WO2003027705A2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der position einer basisstation - Google Patents

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WO2003027705A2
WO2003027705A2 PCT/DE2002/003577 DE0203577W WO03027705A2 WO 2003027705 A2 WO2003027705 A2 WO 2003027705A2 DE 0203577 W DE0203577 W DE 0203577W WO 03027705 A2 WO03027705 A2 WO 03027705A2
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    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position

Definitions

  • the present invention relates to a ner driving for determining the position of a base station.
  • the invention further relates to a corresponding device for carrying out the method.
  • mobile radio networks which have a multiplicity of base or fixed stations in order to supply respective radio cells.
  • the base stations are for data exchange with mobile devices, e.g. Mobile phones, provided. It is now desirable to know the positions of the base stations.
  • An important application for this is the measurement of the radio network.
  • a plan is required that shows the locations of the base stations.
  • plans are sometimes difficult to access, not up to date or even secret.
  • the survey is not carried out by the same group that manages these plans. All this complicates the evaluation of the measurement data and the analysis of weak points or problem points of the radio network.
  • the invention is therefore based on the object of avoiding the disadvantages of the prior art, and in particular of developing a method of the type mentioned at the outset in such a way that it is possible in a simple and quick manner to determine the position of a base station with high accuracy regardless of published plans determine.
  • This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset by determining the position of the location, a number of a frame of a signal received by the base station and the time of reception at at least three locations, the position of the base station being determined from this becomes.
  • An advantage of the present invention is that the determination of the position of a base station during a coverage and quality measurement (drive test) of cellular radio networks, for example mobile radio networks, is made possible. This combines a subsequent analysis of the supply and quality measurement fold, since all the necessary data is available immediately after the measurement. No additional data need to be obtained from other sources.
  • a transit time difference of the signal for two locations is preferably determined in each case from the difference between two times of receipt of two frames and from the difference between the frame numbers, a position of the base station being determined from at least two such transit time difference values in accordance with the hyper-location method. More than two transit time difference values can in particular be used to increase the accuracy of the measurement.
  • the difference in the frame numbers is preferably taken into account in the method in such a way that the transit time difference L is essentially calculated using the following formula
  • ti is the time at which the first frame is received
  • t 2 is the time at which the second frame is received
  • Ni is the frame number of the first frame
  • N 2 is the frame number of the second frame
  • T is essentially the temporal length of a frame.
  • the reception of a predefined section of the frame is selected as the point in time at which the frame is received.
  • the predefined section can be the beginning of the frame or the section that contains the frame number.
  • a particularly simple and inexpensive implementation of the present invention results if a receiver device for a satellite-based navigation system is provided for determining the position and / or the time of reception of a frame.
  • a GPS system can perform a position determination very precisely and also transmits a time standard to a GPS receiver based on the atomic clocks provided in the satellites.
  • a time pulse of a satellite-based navigation system is advantageously provided for triggering or starting a measurement. In this way, an exact point in time is specified, which corresponds in particular to a signal which initiates the measurement according to the invention of the position of the location, the frame number and the point in time of reception.
  • the time pulse is also periodically recurring, so that it is ideal for carrying out an entire series of measurements. If there is no GPS reception, the time signal is not sent out and the (not possible) measurement is not even started.
  • the time of receipt of the frame is advantageously determined by a time and the measurement of the time offset of the frame at this time. It is preferred that the point in time is specified by a time standard, in particular a time pulse from a satellite-based navigation system. In this way, the time pulse can be received regardless of the frame position received at this time, the accuracy of the measurement being increased at the same time.
  • the method is carried out while driving through an area in order to carry out a supply and / or quality measurement of the mobile radio network in the area.
  • a supply and / or quality measurement of the mobile radio network in the area By driving through the area, different locations are constantly approached and corresponding measurements are carried out.
  • measurements are made in accordance with the present invention, so that the position of base stations is known exactly after the journey and the evaluation of the supply measurements can be carried out meaningfully.
  • Figure 1 is a schematic representation for explaining the downlink communication in a mobile radio network.
  • FIG. 3 shows a schematic illustration to explain a preferred embodiment of the present invention, it being shown how the position of a base station is determined from the respective measurements according to FIG. 2.
  • GSM global system of mobile communications
  • the base station communicates with mobile stations, for example cell phones or cell phones, via the uplink or downlink channel.
  • a receiver 2 is shown which has an antenna and which receives the signals sent by the arrow 3 (downlink) from the base station 2. These signals are sent out in blocks, so-called “frames” or “frames” 4.
  • the frames sent by the base station 1 each have a consecutive frame number.
  • the length of a frame is constant with high accuracy and is in the range of about 4.6 ms.
  • the receiver 2 is a mobile telephone.
  • the receiver 2 is a test mobile telephone which is driven around in a motor vehicle in an area around the base station 1 in order to measure it.
  • One possible goal of such a supply measurement is to determine whether there are areas in which reception is impaired, for example by natural obstacles.
  • the device or system according to the invention has a receiving device 2, which is preferably a test mobile telephone.
  • the receiving device 2 has a decoder 21 for decoding the signals transmitted by the base station 1.
  • GPS global positioning system
  • the device has a time determination or measuring device or clock, which is preferably also implemented by the GPS receiver 5.
  • a highly accurate time signal is sent to a GPS receiver 5.
  • another suitable device for example an atomic or radio clock, can also be used as the highly precise time determination device.
  • the timing device used can be provided independently and separately from the position determining device. In the preferred exemplary embodiment, however, these are designed as a unit in the GPS receiver 5.
  • the device is regularly used in or on a vehicle for a test drive.
  • a measurement according to the present invention is carried out at a position which is triggered, for example, by an operator's actuation or is carried out automatically, for example at regular time or location intervals.
  • a measurement is preferably triggered by a GPS time pulse, as will be explained in more detail below.
  • the GPS receiver 5 delivers an absolute point in time, hereinafter called ti.
  • the (next) received frame 4 of the signal received by the base station is decoded by the decoder 21.
  • the deco 21 not only decodes the received information signals, but in particular also the frame number ri of frame 4. Such a frame number is, as described above in connection with FIG.
  • this frame number also represents a relative time standard.
  • a counter 22 is started when the GPS time pulse is received.
  • the counter or timer (time trigger) 22 supplies the time offset vi of the received frame with frame number ri at the absolute time ti.
  • the offset vi is defined, for example, as the time difference between the absolute time and the start of the frame.
  • the offset can be defined by the section of the frame 4 in which the frame number ri is transmitted.
  • the position data 51 of the GPS receiver 5, ie the location xi of the vehicle are stored in a database 6 at the time ti + Vi.
  • the frame number ⁇ ⁇ and the time offset Vi of the absolute time ti for frame reception in addition to the absolute time ti and associated therewith are also stored in the database 6. In this way, a temporal reference point is also obtained for a known local reference point and is stored for analysis.
  • the frame number r of the (next) frame 4 is decoded by the decoder 21 and the offset v 2 is determined. Furthermore, at the time t 2 + v 2, the position data 51 of the GPS receiver 5, ie the location x 2 of the vehicle, are stored in the database 6. The frame number r 2 and the time offset v 2 of the absolute time t 2 for frame reception in addition to the absolute time t 2 and associated therewith are also stored in the memory 6.
  • the transit time difference can be calculated. If the two frames with the numbers ri and r 2 had been sent out simultaneously by the base station, the transit time difference would simply be the difference between the absolute times of reception of the frames ri and r at the two locations xi and x 2 , ie (tj + vi) - (t 2 + v 2 ).
  • the position of the base station is now determined using a hyper-location method.
  • This transit time difference of the radio signal between two locations 7, 8 forms part of the hyperbolic location. All possible transmission locations, ie positions of the base station sending out the frames on which the measurement is based and from which this transit time difference would arise, would be on a hyperbola line 81 on a card. If a further transit time difference is added, for example either from a third location 9 (x 3 ) or two further locations x 3 or x 4 , a second hyperbola 91 is defined. The base station 1 is thus located at the intersection 10 of the two hyperbolas 81, 91.
  • the evaluation is preferably carried out by a corresponding microprocessor or PC.
  • Mathematical methods can use the results of multiple measurements to eliminate measurement errors and thereby determine the target position even more precisely. This is particularly interesting in the above-mentioned application, since this can be carried out continuously with the second GPS time impulses and therefore a great deal of measurement data is available.

Abstract

Bei einem Verfahren zur Bestimmung der Position einer Basisstation eines Mobilfunknetzes ergibt sich die Möglichkeit, auf einfache und schnelle Weise, die Position einer Basisstation mit hoher Genauigkeit unabhängig von veröffentlichten Plänen zu bestimmen, dadurch, dass an wenigstens drei Orten, jeweils die Position des Ortes, eine Nummer eines Rahmens eines von der Basisstation empfangenen Signals sowie der Zeitpunkt des Empfangs bestimmt wird, wobei hieraus die Position der Basisstation ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Basisstation
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nerfahren zum Bestimmen der Position einer Basisstation. Ferner betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Durch- führung des Verfahrens.
Im Stand der Technik sind Mobilfunknetze bekannt, welche eine Vielzahl von Basisoder Feststationen aufweisen, um jeweilige Funkzellen zu versorgen. Die Basisstationen sind dabei zum Datenaustausch mit mobilen Einrichtungen, z.B. Mobiltelefonen, vorge- sehen. Es ist nun wünschenswert, die Positionen der Basisstationen zu kennen. Ein wichtiger Anwendungsfall hierfür ist die Vermessung des Funknetzes. Um die Daten der Vermessung richtig auswerten zu können, bedarf es nämlich eines Planes, der die Standorte der Basisstationen aufweist. Solche Pläne sind allerdings teilweise schwer zugänglich, nicht auf dem aktuellen Stand oder gar geheim. Ebenfalls wird die Vermes- sung nicht von derselben Gruppe durchgeführt, die diese Pläne verwaltet. All dies erschwert die Auswertung der Meßdaten und die Analyse von Schwachstellen bzw. von Problempunkten des Funknetzes.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden, und insbesondere ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß es auf einfache und schnelle Weise möglich ist, die Position einer Basisstation mit hoher Genauigkeit unabhängig von veröffentlichten Plänen zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß an wenigstens drei Orten, jeweils die Position des Ortes, eine Nummer eines Rahmens eines von der Basisstation empfangenen Signals sowie der Zeitpunkt des Empfangs bestimmt wird, wobei hieraus die Position der Basisstation ermittelt wird.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Bestimmung der Position bzw. des Standorts einer Basisstation während einer Versorgungs- und Qualitätsvermessung (drive test) von zellularen Funknetzen, z.B. Mobilfunknetzen, ermöglicht wird. Damit wird eine nachfolgende Analyse der Versorgungs- und Qualitätsmessung verein- facht, da alle notwendigen Daten bereits unmittelbar nach der Vermessung vorliegen. Es müssen auch keine Zusatzdaten von weiteren Quellen beschafft werden.
Vorzugsweise wird jeweils aus der Differenz von zwei Zeitpunkten des Empfangs zweier Rahmen und aus der Differenz der Rahmennummern eine Laufzeitdifferenz des Signals für zwei Orte bestimmt, wobei aus wenigstens zwei derartig bestimmten Lauf- zeitdifferenzwerten nach dem Hyperbelortungsverfahren eine Position der Basisstation ermittelt wird. Mehr als zwei Laufzeitdifferenzwerte können insbesondere herangezogen werden, um die Genauigkeit der Messung zu erhöhen.
Dabei wird vorzugsweise die Differenz der Rahmennummern bei dem Verfahren derart berücksichtigt, daß die Laufzeitdifferenz L im Wesentlichen durch folgende Formel berechnet wird
L = t1 - t2 - [(N2-N,)-T]
wobei ti der Zeitpunkt des Empfangs des ersten Rahmens, t2 der Zeitpunkt des Empfangs des zweiten Rahmens, Ni die Rahmennummer des ersten Rahmens, N2 die Rahmennummer des zweiten Rahmens und T im Wesentlichen die zeitliche Länge eines Rahmens ist.
Zur exakten Definition des Zeitpunkts ist bevorzugt, daß als Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens der Empfang eines vordefinierten Abschnitts des Rahmens gewählt wird. Dabei kann der vordefinierte Abschnitt der Anfang des Rahmens oder derjenige Ab- schnitt, der die Rahmennummer enthält, sein.
Eine besonders einfache und kostengünstige Realisierung der vorliegenden Erfindung ergibt sich, wenn zur Bestimmung des Position und/oder des Zeitpunkts des Empfangs eines Rahmens eine Empfängereinrichtung für ein satellitengestütztes Navigationssys- tem vorgesehen ist. Beispielsweise ein GPS-System kann eine Positionsbestimmung sehr genau durchführen und überträgt dabei ebenfalls ein Zeitnormal an einen GPS- Empfänger basierend auf den in den Satelliten vorgesehenen Atomuhren. Vorteilhafterweise ist zur Auslösung bzw. zum Start einer Messung ein Zeitimpuls eines satellitengestützten Navigationssystems vorgesehen. Auf diese Weise ist ein exakter Zeitpunkt vorgegeben, welcher insbesondere einem Signal entspricht, welches die erfindungsgemäße Messung der Position des Ortes, der Rahmennummer sowie des Zeitpunkts des Empfangs initiiert. Der Zeitimpuls ist auch periodisch wiederkehrend, so daß er sich hervorragend zur Durchführung einer gesamten Messreihe eignet. Falls kein GPS-Empfang vorliegt, wird auch das Zeitsignal nicht ausgesendet und die (nicht mögliche) Messung gar nicht erst gestartet.
Vorteilhafterweise wird der Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens durch einen Zeitpunkt und die Messung des zeitlichen Versatzes des Rahmes zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Dabei ist bevorzugt, daß der Zeitpunkt durch ein Zeitnormal, insbesondere einen Zeitimpuls eines satellitengestützten Navigationssystems, vorgegeben wird. Auf diese Weise kann der Zeitimpuls unabhängig von der zu dieser Zeit empfangenen Rahmenposition empfangen werden, wobei gleichzeitig die Genauigkeit der Messung erhöht ist.
Es ist weiter bevorzugt, dass das Verfahren während einer Fahrt durch ein Gebiet zur Durchführung einer Versorgungs- und/oder Qualitätsmessung des Mobilfunknetzes in dem Gebiet durchgeführt wird. Durch die Fahrt durch das Gebiet werden laufend unterschiedliche Orte angefahren und entsprechende Messungen durchgeführt. Parallel dazu werden Messungen gemäß der vorliegenden Erfindung gemacht, so dass nach der Fahrt die Position von Basisstationen exakt bekannt ist und die Auswertung der Versor- gungsmessungen aussagekräftig durchgeführt werden kann.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen offenbart.
Die Erfindung, sowie weitere Merkmale, Ziele, Vorteile und Anwendungsbeispiele derselben wird bzw. werden nachfolgend anhand einer Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen die- selben Bezugszeichen dieselben bzw. entsprechende Elemente. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, und zwar unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Downlink-Kommunikation in einem Mobilfunknetz;
Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführangs- form der vorliegenden Erfindung, wobei gezeigt ist, wie jeweils Messungen durchgeführt werden; und
Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer bevorzugten Ausführungs- form der vorliegenden Erfindung, wobei gezeigt ist, wie aus jeweiligen Messungen gemäß Fig. 2 die Position einer Basisstation bestimmt wird.
In Fig. 1 ist schematisch eine Basis- oder Feststation 1 gezeigt, welche zu einem Mobilfunknetz, z.B. einem GSM-Netz (GSM = global System of mobile Communications), gehört. Im Betrieb kommuniziert die Basisstation über den Up- bzw. Downlink-Kanal mit Mobilstationen, beispielsweise Mobiltelefonen oder Handys. Ferner ist ein Empfänger 2 gezeigt, welcher eine Antenne aufweist, und die durch den Pfeil 3 (Downlink) von der Basisstation 2 gesendeten Signale empfängt. Diese Signal werden in Blöcken, sogenannten „frames" bzw. „Rahmen" 4, ausgesandt. Dabei weisen die von der Basisstation 1 ausgesandten Rahmen jeweils eine fortlaufende Rahmennummer auf. Die Länge eines Rahmens ist dabei mit einer hohen Genauigkeit konstant und liegt im Bereich von etwa 4,6 ms. Im Betrieb des Mobilfunknetzes ist der Empfänger 2 ein Mobiltelefon. Bei an sich bekannten Versorgungs- und Qualitätsvermessungen (drive test) des Funknetzes im Bereich der Basisstation 1 ist der Empfänger 2 ein Testmobiltelefon, welches in einem Kraftfahrzeug in einem Gebiet um die Basisstation 1 herumgefahren wird, um dieses auszumessen. Dabei ist ein mögliches Ziel einer derartigen Versorgungsmessung fest- zustellen, ob es Bereiche gibt, in denen der Empfang beispielsweise durch natürliche Hindernisse beeinträchtigt ist.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird im Folgenden der Aufbau der erfindungsgemäßen Vor- richtung und der Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. System weist eine Empfangseinrichtung 2 auf, welche bevorzugt ein Testmobiltelefon ist. Die Empfangseinrichtung 2 weist einen Decoder 21 zum Decodieren der von der Basisstation 1 übertragenen Signale auf. Ferner weist die Vorrichtung eine Positionsbestimmungseinrichtung auf, welche vorzugsweise ein GPS- Empfänger 5 (GPS = global positioning System) ist. Selbstverständlich können auch andere geeignete Positionsbestimmungseinrichtungen, insbesondere satellitengestützte Einrichtungen basierend auf einem anderen Satellitensystem als dem GPS-System, in Verbindung mit der Erfindung verwendet werden. Schließlich weist die Vorrichtung eine Zeitbestimmungs- bzw. -messeinrichtung bzw. Uhr auf, welche vorzugsweise e- benfalls durch den GPS-Empfänger 5 realisiert ist. Gemäß dem GPS-System wird an einen GPS-Empfänger 5 nicht nur Information bezüglich des Standortes sondern auch ein hochgenaues Zeitsignal gesendet. Als hochpräzise Zeitbestimmungseinrichtung kann aber grundsätzlich auch eine andere geeignete Einrichtung beispielsweise eine Atom- oder Funkuhr verwendet werden. Insbesondere kann die verwendete Zeitbe- stimmungseimichtung von der Positionsbestimmungseinrichtung unabhängig und separat vorgesehen sein. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind diese aber als Einheit im GPS-Empfänger 5 ausgebildet.
Die Vorrichtung wird regelmäßig in oder an einem Fahrzeug zu einer Meßfahrt einge- setzt. An einer Position, welche beispielsweise durch eine Betätigung einer Bedienungsperson ausgelöst oder automatisch, beispielsweise in regelmäßigen Zeit- oder Ort- sabständen, durchgeführt wird, wird neben der Messung der Qualität des Funknetzes eine Messung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Vorzugsweise wird eine Messung durch einen GPS -Zeitimpuls ausgelöst, wie im Folgenden noch näher erläutert wird. Der GPS-Empfänger 5 liefert dazu hochgenau einen absoluten Zeitpunkt, im folgenden ti genannt. Ferner wird der zu diesem Zeitpunkt (nächste) empfangene Rahmen 4 des von der Basisstation empfangenen Signals vom Decoder 21 decodiert. Der Deco- der 21 decodiert nicht nur die empfangenen Informationssignale, sondern insbesondere auch die Rahmennummer ri des Rahmens 4. Eine derartige Rahmennummer ist, wie oben in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben wurde, eine Eigenschaft aller digitalen Funknetze. Diese Rahmennummer stellt, wie durch die vorliegende Erfindung erkannt wur- de, ebenfalls ein relatives Zeitnormal dar. Beim Empfang des GPS-Zeitimpulses wird ein Zähler 22 gestartet. Der Zähler bzw. Zeitgeber (Zeittrigger) 22 liefert den zeitlichen Versatz vi des empfangenen Rahmens mit Rahmennummer ri zu dem absoluten Zeitpunkt ti. Der Versatz vi ist dabei beispielsweise als die zeitliche Differenz zwischen dem absoluten Zeitpunkt und dem Beginn des Rahmens definiert. Alternativ kann der Versatz durch den Abschnitt des Rahmens 4 definiert werden, in welchem die Rahmen- nummer ri übertragen wird. Dazu werden zu dem Zeitpunkt ti + Vi die Positionsdaten 51 des GPS-Empfangers 5, d.h. der Ort xi des Fahrzeugs, in einer Datenbank 6 abgelegt. In der Datenbank 6 wird ferner die Rahmennummer τ\, sowie der zeitliche Versatz Vi des absoluten Zeitpunkts ti zum Rahmenempfang zusätzlich zu dem absoluten Zeit- punkt ti und diesem zugeordnet gespeichert. Somit erhält man zu einem bekannten örtlichen Bezugspunkt auch einen zeitlichen Referenzpunkt die für eine Analyse gespeichert werden.
Entsprechend wird, wenn sich das Fahrzeug weiterbewegt hat, zum vom GPS geliefer- ten absoluten Zeitpunkt t2 vom Decoder 21 die Rahmennummer r des (nächsten) Rahmens 4 decodiert und der Versatz v2 bestimmt. Ferner werden zu dem Zeitpunkt t2 + v2 die Positionsdaten 51 des GPS-Empfängers 5, d.h. der Ort x2 des Fahrzeugs, in der Datenbank 6 abgelegt. In dem Speicher 6 wird zusätzlich die Rahmennummer r2, sowie der zeitliche Versatz v2 des absoluten Zeitpunkts t2 zum Rahmenempfang zusätzlich zu dem absoluten Zeitpunkt t2 und diesem zugeordnet gespeichert. Da die Rahmen 4 in einem festen Zeitintervallen gesendet werden, und zwar mit hoher Genauigkeit etwa alle 4,6 ms, was der Rahmenlänge entspricht, und der Rahmennummerunterschied r2 - ri bekannt ist, kann man die Laufzeitdifferenz berechnen. Wenn die beiden Rahmen mit den Nummern ri bzw. r2 gleichzeitig von der Basisstation ausgesandt worden wären, wäre die Laufzeitdifferenz einfach die Differenz der absoluten Zeitpunkte des Empfangs der Rahmen ri und r an den beiden Orten xi bzw. x2, d.h. (tj+vi) - (t2+v2). Um nun die reale Laufzeitdifferenz Rahmen ri und r2 an den beiden Orten x bzw. x2 zu erhalten, muß die Differenz der Aussendezeitpunkte der beiden Rahmen von (tι+vι) - (t2+v2) abgezogen werden. Die Laufzeitdifferenz beträgt daher (ti+v - (t2+v2) - [(r2 - rι)-4,6ms].
Ausgehend von der an den Orten xi bzw. x2 ermittelten Laufzeitdifferenz wird nun die Position der Basisstation mit Hilfe eines Hyperbelortungsverfahrens bestimmt. Hierzu wird auf die Fig. 3 verwiesen. Diese Laufzeitdifferenz des Funksignals zwischen zwei Orten 7, 8 (entsprechend den vorerwähnten X] bzw. x2) bildet einen Teil der Hyperbel- Ortung. Auf eine Karte würden alle möglichen Sendestandorte, d.h. Positionen der die der Messung zugrunde liegenden Rahmen aussendenden Basisstation, von denen diese Laufzeitdifferenz entstehen würde, auf einer Hyperbellinie 81 stehen. Kommt nun eine weitere Laufzeitdifferenz hinzu, beispielsweise entweder von einem dritten Ort 9 (x3) oder zwei weiteren Orten x3 bzw. x4, wird eine zweite Hyperbel 91 definiert. Somit befindet sich die Basisstation 1 am Schnittpunkt 10 beider Hyperbeln 81, 91. Die Auswertung wird vorzugsweise von einem entsprechenden Mikroprozessor bzw. PC durchge- führt.
Mathematische Verfahren können die Ergebnisse mehrfacher Vermessung zur Eliminierung von Meßfehlern nutzen und dabei die Zielposition noch genauer bestimmen. Dies ist besonders im oben genannten Anwendungsfall interessant, da dies kontinuierlich mit den sekündlichen GPS-Zeitimpulsen durchgeführt werden kann und somit sehr viele Meßdaten zur Verfügung stehen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von bevorzugten Ausführungs formen derselben näher erläutert. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, daß unterschiedli- ehe Abwandlungen und Modifikationen gemacht werden können, ohne von dem der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken abzuweichen. B ezugszeichenliste :
1 .Basis- oder Feststation
2 Empfangseinrichtung oder Testmobile
21 Decoder
22 Zeitgeber
23 Rahmennummer + Versatz
3 Funkweg
4 Datenblock (Rahmen)
5 (GPS-)Empfängereinrichtung
51 Positionsdaten
52 Zeitimpuls
6 Datensammler
7 erster Meßpunkt
8 zweiter Meßpunkt
81 Peillinie des ersten und zweiten Meßpunkt
9 dritter Meßpunkt
91 Peillinie zweiter und dritter Meßpunkt
10 Zielposition

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Position einer Basisstation (1) eines Mobilfunknetzes, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens drei Orten, jeweils die Position des Ortes, eine Nummer eines Rahmens (4) eines von der Basisstation empfangenen Signals sowie der Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens (4) bestimmt wird, wobei hieraus die Position der Basisstation (1) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils aus der Differenz von zwei Zeitpunkten des Empfangs zweier Rahmen (4) und aus der Differenz der
Rahmennummern eine Laufzeitdifferenz des Signals für zwei Orte bestimmt wird, wobei aus wenigstens zwei derartig bestimmten Laufzeitdifferenzwerten nach dem Hyperbelortungsverfahren eine Position der Basisstation (4) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitdifferenz L im Wesentlichen durch folgende Formel berechnet wird
L = t1 - t2 - [(N2-N1)-T]
wobei ti der Zeitpunkt des Empfangs des ersten Rahmens, t2 der Zeitpunkt des Empfangs des zweiten Rahmens, Ni die Rahmennummer des ersten Rahmens, N2 die Rahmennummer des zweiten Rahmens und T im Wesentlichen die zeitliche Länge eines Rahmens (4) ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als
Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens (4) der Empfang eines vordefinierten Abschnitts des Rahmens (4) gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der vordefinierte Ab- schnitt der Anfang des Rahmens (4) oder derjenige Abschnitt, der die Rahmennummer enthält, ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß zur Bestimmung der Position und/oder des Zeitpunkts des Empfangs eines Rahmens (4) eine Empfängereinrichtung (5) für ein satellitengestütztes Navigationssystem vorgesehen ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung durch einen Zeitimpuls eines satellitengestützten Navigationssystems ausgelöst wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens (4) durch einen Zeitpunkt und die Messung des zeitlichen Versatzes des Rahmes (4) zu diesem Zeitpunkt bestimmt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt durch ein Zeitnormal, insbesondere einen Zeitimpuls eines satellitengestützten Navigationssys- tems, vorgegeben wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren während einer Fahrt durch ein Gebiet zur Durchführung einer Versorgungsund/oder Qualitätsmessung des Mobilfunknetzes in dem Gebiet durchgeführt wird.
11. Vorrichtung zur Bestimmung der Position einer Basisstation (1) eines Mobilfunknetzes, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Positionsbestimmungseinrichtung, eine Decodiereinrichtung (21) und eine Zeitbestimmungsein- richtung aufweist, wobei an wenigstens drei Orten, jeweils die Positionsbestimmungseinrichtung die Position des Ortes, die Decodiereinrichtung (21) eine Nummer eines Rahmens eines von der Basisstation empfangenen Signals und die Zeitbestimmungseinrichtung den Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens (4) bestimmt wird, wobei hieraus die Position der Basisstation (1) ermittelt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils aus der Differenz von zwei Zeitpunkten des Empfangs zweier Rahmen (4) und aus der Differenz der Rahmennummern eine Laufzeitdifferenz des Signals für zwei Orte bestimmt wird, wobei aus wenigstens zwei derartig bestimmten Laufzeitdifferenzwerten nach dem Hyperbelortungsverfahren eine Position der Basisstation (1) ermittelt wird.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufzeitdifferenz L im Wesentlichen durch folgende Formel berechnet wird
L = tι - t2 - [(N2-Nι T]
wobei ti der Zeitpunkt des Empfangs des ersten Rahmens, t2 der Zeitpunkt des Empfangs des zweiten Rahmens, Ni die Rahmennummer des ersten Rahmens, N2 die Rahmennummer des zweiten Rahmens und T im Wesentlichen die zeitliche Länge eines Rahmens (4) ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens (4) der Empfang eines vordefinierten Abschnitts des Rahmens (4) gewählt wird.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der vordefinierte Abschnitt der Anfang des Rahmens (4) oder derjenige Abschnitt, der die Rahmennummer enthält, ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Positionsbestimmungseinrichtung und/oder als Zeitbestimmungseinrichtung des Empfangs eines Rahmens (4) eine Empfängereinrichtung (5) für ein satellitengestütztes Navigationssystem vorgesehen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Messung durch einen Zeitimpuls eines satellitengestützten Navigationssystems ausgelöst wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Zählereinrichtung (22) aufweist, wobei der Zeitpunkt des Empfangs des Rahmens (4) durch einen Zeitpunkt und die durch die Zählereinrichtung (22) durchgeführte Messung des zeitlichen Versatzes des Rahmes (4) zu diesem Zeitpunkt bestimmt wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt durch ein Zeitnormal, insbesondere einen Zeitimpuls eines satellitengestützten Navigationssystems, vorgegeben wird.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in oder an einem Fahrzeug angeordnet ist, um während einer Fahrt durch ein Gebiet zur Durchführung einer Versorgungs- und/oder Qualitätsmessung des Mobilfunknetzes in dem Gebiet dufchzuführen.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Decodiereinrichtung (21) in einem Messmobiltelefon ausgebildet ist.
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