DE20311842U1

DE20311842U1 - Gerät zur Lokalisierung mobiler Endgeräte auf Grundlage von Winkelmessungen

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Publication number: DE20311842U1
Application number: DE20311842U
Authority: DE
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2003-11-27
Anticipated expiration: 2013-08-01
Also published as: US20040021604A1; WO2004011955A3; MY135928A; US20100019971A1; CA2494667A1; AU2003256977A1; EP1540364A4; EP1540364B1; US20040178956A1; JP2008022572A; US7952524B2; TW200404468A; TWI272403B; KR200332431Y1; JP2005535270A; KR200356336Y1; CN100520439C; AR040748A1; AU2003256977A8; TWM279858U

Abstract

Mobiles Endgerät zur Verwendung in einem System zur Lokalisierung mobiler Endgeräte, gekennzeichnet durch:
ein Mittel zur Bereitstellung von Lokalisierungsinformation bezüglich eines vom System identifizierten mobilen Endgeräts.

Description

HINTERGRUND
Die Erfindung betrifft mobile Funkkommunikationssysteme, und insbesondere die Lokalisierung mobiler Endgeräte.
Bei Systemen aus dem Stand der Technik sind Basisstationen mit intelligenten Antennen ausgerüstet. Die gegenwärtig am weitesten entwickelte intelligente Antenne ist eine adaptive Antenne, die auch als adaptive Array-Antenne bezeichnet werden kann. Durch adaptive Array-Antennen vereinfacht sich die Messung einer Einfallsrichtung eines eingehenden Signals. Derartige Antennen ermöglichen auch dem mit ihnen verbundenen Gerät eine Steuerung der Signalsenderichtung, wodurch sich eine Leistungsoptimierung für die Signalübertragung ergibt.
Häufig werden adaptive Array-Antennen zum Erhalt von Lokalisierungsinformation bezüglich des Standorts mobiler Endgeräte eingesetzt. Eine Mehrwegeausbreitung zwischen einem mobilen Endgerät und einer Basisstation führt jedoch häufig zu einer ungenauen Lokalisierung mobiler Endgeräte. Liegt eine Mehrwegeausbreitung entweder am mobilen Endgerät oder an der Basisstation oder an beiden vor, ist eine genaue Positionsbestimmung von mobilen Endgeräten häufig schwierig, wenn nicht gar unmöglich.
Es wäre daher wünschenswert, trotz vorhandener Mehrwegeausbreitung eine genau Lokalisierung mobiler Endgeräte durchführen zu können und auch bei Nichtvorhandensein einer Mehrwegeausbreitung mobile Endgeräte genauer lokalisieren zu können.
ZUSAMMENFASSUNG
Die Erfindung ist ein Gerät zur Lokalisierung mobiler Endgeräte unter Verwendung von Winkelmessungen, die von benachbarten mobilen Endgeräten vorgenommen werden. Ein ausgewähltes mobiles Endgerät und mobile Endgeräte in der Nähe des ausgewählten mobilen Endgeräts werden selektiv instruiert, Daten bezüglich der Position des ausgewählten mobilen Endgeräts zu messen und zu melden. Die gemeldeten Daten werden dann zur Berechnung einer Position des ausgewählten mobilen Endgeräts verwendet.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG(EN)
Es zeigen:
1 ein System zur Lokalisierung eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ein Verfahren zur Lokalisierung eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM(EN)
Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung wird von folgenden Annahmen ausgegangen. Mobile Endgeräte können mit adaptiven Antennen versehen sein, wobei es aufgrund der typischen Verwendung dieser Geräte wahrscheinlich ist, dass sie in einer bekannten Ausrichtung in einer Höhenebene arbeiten. Die azimutale Ausrichtung des Arrays ist dem System nicht von vornherein bekannt. Bei Eingang eines Signals, beispielsweise einer elektromagnetischen Welle, aus einer bestimmen Richtung ist eine Messung der Einfallsrichtung dieses Signals (bezüglich der Achse des Antennenarrays) mit einer Genauigkeit von 360/n Grad möglich, wobei n die Anzahl der Elemente des Arrays darstellt.
Des weiteren gibt es bei Implementierung der vorliegenden Erfindung in einem TDD-System Zeitperioden, während denen ein mobiles Endgerät gerade nichts an die Basisstation sendet bzw. nichts von dieser empfängt. Diese Zeitperioden stehen zur Messung der Signale von anderen mobilen Endgeräten zur Verfügung. Handelt es sich bei dem Duplexverfahren um Zeitduplex, wird ferner das selbe Frequenzband sowohl zur Kommunikation von der Basisstation an die Mobilstation als auch zur Kommunikation von der Mobilstation an die Basisstation verwendet.
Es wird nunmehr auf 1 Bezug genommen. Bei typischen Funkkommunikationssystemen ist die Kenntnis des Standorts mobiler Endgeräte wichtig. In 1 ist ein System 10 zur genauen Lokalisierung mobiler Endgeräte dargestellt. Eine darin gezeigte Mehrwegeausbreitung am mobilen Endgerät dient dabei lediglich dem Zweck der Beschreibung der Erfindung, da die Erfindung genauso gut funktioniert, wenn eine Mehrwegeausbreitung an der Basisstation oder sowohl am mobilen Endgerät als auch an der Basisstation vorliegt. Entsprechend vermittelt die Erfindung erhöhte Genauigkeit bei der Lokalisierung mobiler Endgeräte, bei denen keine Mehrwegeausbreitung vorliegt. Das System 10 umfasst eine Funknetzsteuereinheit 12, mindestens eine Basisstation 16, sowie eine Vielzahl mobiler Endgeräte 18, 20, 22, n. Der Fachmann auf dem Gebiet wird verstehen, dass das System 10 je nach Wunsch zusätzliche Komponenten sowie eine beliebige Anzahl von Funknetzsteuereinheiten, Basisstationen und mobilen Endgeräten umfassen kann.
Wie es in 1 gezeigt ist, möchte das System 10 den Standort eines bestimmten mobilen Endgeräts, beispielsweise Endgerät 20 (d.h. das mobile Ziel-Endgerät), bestimmen. Das mobile Ziel-Endgerät 20 wird von einer bekannten Basisstation bedient, zum Beispiel der Basisstation 16, die mit adaptiven Antennenarrays ausgestattet sein kann oder auch nicht. Die bekannte Basisstation 16 wird vom System 10 zum Erfassen von Informationen bezüglich der Position der mobilen Endgeräte 18, 20, 22, n verwendet. Die erfassten Informationen werden vom System 10 zur Berechnung des Standorts der mobilen Ziel-Endgeräte 18, 20, 22, n verwendet. Wie es dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, werden jedwede relevanten erfassten Informationen bezüglich des Standorts eines bestimmten mobilen Endgeräts zusammengetragen und zur Standortberechnung des mobilen Endgeräts verwendet. Beispiele der von mobilen Endgeräten erfassten Arten von Lokalisierungsinformation sind Einfallsrichtung, Amplitude, Ausbreitungsverzögerung und Sicherheitsgrad.
Bei der in 1 gezeigten Situation kann das mobile Ziel-Endgerät 20 jedoch trotz Ausstattung mit einer adaptiven Antenne keine genaue Meldung einer Einfallsrichtung machen, und zwar aufgrund einer von Gebäuden 24, 26 verursachten Mehrwegeausbreitung. Die Basisstation 16 bedient zusätzlich zum mobilen Ziel-Endgerät 20 auch die mobilen Endgeräte 18, 22, n. Daher kann das System 10 auf benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n zurückgreifen, wenn ein mobiles Endgerät 20 die Einfallsrichtungsinformation aufgrund von Mehrwegeausbreitung am mobilen Endgerät 20, an der anfordernden Basisstation, oder an beiden nicht genau melden kann. Die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n werden dahingehend instruiert, Information bezüglich der Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 zu messen und zu melden, so dass zum Beispiel die Funknetzsteuereinheit (RNC) 12 die Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 trotz dessen Unfähigkeit zur Meldung genauer Einfallsrichtungsinformation berechnen kann.
Die Verwendung benachbarter mobiler Endgeräte 18, 22, n kann entweder durch ein mobiles Ziel-Endgerät 20 oder durch eine Basisstation 16 veranlasst werden. Ist beispielsweise das mobile Ziel-Endgerät 20 nicht zur Messung einer Einfallsrichtung eines Signals von einer bestimmten Basisstation 16 fähig, dann kann das mobile Ziel-Endgerät 20 einen Hinweis an die Basisstation 16 senden, mit dem sie instruiert wird, benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n zum Erhalt von Lokalisierungsinformation bezüglich des mobilen Ziel-Endgeräts 20 zu verwenden. Entsprechend kann die Basisstation 16 periodische Signale an alle mit der Basisstation 16 verbundenen mobilen Endgeräte senden, über die sie Einfallsrichtungsmessungen, oder jede beliebige Art von Lokalisierungsinformation, anfordert. Antwortet eines dieser mobilen Ziel-Endgeräte auf die Anforderung nicht richtig, dann verwendet das System benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n zur Lokalisierung des mobilen Ziel-Endgeräts 20, das nicht richtig antwortet.
Benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n befinden sich vorzugsweise in der Nähe des mobilen Ziel-Endgeräts 20 an dem System 10 bekannten Positionen. Durch das Auswählen benachbarter mobiler Endgeräte 18, 22, n mit bekannten Positionen ergibt sich ein genauer Bezugspunkt, über den das mobile Ziel-Endgerät 20 lokalisiert werden kann. Allgemein ausgedrückt bedeutet dies, dass in Fällen, in denen von einem mobilen Ziel-Endgerät 20 zur Verfügung gestellte Lokalisierungsinformation vielleicht ungenau ist oder noch einer Bestätigung bedarf, keine genaue Lokalisierung dieses mobilen Ziel-Endgeräts 20 möglich ist. Im typischen Fall ist dies die Folge einer Unfähigkeit eines mobilen Ziel-Endgeräts 20 zur Messung empfangener Signale, beispielsweise aufgrund einer Mehrwegeausbreitung. Dies ist bei dem in 1 gezeigten Beispiel der Fall. Zur Überwindung derartiger Situationen können benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n, deren Positionen bekannt sind, tatsächlich jeweils als zweite Basisstation fungieren, wodurch eine Vielzahl bekannter Bezugspunkte bereitgestellt wird, die in Verbindung mit der Basisstation 16 für eine genaue Lokalisierung des mobilen Ziel-Endgeräts 20 verwendet werden können.
Um benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n zur Bereitstellung von Lokalisierungsinformation für das mobile Ziel-Endgerät 20 verwenden zu können, weist das System 10 jedes benachbarte mobile Endgerät 18, 22, n an, eine Winkelmessung (θ) zur Verfügung zu stellen, die dem System 10 eine genauere Berechnung einer geschätzten Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 ermöglicht. Jede gemeldete Winkelmessung (θ) wird vom System 10 zusammengetragen und steht dann zur Verwendung bei der Berechnung der Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 zur Verfügung. Um die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n anzuweisen, eine Winkelmessung (θ) für das mobile Ziel-Endgerät 20 bereitzustellen, instruiert das System 10 jedes benachbarte mobile Endgerät 18, 22, n zur separaten Messung einer Einfallsrichtung eines Signals 28_b-m von der Basisstation 16 und einer Einfallsrichtung eines Signals 28_m-m vom mobilen Ziel-Endgerät 20.
In Fällen, in denen sich eine extrem hohe Anzahl benachbarter mobiler Endgeräte mit bekannten Positionen in der Nähe eines mobilen Ziel-Endgeräts befinden, können die zur Bereitstellung von Lokalisierungsinformation verwendeten benachbarten mobilen Endgeräte in ihrer Anzahl verringert werden. Sind die Zellen beispielsweise in Sektoren aufgeteilt, kann das System 10 benachbarte mobile Endgeräte auswählen, die sich im selben Sektor wie das mobile Ziel-Endgerät befinden. Zusätzlich zur Verringerung der zu berechnenden Datenmenge ergibt sich durch Verwendung nur derjenigen benachbarten mobilen Endgeräte, die sich im selben Sektor wie das mobile Ziel-Endgerät befinden, auch eine Steigerung der Anzahl richtig an das System gemeldeter Winkelmessungen (θ). In Sektoren aufgeteilte Zellen sind einfach als Beispiel angegeben, da dem Fachmann auf dem Gebiet klar ist, dass Basisstationen über viele Möglichkeiten zur Auswahl und Identifikation bestimmter mobiler Endgeräte zur Durchführung bestimmter Funktionen verfügen.
Die Signale 28_b-m und 28_m-m können je nach Wunsch durch einen Code, eine Zeitperiode (d.h. einen Zeitschlitz), und eine Frequenz gekennzeichnet sein. Die Signalmerkmale werden vom System 10 an die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n, und, falls erwünscht, an ein mobiles Ziel-Endgerät 20 gesendet, so dass diese die zu messenden Signale identifizieren können. Nach abgeschlossener Messung beider Einfallsrichtungen wird die Winkelmessung (θ) zwischen den beiden Signalen durchgeführt und zur Verarbeitung an das System 10 gemeldet. Zusätzlich zur Winkelmessung (θ) können die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n jeweils die Amplitude der gemessenen Signale (d.h. für das mobile Endgerät 20 die Signale 28_b-m und 28_m-m ) sowie den Sicherheitsgrad der Winkelmessung (θ) messen und melden. Die Amplitude kann beispielsweise von der RNC 12 zur unabhängigen Berechnung eines Maßes der Zuverlässigkeit (d.h. der Sicherheit) der gemeldeten Winkelmessung (θ) eingesetzt werden, sozusagen als zusätzliche Überprüfung des von einem bestimmten mobilen Endgerät gemeldeten Sicherheitsgrads. Natürlich können bei Bedarf auch die tatsächlichen Einfallsrichtungen, wie sie von den benachbarten mobilen Endgeräten 18, 22, n gemessen wurden, an das System 10 gemeldet werden.
Zur Instruktion eines jeden benachbarten mobilen Endgeräts 18, 22, n zur Messung und Meldung der voranstehend erwähnten Einfallsrichtungen sendet das System je nach Bedarf Nachrichten an die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n aus. Zum Zwecke der Beschreibung der Erfindung werden zwei separate Nachrichten verwendet (d.h. eine erste und eine zweite Nachricht); jedoch lassen sich die Nachrichten natürlich auch zu einer Nachricht kombinieren oder entsprechend auch weiter aufteilen. Die Nachrichten) kann bzw. können auch Anweisungen bezüglich der Messung und Meldung von Ausbreitungsverzögerung, Amplitude und Sicherheitsgrad enthalten. Durch die erste Nachricht werden die mit adaptiven Antennen ausgerüsteten benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n angewiesen, eine Einfallsrichtung von Signal 28_m-m vom mobilen Ziel-Endgerät 20 für eine vorbestimmte Dauer zu messen. Mit der zweiten Nachricht werden die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n angewiesen, eine Einfallsrichtung von Signal 28_b-m von einer Basisstation 16 zu messen, um einen Bezug für die zwischen den beiden gemessenen Signalen 28_m-m und 28_b-m durchgeführte Winkelmessung (θ) bereitzustellen. Die Basisstation 16 kann jede beliebige Basisstation im System 10 sein, wie sie von der RNC 12 bestimmt wurde. Nachdem die benachbarten mobilen Endgeräte 18, 22, n die Messungen bezüglich der Signale 28_m-m und 28_b-m vorgenommen haben, wird die Winkelmessung (θ) sowie jede andere vom System 10 angeforderte Information gemeldet.
Es ist zu beachten, dass sich auch von anderen Basisstationen als der Basisstation 16 bediente mobile Endgeräte je nach Wunsch auf die voranstehend beschriebene Weise zur Durchführung zusätzlicher Winkelmessungen (θ) bezüglich eines bestimmten mobilen Ziel-Endgeräts verwenden lassen. Das heißt, dass obwohl in 1 nur eine Basisstation 16 gezeigt ist, eine beliebige Anzahl von Basisstationen innerhalb des Systems 10 zur Erfassung von Winkelmessungen (θ) für ein bestimmtes mobiles Ziel-Endgerät verwendet werden können. Nehmen wir beispielsweise einmal an, dass das benachbarte mobile Endgerät 22 zwar eine klare Sichtlinie zum mobilen Ziel-Endgerät 20, jedoch keine klare Sichtlinie zur Basisstation 16 hat. In diesem Fall kann das mobile Endgerät 22 anstelle von Signal 28_b-m ein Signal von einer beliebigen anderen Basisstation messen, von der es Signale empfangen kann und zu der es eine klare Sichtlinie hat. Gibt es in diesem Fall keine anderen Basisstationen, von denen ein Signal gemessen werden kann, dann wäre das mobile Endgerät 22 gezwungen, das „blockierte" Signal von Basisstation 16 zu verwenden. Die Tatsache, dass das Signal „blockiert" war, zeigt sich nicht nur in der für dieses Signal gemeldeten Amplitude, sondern auch im gemeldeten Sicherheitsgrad, wie es nachstehend weiter ausgeführt ist.
Es ist ebenfalls zu beachten, dass auch zusätzliche Winkelmessungen (θ) für zusätzliche mobile Ziel-Endgeräte durchgeführt werden können. Das heißt, Winkelmessungen (θ) können je nach Wunsch für mehr als ein mobiles Ziel-Endgerät gleichzeitig vorgenommen werden.
Wurde eine ausreichende Menge gemeldeter Winkelmessungen (θ) für ein bestimmtes mobiles Ziel-Endgerät 20 empfangen, stellt das System 10 alle Messungen zusammen und berechnet die Position des mobilen Ziel-Endgeräts. Zur Berechnung eines Sicherheitsgrads der berechneten Position kann das System 10 beispielsweise die Anzahl richtig gemeldeter Winkelmessungen (θ) berechnen. Je höher die Anzahl richtig gemeldeter Winkelmessungen (θ), desto höher ist der Sicherheitsgrad. Es ist zu beachten, dass die erforderliche Menge gemeldeter Winkelmessungen (θ) und der erforderliche Sicherheitsgrad vollkommen einstellbare Parameter sind, die je nach Wunsch gewählt werden können. Obwohl die Messungen von den meisten benachbarten mobilen Endgeräten 18, 22, n ungenau sein können, macht es ihre große Anzahl wahrscheinlich, dass sich zumindest eine von ihnen bezüglich eines mobilen Ziel-Endgeräts an einem guten Standort befindet, wodurch eine erhebliche Verbesserung der Lokalisierungsgenauigkeit in den Fällen ermöglicht wird, in denen eine ausgeprägte Mehrwegeausbreitung zwischen einem mobilen Ziel-Endgerät 20 und der dieses bedienenden Basisstation 16 vorliegt.
Zur Erläuterung eines Beispiels, wie das System 10 implementiert werden kann, wird wieder auf die 1 Bezug genommen. In 1 ist das mobile Ziel-Endgerät 20 lokal von Gebäuden 24, 26 umgeben und kann aufgrund von Mehrwegeausbreitung keine genaue Messung der Einfallsrichtung zwischen sich und der es bedienenden Basisstation 16 oder einer anderen Basisstation erhalten. Das mobile Endgerät 22, an dessen Standort keine ausgeprägte Mehrwegeausbreitung vorliegt, befindet sich hingegen zufällig in klarer Sichtlinie sowohl des mobilen Ziel-Endgeräts 20 als auch der es bedienenden Basisstation 16. Das mobile Endgerät 22 kann daher eine Winkelmessung (θ) zwischen dem mobilen Ziel-End gerät 20 und der Basisstation 16 melden und die Lokalisierungsgenauigkeit des mobilen Ziel-Endgeräts 20 erhöhen. Die auf das mobile Ziel-Endgerät 20 bezogene gemeldete Information kann mehrere andere Messungen involvieren, beispielsweise diejenigen, die von benachbarten mobilen Endgeräten 18 und n gemeldet wurden, die alle vom System 10 ausgewertet werden. Gemäß vorliegender Erfindung ist selbst bei vorhandener Mehrwegeausbreitung in der Nähe der Basisstation 16, aufgrund derer es aus allen Richtungen Signale von mobilen Endgeräten empfängt, die vom benachbarten mobilen Endgerät 22 bereitgestellte Messung immer noch genau, da die Winkelmessdaten (θ) vom mobilen Endgerät 22 und nicht von der Basisstation 16 aus bestimmt werden.
Zusätzlich dazu, dass das System 10 einen Sicherheitsgrad einer berechneten Position bestimmt, können benachbarte mobile Endgeräte 18, 22, n auch in der Lage sein, einen Sicherheitsgrad bezüglich den von ihnen bereitgestellten einzelnen Winkelmessungen (θ) anzugeben. Zum Beispiel können benachbarte mobile Endgeräte, die in der Lage waren, eine Einfallsrichtung vom mobilen Ziel-Endgerät 20 und der Basisstation 16 richtig zu messen (siehe benachbartes mobiles Endgerät 22 in 1), ein dies angebendes Signal an das System 10 senden. Bei Empfang eines derartigen Signals von einem benachbarten mobilen Endgerät weiß das System, dass das benachbarte mobile Endgerät eine Winkelmessung (θ) mit hoher Sicherheit liefert. Alternativ kann, wenn ein benachbartes mobiles Endgerät nicht zur richtigen Messung einer oder mehrerer Einfallsrichtungen in der Lage ist, das benachbarte mobile Endgerät ein dies angebendes Signal an das System 10 senden. Empfängt das System 10 ein derartiges Signal von einem benachbarten mobilen Endgerät, dann weiß das System 10, dass das benachbarte mobile Endgerät gerade eine Winkelmessung (θ) ohne hohe Sicherheit übermittelt. In diesem Fall kann das System 10 dafür ausgelegt sein, dass nur Winkelmessungen (θ), die mit hohem Sicherheitsgrad gemeldet werden, zur Berechnung eines Sicherheitsgrads für eine berechnete Position in Betracht gezogen werden. Dadurch kann der Sicherheitsgrad für eine berechnete Position proportional zur Anzahl von mit hohem Sicherheitsgrad für die berechnete Position gemeldeten Winkelmessungen (θ) sein.
Es ist wichtig zu beachten, dass die gemeldete Information auch Information einschließen kann, die vom mobilen Ziel-Endgerät 20 selbst gemeldet wurde. Zum Beispiel kann das System 10 die vom mobilen Ziel-Endgerät 20 gemeldete Ausbreitungsverzögerung in Verbindung mit der vom mobilen Ziel-Endgerät 22 gemeldeten Winkelmessung (B) zur Berechnung der Position des mobilen Ziel-Endgeräts 20 verwenden. In der Praxis jedoch kann selbst dann, wenn eine Winkelmessung (θ) mit hohem Sicherheitsgrad gemeldet wird, wie es bei dem mobilen Endgerät 22 der Fall ist, die eigentliche vom System 10 zur Berechnung einer Position eines mobilen Ziel-Endgeräts verwendete Winkelmessung (θ) eine Kompilation vieler gemeldeter Winkelmessungen (θ) sein.
Es wird nunmehr auf 2 Bezug genommen, die ein Verfahren 50 zur Lokalisierung eines mobilen Endgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Es ist zu beachten, dass das Verfahren 50 dazu verwendet werden kann, genaue Lokalisierungsinformation zu einem bestimmten mobilen Endgerät zu erhalten, wenn dieses mobile Endgerät nicht fähig ist, genaue Lokalisierungsinformation zu liefern. Entsprechend lässt sich das Verfahren auch einfach zur Bestätigung oder nochmaligen Überprüfung oder zur Ergänzung von Lokalisierungsinformation verwenden, die von einem bestimmten mobilen Endgerät übermittelt wurde, um die Wahrscheinlichkeit einer genauen Lokalisierung mobiler Endgeräte zu erhöhen.
Dazu wird zunächst in Schritt 52 ein mobiles Ziel-Endgerät identifiziert. Indem es sich ein bestimmtes mobiles Endgerät als Ziel wählt, zeigt das Verfahren 50 an, dass die Position des als Ziel gewählten mobilen Endgeräts berechnet wird. Die Position eines als Ziel ins Auge gefassten mobilen Endgeräts kann aus einer großen Vielzahl von Gründen erwünscht sein. Die Lokalisierung mobiler Endgeräte ist besonders wichtig zur Bereitstellung verschiedener „standortbasierter" Dienste, die üblicherweise über Funknetze verbreitet werden, wie beispielsweise Notrufdienste (911 in den U.S.A.), straßenverkehrsbezogene Dienstleistungen (einschließlich Wegbeschreibungen an Benutzer) und das Übermitteln von Informationen an Benutzer über in ihrer Nähe befindliche Restaurants, Hotels, Banken etc. Die Lokalisierung mobiler Endgeräte lässt sich auch für kriminalistische Zwecke einsetzen, beispielsweise zum Aufspüren von Tatverdächtigen oder vermissten Personen durch Lokalisierung ihres mobilen Endgeräts.
Nachdem ein mobiles Ziel-Endgerät zur Lokalisierung identifiziert wurde, geht das Verfahren in Schritt 54 weiter, indem es ein Signal von einer Basisstation an das identifizierte mobile Endgerät sendet, wobei es dieses zum Aussenden eines Signals instruiert. (Es ist zu beachten, dass dieser Schritt umgangen werden kann, wenn das mobile Ziel-Endgerät bereits sendet oder anderweitig ein Signal ausgibt). In Schritt 56 werden mobile Endgeräte innerhalb eines vorbestimmten geographischen Gebiets des mobilen Ziel-Endgeräts identifiziert (d.h. benachbarte mobile Endgeräte). Die benachbarten mobilen Endgeräte sind im typischen Fall mobile Endgeräte, deren Positionen dem System bekannt sind und die sich in der Nähe des mobilen Ziel-Endgeräts befinden. Derartige benachbarte Endgeräte können daher Signale empfangen, die vom mobilen Ziel-Endgerät ausgesendet wurden, und einen genauen Bezugspunkt zur Berechnung der Position des mobilen Ziel-Endgeräts bereitstellen. Die Position benachbarter mobiler Endgeräte lässt sich leicht ermitteln, da benachbarte mobile Endgeräte typischerweise zumindest zum Teil als solche identifiziert werden, da sie deutlich Signale vom mobilen Ziel-Endgerät und zumindest einer Basisstation empfangen. Als solche sind sie daher in der Lage, Einfallsrichtungen von zwei Basisstationen eindeutig zu messen, was dem System eine genaue Berechnung ihrer Position ermöglicht. Natürlich kann sich der Genauigkeitsgrad, mit dem ein benachbartes mobiles Endgerät lokalisiert wird, im Gesamt-Sicherheitsgrad jedweder von diesem mobilen Endgerät bereitgestellter Lokalisierungsinformation widerspiegeln.
In Schritt 58 werden die benachbarten mobilen Einheiten instruiert, eine Einfallsrichtung für das vom mobilen Ziel-Endgerät ausgesendete Signal zu messen. Entsprechend werden in Schritt 60 die benachbarten mobilen Endgeräte dazu instruiert, eine Einfallsrichtung für das von der jeweiligen Basisstation eines jeden benachbarten mobilen Endgeräts ausgesen- dete Signal zu messen. Die Einfallsrichtung des Signals von der Basisstation fungiert als Bezug zur Messung eines Winkels (θ) zwischen den zwei Signalen.
Die entsprechenden Basisstationen können die Basisstation, die gerade das mobile Ziel-Endgerät bedient, einschließen oder auch nicht. Das heißt, der Anzahl benachbarter mobiler Endgeräte, die zum Erhalt von Lokalisierungsinformation bezüglich des mobilen Ziel-Endgeräts genutzt werden, sind keine Grenzen gesetzt. Daher ist es ziemlich vorhersehbar, dass einige der benachbarten mobilen Endgeräte von verschiedenen Basisstationen bedient werden können, bezüglich einander und bezüglich des mobilen Ziel-Endgeräts. Die Anzahl am Erhalt von Information bezüglich eines mobilen Ziel-Endgeräts beteiligter Basisstationen ist proportional zur Anzahl der benachbarten mobilen Endgeräte, die zur Bereitstellung von Information bezüglich des Standorts des mobilen Ziel-Endgeräts instruiert sind.
Nachdem Einfallsrichtungen durch die benachbarten mobilen Endgeräten berechnet wurden, misst und meldet jedes mobile Endgerät eine Winkelmessung (θ) zwischen den zwei Einfallsrichtungen in Schritt 62. Zusätzlich zur tatsächlichen Winkelmessung (θ) kann jedes mobile Endgerät die Amplitude der Signale, für die die Einfallsrichtungen berechnet wurden, sowie den Sicherheitsgrad der gemeldeten Winkelmessung (θ) melden. In Schritt 64 stellt das System die gesamte gemeldete Information zusammen und berechnet eine Position für das mobile Ziel-Endgerät, die je nach Wunsch verwendet werden kann. Wie es für den Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, kann die gemeldete Information je nach Wunsch jedwede auf die Position eines mobilen Endgeräts bezogene Information enthalten, und kann nicht nur von den benachbarten mobilen Endgeräten, sondern auch vom mobilen Ziel-Endgerät selbst angefordert werden.
Obgleich beschrieben wurde, dass bestimmte Verarbeitungsfunktionen von bestimmten Komponenten durchgeführt werden, versteht es sich, dass die Ausführung von Verarbeitungsfunktionen je nach Wunsch unter Netzkomponenten aufgeteilt werden kann. Zum Beispiel können die als an der RNC durchgeführt beschriebenen Verarbeitungsfunktionen auch an der Basisstation durchgeführt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung ausführlich beschrieben. wurde, versteht es sich, dass die Erfindung darauf nicht beschränkt ist, und dass an ihr verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne dabei vom Gedanken und Umfang der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims

Mobiles Endgerät zur Verwendung in einem System zur Lokalisierung mobiler Endgeräte, gekennzeichnet durch: ein Mittel zur Bereitstellung von Lokalisierungsinformation bezüglich eines vom System identifizierten mobilen Endgeräts.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vom mobilen Endgerät bereitgestellte Lokalisierungsinformation einen Winkel zwischen einem vom identifizierten mobilen Endgerät aus gemessenen Signal und einem von einer Basisstation aus gemessenen Signal umfasst.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Messung und Meldung eines Sicherheitsgrads für den gemessenen und gemeldeten Winkel konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Messung und Meldung einer Amplitude für das vom identifizierten mobilen Endgerät aus gemessene Signal und einer Amplitude für das von einer Basisstation aus gemessene Signal konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Messung einer Einfallsrichtung für das vom identifizierten mobilen Endgerät aus gemessene Signal und einer Einfallsrichtung für das von einer Basisstation aus gemessene Signal konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mobilen Endgerät um ein identifiziertes mobiles Endgerät handelt und es zur Messung und Meldung einer Ausbreitungsverzögerung an das System für ein Signal zwischen dem identifizierten mobilen Endgerät und einer dieses identifizierte mobile Endgerät bedienenden Basisstation konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Messung einer Einfallsrichtung eines Signals von einem identifizierten mobilen Endgerät und einer Einfallsrichtung eines Signals von einer Basisstation konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Meldung eines zwischen einem Signal vom identifizierten mobilen Endgerät und einem Signal von der Basisstation gemessenen Winkels konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Meldung einer Amplitude für ein vom identifizierten mobilen Endgerät aus gemessenes Signal und einer Amplitude für ein von der Basisstation aus gemessenes Signal konfiguriert ist.
Mobiles Endgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Endgerät zur Meldung eines Sicherheitsgrads für den gemeldeten Winkel konfiguriert ist.