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DECT–Direktortung

IP.com Disclosure Number: IPCOM000010347D
Original Publication Date: 2002-Dec-25
Included in the Prior Art Database: 2002-Dec-25
Document File: 3 page(s) / 341K

Publishing Venue

Siemens

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Juergen Carstens: CONTACT

Abstract

Zur zwei- oder dreidimensionalen Ortung von DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) Mobilteilen (PP, portable parts) in DECT-Netzen (oder anderen auf Time Division Multiple Access basierenden Netzen, wie GSM, Bluetooth) ist bisher keine Loesung bekannt. Aktuelle Ansaetze zur Problemloesung greifen entweder auf GPS (Global Positioning System) zurueck oder versuchen mittels zeitlich synchronisierter Basis- und/oder Mobilstationen und durch Eingriffe in das DECT-System eine direkte Zeitmessung an DECT-Signalen zu erhalten, um daraus die Koordinaten zu errechnen. In beiden Faellen sind jedoch Mobilteil-Add-Ons erforderlich. In einem Raum, in dem mehrere DECT-Basisstationen (FP, fixed parts) mit bekanten Koordinaten und Mobilteilen (PP) in Kontakt sind, kann die Position jeder Komponente durch den Einsatz von mindestens 3 bzw. 4 Hilfsempfaengern (fuer 2- bzw. 3-dimensionale Ortung) ermittelt werden (Abbildung 1). Abbildung 2 zeigt das Prinzip der 2-dimensionalen Ortung eines Mobilteils (PP) aus drei relativen Laufzeitmessungen. Aus den Laufzeiten t1f, t2f und t3f zu den Hilfsempfaengern 1, 2 und 3 werden zusammen mit den Laufzeiten t1k, t2k und t3k der Master-Takt-Signale zu den Hilfsempfaengern 3 Summenzeiten (t1f + t1k) usw. Mit den bekannten Koordinaten der Basisstation (FP) kann damit die Position des Mobilteils (PP) bestimmt werden. Die Signale der Mobilstation treffen bei DECT etwa 5 ms nach den FP-Signalen bei den Hilfsempfaengern ein. In dieser kurzen Zeitspanne gibt es weder wesentliche Aenderungen in der Laufzeit der Master-Takt-Signale noch im Funkraum, in dem die Ortung vorgenommen wird. Dies ist die Funktion der „Selbstkalibrierung“ in diesem System. Dadurch sind Kabellaengen, thermische Laufzeitveraenderungen sowie Aenderungen der Funkausbreitungsbedingungen irrelevant. Zur Selbstkalibrierung koennen auch eingebuchte, ortsfeste Mobilteile bzw. Basisstationen, die mit dem DECT-Netz zwecks Telefonuebertragung gar nicht verbunden sind, verwendet werden. Die Hilfsempfaenger (Abbildung 3) sind quasi-stationaer, d.h. bei DECT mit 2 GHz sollte die Ortsaenderung in der Zeit zwischen zwei Frames (10 ms) kleiner als 3,75 cm (lambda/4) sein. Sie liefern ihre I- und Q-Daten in digitalisierter Form einem DSP (Digital Signal Processor) Array, das mit einem PC verbunden ist. Die Hilfsempfaenger bestimmen laufend die Zeit- und Phasenlagen von jedem im lokalen Funkraum befindlichen Sender (also von Basis- und Mobilteilen). Die DSPs des DSP-Arrays bilden sich daraus einen zwei- oder dreidimensionalen Zeitraum, der die Basis fuer die Selbstkalibrierung des Systems darstellt. Die Genauigkeit der Zeitmessung ist primaer von der Bitdauer (868 ns bei DECT) abhaengig, kann jedoch durch n-faches Oversampling der I- und Q-Signale auf das n-fache erhoeht werden.

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S

© SIEMENS AG 2002 file: 2002J15693.doc page: 1

DECT-Direktortung

Idea: Boguslaw Babol, AT-Wien; Leopold Faltin, AT-Wien

Zur zwei- oder dreidimensionalen Ortung von DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications) Mobilteilen (PP, portable parts) in DECT-Netzen (oder anderen auf Time Division Multiple Access basierenden Netzen, wie GSM, Bluetooth) ist bisher keine Loesung bekannt. Aktuelle Ansaetze zur Problemloesung greifen entweder auf GPS (Global Positioning System) zurueck oder versuchen mittels zeitlich synchronisierter Basis- und/oder Mobilstationen und durch Eingriffe in das DECT- System eine direkte Zeitmessung an DECT-Signalen zu erhalten, um daraus die Koordinaten zu errechnen. In beiden Faellen sind jedoch Mobilteil-Add-Ons erforderlich.

In einem Raum, in dem mehrere DECT-Basisstationen (FP, fixed parts) mit bekanten Koordinaten und Mobilteilen (PP) in Kontakt sind, kann die Position jeder Komponente durch den Einsatz von mindestens 3 bzw. 4 Hilfsempfaengern (fuer 2- bzw. 3-dimensionale Ortung) ermittelt werden (Abbildung 1). Abbildung 2 zeigt das Prinzip der 2-dimensionalen Ortung eines Mobilteils (PP) aus drei relativen Laufzeitmessungen. Aus den Laufzeiten t1f, t2f und t3f zu den Hilfsempfaengern 1, 2 und 3 werden zusammen mit den Laufzeiten t1k, t2k und t3k der Master-Takt-Signale zu den Hilfsempfaengern 3 Summenzeiten (t1f+t1k) usw. Mit den bekannten Koordinaten der Basisstation (FP) kann damit die Position des Mobilteils (PP) bestimmt werden. Die Signale der Mobilstation treffen bei DECT etwa 5 ms nach den FP-Signalen bei den Hilfsempfaengern ein. In dieser kurzen Zeitspanne gibt es weder wesentliche Aenderungen in der Laufzeit der Master-Takt-Signale noch im Funkraum, in dem die Ortung vorgenommen wird. Dies ist die Funktion der "Selbstkalibrierung" in diesem System. Dadurch sind Kabellaengen, thermische Laufzeitveraenderungen sowie Aenderungen der Funkausbreitungsbedingungen irrelevant. Zur Selbstkalibrierung koennen auch eingebuchte, ortsfeste Mobilteile bzw. Basisstationen, die mit dem DECT-Netz zwecks Telefonuebertragung gar nicht verbunden sind, verwendet werden.

Die Hilfsempfaenger (Abbildung 3) sind quas...