Aktuelle Handys kaufen: Auf welche Kriterien achten?

Handykauf
Inzwischen gibt es sehr viele Nutzer, bei denen das Handy unterwegs das Tablet und den Computer ersetzen muss. Umso höher fallen die Ansprüche an die Leistung aus. Viele Hersteller statten ihre aktuel... [weiter]

Erweitertes Cell Identity (CI) Verfahren

Sowohl die GSM- als auch die UMTS-Technologie erfassen über die Mobiltelefone und Basisstationen eine Vielzahl von Messwerten. Siemens ist es gelungen, mit einer intelligenten Verarbeitung dieser zur Verfügung stehenden Daten den Aufenthaltsort des Mobiltelefons mit dem CIT+ Verfahren genauer zu bestimmen.

Einer der zur Verfügung stehenden Messwerte heißt Timing Advance. Der GSM-Standard schreibt den Mobiltelefonen genau vor, zu welchem Zeitpunkt die Daten an der Basisstation vorliegen müssen, damit die Übertragung synchron verläuft und andere Verbindungen nicht gestört werden. Die Basisstation ermittelt daher während des Verbindungsaufbaus die Zeit, mit der das Signal aufgrund der Laufzeit später eintrifft. Die Station teilt dem Telefon diese Zeitspanne mit, damit es die Daten jeweils um die entsprechenden Symboltakte früher sendet. Dieser Wert wird Timing Advance (TA) genannt.

Weil die Laufzeit und die Entfernung proportional zueinander sind, lässt sich mit der bekannten Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen die ungefähre Entfernung zwischen Handy und Basisstation bestimmen. Somit beschreibt ein Ringausschnitt der Funkzelle das mögliche Aufenthaltsgebiet des Nutzers.

Allerdings führen die systembedingten Messfehler zu einer Messunsicherheit von etwa ± 550 Meter bei der Entfernungsbestimmung. Da sich die Signale zudem meist nicht ungestört vom Sender zum Empfänger ausbreiten, sondern an Gebäuden, Mauern, Hügeln reflektiert und abgelenkt werden, kann die tatsächliche Ungenauigkeit für dieses Verfahren wesentlich höher liegen. Somit verbessert sich die Lokalisierung in Stadtgebieten nicht, da die Ausdehnung einer Zelle dort meistens kleiner als 300 Meter ist.

Neben Timing Advance steht die lokale Feldstärke als Messwert zur Ermittlung des Aufenthaltsortes zur Verfügung. Denn ein Mobiltelefon misst während der aktiven Verbindung ständig die Empfangsfeldstärke der elektromagnetischen Signale der Basisstation, in deren Einzugsbereich sich das Handy befindet. Das Telefon wertet zusätzlich die Empfangsfeldstärken von weiteren Basisstationen zur Vorbereitung eines notwendigen Zellwechsels – dem so genannten Handover – aus. Mit Hilfe dieser Daten können Rückschlüsse auf den momentanen Aufenthaltsort des Endgeräts geschlossen werden, da die elektrische Feldstärke von Mobilfunkfeldern im freien Feld unter idealen Bedingungen mit zunehmender Entfernung von der Basisstation abnimmt. So ließe sich in unbebauten Gebieten aufgrund der gemessenen elektrischen Feldstärke die Entfernung zwischen Basisstation und Handy genauer bestimmen. Leider beeinflussen in der Realität Hindernisse wie Bäume, Büsche, Häuser, Hügel oder Mauern die elektrische Feldstärke. Ihr Verlauf über die Entfernung weicht vom theoretisch zu erwartenden Verhalten in idealer Umgebung ab. Aufgrund von Dämpfung und Signalüberlagerungen können lokal sehr starke Schwankungen auftreten, die in den Berechnungen kaum zu erfassen sind. Ein direkter Bezug zwischen Feldstärke und Entfernung zwischen Mobiltelefon und Basisstation lässt sich deshalb nur schwer herstellen.

Bei einer geschickten Auswertung der vorhandenen Daten kann die gemessene Feldstärke dennoch zur genaueren Positionierung des anfragenden Handys genutzt werden, als es mit Cell Identity und Timing Advance allein möglich ist. Siemens hat eine Lösung entwickelt, mit der anhand geeigneter Algorithmen und einer Klassifizierung der Zellen die Positionsbestimmung dank der Kenntnis der elektrischen Feldstärke verbessert wird.

Für die neue Art der Standortbestimmung wurden unterschiedliche Zelltypen betrachtet: Zellen, wie sie typisch sind für bebautes Gebiet in Städten und Dörfern sowie Zellen, die im unbebauten, ländlichen Raum verwendet werden.Für die Zellarten wurde ein typisches Profil für den zu erwartenden Verlauf der elektrischen Feldstärke erstellt. Dieser liefert bei der Positionsbestimmung die Referenzwerte. Sämtliche Zellen eines Mobilfunknetzes lassen sich einer der Klassen zuordnen.

Das Mobiltelefon meldet die gemessene Feldstärke an den Lokalisierungsserver, der sie mit den Werten der Referenzzelle vergleicht. Anschließend gibt der Lokalisierungsserver unter Berücksichtigung der Cell-ID und der Timing Advance – der Signallaufzeit – den wahrscheinlichen Aufenthaltsort des anfragenden Mobiltelefons an. Diese Bestimmung ist im Vergleich zu den anderen Methoden wie CI oder CITA wesentlich genauer. Siemens ermittelte in Praxistests in ländlich geprägter Umgebung eine mittlere Abweichung vom tatsächlichen Standort von etwa 300 Metern, in städtischem Gebiet nur von 100 bis 200 Metern.




Quelle: BenQ-Siemens