sich bei derjenigen Basisstation anbuchen, welche ein ausreichendes Empfangssignal (Pegel, Qualität) aufweist. Der Verbindungsaufbau zu dem Zweck kann dann nach weiteren Call-Setup-Nachrichten abgeschlossen werden.Due to shadows and fading, it can happen that the base station closest to the mobile station of the underlying cells is not available and therefore cannot be allocated. That is why in such Case provided that the mobile station also has a free channel communicated to a second base station of the underlying cells with this second base station after the first base station closest to the mobile station. The Mobilsta tion is then transmitted via the channel assigned to it (with TDMA: Carrier frequency, slot no. and timing advance) at the base station of the underlying cell. If no neighboring base station responds, the mobile station is in the umbrella cell booked. By means of an appropriate answer signals, for example FCCH, SCH signals, in the respective Downlinkkanal, the mobile station can completely on the Synchronize the base station of the underlying cell. The Mobile station has to book at the base station which have a sufficient reception signal (level, quality) having. The connection establishment for the purpose can then after further call setup messages are completed.

Im Umbuchungsfall (handover), wenn die Mobilstation an die Nachbar-Basisstation der unterlegten Zellen weitergereicht werden soll, kann die aktuelle Basisstation die Mobilstation über die freien Kanäle bei der Nachbar-Basisstation informie ren. Eine zweite Sende- und Empfangseinheit in der Mobilsta tion kann dazu verwendet werden, einen bekannten freien Kanal der Nachbar-Basisstation zu testen, bevor eine Umbuchung er folgt. Die Mobilstation synchronisiert sich dann über den ihr mitgeteilten Kanal bei der geeigneten Ziel-Basisstation der unterlegten Zellen vollständig auf. Als weitere Umbuchungs- Entscheidungsgrundlage dient der gemessene Leistungspegel be ziehungsweise die Qualität der Mobilstation am Basisstation- Empfangsort.In the case of rebooking (handover) when the mobile station to the Neighbor base station of the underlying cells passed on the current base station can be the mobile station inform about the free channels at the neighboring base station ren. A second transmitting and receiving unit in the Mobilsta tion can be used to create a known free channel the neighboring base station to test before making a rebooking follows. The mobile station then synchronizes with it communicated channel at the appropriate target base station of the underlying cells completely. As another rebooking The measured power level serves as the basis for the decision or the quality of the mobile station at the base station Place of receipt.

Um die erforderlichen Informationen an den Basisstationen und Mobilstationen bereitzustellen, ist jede Basisstation der un terlegten Zellen über die freien Ressourcen ihrer unmittelba ren Nachbar-Basisstationen informiert. Die freien Ressourcen der Zellen sind bei der Basisstation der Schirmzelle und die Basisstationen der unterlegten Zellen sind synchron zueinan der. Die Basisstation der Schirmzelle ist in ihrem gesamten Versorgungsbereich zu empfangen.To get the required information at the base stations and Providing mobile stations is every base station of the un put cells over the free resources of their immediate neighboring base stations. The free resources of the cells are at the base station of the umbrella cell and the Base stations of the underlying cells are synchronized with each other of the. The base station of the umbrella cell is in its entirety Receive coverage area.

Die Mobilstation teilt bei dem Einbuchen und während der Ver bindung ihre Ortskoordinaten, die mittels dem Funknavigati onssystem des GPS berechnet wurden, dem Netzwerk in ausrei chenden Zeitabständen mit. Derartige Mitteilungen können bei dem heutigen Stand des GPS-Systems, bei dem im Empfänger Zeitabstände unter einer Sekunde erreicht werden, jede Sekun de oder auch nach einigen Sekunden erneut mitgeteilt werden, um die Daten auf den neuesten Stand zu bringen.The mobile station shares when checking in and during the ver binding their location coordinates, which is done using the radio navigati system of the GPS were calculated, the network in sufficient appropriate intervals with. Such notices can be found at the current state of the GPS system in the receiver Intervals less than one second can be reached, every second en or be communicated again after a few seconds, to bring the data up to date.

Außer dem bekannten GPS-System können die Ortskoordinaten der Mobilstation auch mit Hilfe von drei terrestrischen Sendern bestimmt werden, die Spread-Spektrum-Signale ausstrahlen. Da bei werden die Ortskoordinaten der Mobilstation relativ zu den Feststationen berechnet. Die Feststationen liegen dabei weit genug auseinander, damit eine genügende Genauigkeit bei der Berechnung der Ortskoordinaten erzielt wird.In addition to the known GPS system, the location coordinates of the Mobile station also with the help of three terrestrial transmitters be determined, the spread spectrum signals emit. There at the location coordinates of the mobile station are relative to the base stations calculated. The base stations are there far enough apart to ensure sufficient accuracy the calculation of the location coordinates is achieved.

Der Vorteil dieser Anordnung gegenüber dem Satellitenempfang besteht darin, daß Abschattungen des Positionierungssignals, die bei den GPS-Signalen beim Satellitenempfang vorkommen, verringert beziehungsweise vermieden werden. Eine Indoor- Versorgung ist ebenfalls einfacher zu verwirklichen.The advantage of this arrangement over satellite reception is that shading of the positioning signal, that occur with GPS signals during satellite reception, be reduced or avoided. An indoor Care is also easier to implement.

Als weitere Möglichkeit zur Bestimmung der Position Mobilsta tion wird als Endgerät die Mobilstation eines GSM-Systems verwendet. Drei Basisstationen stehen mit der Mobilstation in Verbindung. Die Positionen der Basisstationen sind entweder definitionsgemäß bekannt oder werden über GPS-Empfänger, die in den Basisstationen angeordnet sind, festgestellt. Aus den bekannten Positionen der Basis sowie aus den Abständen zwi schen den Basisstationen und der Mobilstation wird in der Mo bilstation dessen Position errechnet. Die resultierenden In formationen werden dann wenigstens an der Mobilstation zur Anzeige bereitgestellt.As another way to determine the Mobilsta position tion becomes the mobile station of a GSM system used. There are three base stations with the mobile station in Connection. The positions of the base stations are either by definition, or known about GPS receivers that are located in the base stations. From the known positions of the base and from the distances between The base stations and the mobile station will be bilstation calculates its position. The resulting In Formations are then at least at the mobile station Ad served.

Die Mobilstation wird im Rahmen des GSM-Systems durch den Ti ming Advance Mechanismus (64 Bit Auflösung) überwacht, der im wesentlichen zur Regelung der Sendeleistung der Mobilstation MS und deren Synchronisation mit der Basisstation dient. Da im Rahmen des Timing Advance Mechanismus auch der Abstand zwischen der Mobilstation und der Basisstation berechnet wird und steht diese Information dann für die vorliegend beschrie benen Zwecke zur Verfügung.The mobile station is part of the GSM system by the Ti ming Advance mechanism (64 bit resolution) is monitored, which in the essential for regulating the transmission power of the mobile station MS and their synchronization with the base station is used. There within the timing advance mechanism also the distance is calculated between the mobile station and the base station and this information is then for the present described available purposes.

Wenn die Mobilstation von drei verschiedenen Basisstationen die GPS Ortskoordination empfängt, kann sie eine 2D-Positi onsberechnung durchführen. Wenn die Mobilstation von vier verschiedenen Basisstationen GPS Ortskoordinaten erhält, kann sie eine 3D-Positionsberechnung durchführen.If the mobile station from three different base stations the GPS location coordination receives, it can a 2D positi Carry out ons calculation. If the mobile station out of four various base stations can receive GPS location coordinates they perform a 3D position calculation.

Wenn die Basisstationen mit sogenannten smart Antennas ausge rüstet sind, die zur Bündelung der Downloadpower und zur Richtungsverfolgung der Mobilstation dienen, können die Ab stände zwischen den Basisstationen und der Mobilstation und die Winkel von Verbindungslinien zwischen der Mobilstation und den Basisstationen in einem Koordinatensystem in der Ba sisstation ermittelt oder an die Mobilstation übertragen wer den. Somit können die Informationen über die Abstände und die Winkel zur Positionsbestimmung von der Mobilstation geliefert werden.If the base stations are equipped with so-called smart antennas are equipped to bundle the download power and Direction tracking of the mobile station can serve the Ab stands between the base stations and the mobile station and the angles of connecting lines between the mobile station and the base stations in a coordinate system in the Ba sisstation determined or transmitted to the mobile station the. Thus, the information about the distances and the Angle for determining the position supplied by the mobile station become.

Sollte eine Mobilstation aus Abschattungsgründen keine Orts koordinaten im Uplink senden, muß die Mobilstation in der Schirmzelle bleiben beziehungsweise im Umbuchungsfall in die se umgebucht werden. Sollte das Navigationssignal nicht am Standort der Mobilstation empfangbar sein, aber die Qualität und der Pegel der Verbindung noch ausreichen, so kann die Mo bilstation in der unterlegten Zelle verbleiben.Should a mobile station have no location due to shadowing reasons send coordinates in the uplink, the mobile station in the Umbrella cell remain or in the event of a rebooking in the rebooked. If the navigation signal is not on Location of the mobile station can be received, but the quality and the level of the connection is still sufficient, the Mo bilstation remain in the underlying cell.

In der vorhergehenden Beschreibung wurden drei Möglichkeiten für die Bestimmung der Ortskoordinaten einer Mobilstation be schrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsbei spiele beschränkt, sondern umfaßt allgemein jedes System, mit der die Ortskoordinaten einer Mobilstation bestimmt werden können.In the previous description there were three options for determining the location coordinates of a mobile station wrote. The invention is not based on this embodiment games limited, but generally includes every system with which determine the location coordinates of a mobile station can.

Claims

1. A method for booking or rebooking a mobile station in a mobile radio system with a hierarchical cell structure, wherein screen cells are provided which completely cover the cells underneath them and a BCCH is used via which cell-specific data is permanently sent from the base stations to the mobile stations are characterized in that

the location coordinates of the mobile station are determined via a radio positioning system,
- That the location coordinates of the mobile station at the base station on the umbrella cell are provided, and that
- The mobile station from the base station of the umbrella cell is allocated a free channel at the cell which is closest to the mobile station and is underlaid.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mobile stations to the radio positioning system be closed, the mobile station positioning receives signals and from this the location coordinates of the Mobilsta tion calculated, and that the location coordinates from the Mobilsta tion to the base station of the umbrella cell the.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as a radio positioning system a terrestrial transmitter system is used in which the transmitter positioning send signals to the mobile stations, and the mobile station Positioning signals received and from there the local coordinate ten the mobile station calculated, and that the location coordinates white from the mobile station to the base station of the umbrella cell be given.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that the mobile station gets its coordinates at regular intervals reports to the base station of the umbrella cell.

5. The method according to any one of the preceding claims characterized in that the mobile station in the umbrella cell is booked if none of the base stations responds or if no location coordinates are reported by the mobile station the.

6. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that as the radio positioning system GPS system is used, taking from the navigation signals of the GPS system determines the location coordinates of the mobile station become.

7. The method according to claim 1, characterized in that the base stations to a radio positioning system be closed, with the base station positioning receives signals and from this the position of the base station calculates that from the location coordinates of the base stations to which the mobile station is connected, and from Ab between the mobile station and the base stations Location coordinates of the mobile station calculated and in the base station of the umbrella cell are provided.

8. The method according to claim 7, characterized in that the GPS system is used as the radio positioning system, where from the navigation signals of the GPS system, the Ortsko ordinates of the base station can be determined.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the distances between the mobile station and the base sta tion in the mobile station based on the transmission times radio signals or as part of the timing advance mechanism be calculated.

10. The method of claim 7 or 8, wherein the base station are equipped with smart antennas, characterized by net that the distances between the base stations and the Mo bilstation or the angle of connecting lines between the Mobile station and the base stations under one coordinates system can be determined in the base station.

11. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the paging channel of the base station is assigned to the umbrella cell.

12. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that a mobile station has a free channel a second base station is communicated, after which he most base station is closest to the mobile station, and that one of the two base stations by the mobile station selected based on the quality characteristics of the received signal becomes.

13. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that each base station of the underlying Cells via the free channels of the immediately adjacent Base stations is informed.

14. The method according to claim 13, characterized in that a free channel of a neighboring base station was tested before the transfer is actually made.

15. The method according to any one of the preceding claims, since characterized in that the free channels of the base station the shielded cells at the base station cell and are reported by the base stations of the put cells can be retrieved from there.

16. The method according to any one of the preceding claims characterized in that in the base station of the umbrella cell a "look-up" table with the positions of the base stations of the underlying cells is made available.

17. A device for performing the method according to claim 3 with mobile stations and several base stations, ge indicates that in the mobile station a device for Calculation of the location coordinates of the mobile station at least provided from the distances to the terrestrial transmitters is.

18. Device for performing the method according to claim 6 with mobile stations and several base stations, thereby ge indicates that in the mobile stations receivers for reception the navigation signals of the GPS system and a facility to calculate the position of the mobile stations from the navigation system gation signals is provided.

19. A device for performing the method according to claim 7 with mobile stations and several base stations, thereby ge indicates that in the mobile stations a device for Calculation of the position of the mobile stations at least from the Distances to the base stations with which the Mobile station is connected, and that in the base station GBS receiver to receive information about the posi tions of the base stations are provided.