Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Verarbeiten von Messungen von Merkmalen eines Funknetzes sowie ein entsprechendes Kommunikationsnetz.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren bekannt, um basierend auf gemessenen Merkmalen eines Funknetzes mobile Objekte zu lokalisieren. Das Funknetz umfasst dabei eine Vielzahl von stationären Basisstationen, welche drahtlos Signale aussenden bzw. Signale empfangen. Innerhalb des Funk- netzes bewegt sich ein mobiles Objekt, welches ebenfalls drahtlos Signale empfangen bzw. aussenden kann. Über entsprechende Merkmale bzw. Parameter der von den Basisstationen bzw. dem mobilen Objekt ausgesendeten Felder kann dann die Position des mobilen Objekts ermittelt werden. Beispielsweise kann die Signalstärke des von dem mobilen Objekt ausgesendeten Felds, welches von den Basisstationen gemessen wird, bzw. die Signalstärke der Felder der einzelnen Basisstationen an der Position des mobilen Objekts zur Positionsbestimmung verwendet werden. Ebenso ist es möglich, über die Laufzeit von Feldsignalen bzw. Wellenausbreitungsrichtungen das mobile Objekt zu lokalisieren. Es werden dabei Lokalisierungsverfahren verwendet, welche auf Triangulation, auf theoretischen bzw. angepassten Wellenausbreitungsmodellen oder auf sog. Pattern- Matching beruhen. Das Pattern-Matching eignet sich insbeson- dere zur Lokalisation innerhalb von Räumen bzw. Gebäuden und verwendet eine Merkmalskarte, welche für eine Vielzahl von Stützstellen im Raum entsprechende Merkmale des Funknetzes, z.B. in der Form von Signalfeldstärken, bei der Positionierung des mobilen Objekts an einer entsprechenden Stützstelle enthält. Durch Vergleich der Merkmale in der Merkmalskarte mit den tatsächlich gemessenen Merkmalen des Funknetzes kann dann die Position des mobilen Objekts geschätzt werden. Neben der Lokalisation eines mobilen Objekts können die gemessenen Merkmale eines Funknetzes auch dazu verwendet, um die oben erwähnte Merkmalskarte zu generieren. Aus dem Stand der Technik sind dabei Verfahren bekannt, welche die Erzeu- gung entsprechender Merkmalskarten durch Lernverfahren beschreiben. Beispiele solcher Verfahren finden sich in den Druckschriften [1], [2] und [3].

In bekannten Verfahren, in denen Merkmale eines Funknetzes zur Lokalisation eines mobilen Objekts bzw. zum Generieren von Merkmalskarten verarbeitet werden, erfolgt die Auswertung dieser Signale in einer einzelnen Recheneinheit, welche beispielsweise in dem mobilen Objekt oder in einer Basisstation integriert sein kann. Ebenso kann eine separate zentrale Re- cheneinheit verwendet werden, an welche alle gemessenen Merkmale zum Auswerten übermittelt werden. Es erweist sich hierbei als nachteilhaft, dass bei Ausfall der Recheneinheit das gesamte Verfahren abgebrochen wird und bereits ermittelte Informationen verloren gehen. Darüber hinaus kann das Verfahren nicht nur bedingt auf größere Lokalisationsbereiche durch

Hinzunahme weiterer Basisstationen bzw. mobiler Objekte erweitert werden, da hierdurch die benötigte Rechenleistung stark ansteigt und somit nicht mehr durch eine einzelne Recheneinheit in vertretbarer Zeit durchgeführt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren zum rechnergestützten Verarbeiten von Messungen von Merkmalen eines Funknetzes sowie ein entsprechendes Kommunikationsnetz zu schaffen, welche robust gegenüber Ausfällen sind und flexibel für unterschiedliche Größen von Funknetzen eingesetzt werden können .

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. das Kommunikationsnetz gemäß Patentanspruch 22 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Verarbeiten von Messungen von Merkmalen eines Funknetzes, welches eine Mehrzahl von Basisstationen und ein oder mehrere mobile Objekte um- fasst, wobei für ein jeweiliges mobiles Objekt Messungen durchgeführt werden. Jede Messung ist dabei einer Basisstation zugeordnet und beschreibt ein Merkmal eines von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Felds an der zugeordneten Basisstation und/oder eines von der zugeordneten Basisstation ausgesendeten Felds an dem jeweiligen mobilen Objekt.

In dem Verfahren wird eine Mehrzahl von mit den Basisstationen kommunizierende Auswerteeinheiten verwendet, welche insbesondere basierend auf einem Kommunikationsnetz mit den Basisstationen vernetzt sind. Dieses Kommunikationsnetz kann durch das Funknetz gebildet sein, dessen Merkmale verarbeitet werden, bzw. ein zusätzliches drahtloses und/oder drahtgebundenes Kommunikationsnetz darstellen. Jeder Auswerteeinheit ist dabei zumindest eine Basisstation des Funknetzes zugeordnet, d.h. eine Auswerteeinheit kann für lediglich eine ein- zelne Basisstation bzw. auch für eine Gruppe von mehreren Basisstationen zuständig sein.

Im Rahmen der Auswertung basierend auf dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für ein jeweiliges mobiles Objekt in einem Schritt a) zunächst eine Basisstation aus der Mehrzahl von Basisstationen derart ausgewählt, dass ein Empfang des von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Feldes an der ausgewählten Basisstation und/oder ein Empfang des von der ausgewählten Basisstation ausgesendeten Feldes am jeweiligen mobilen Objekt gewährleistet ist. Anschließend werden in einem Schritt b) an die Auswerteeinheit, welche der ausgewählten Basisstation zugeordnet ist, Messungen übermittelt, welche Basisstationen zugeordnet sind, die das von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendete Feld empfangen und/oder deren Feld von dem jeweiligen mobilen Objekt empfangen wird.

In einem Schritt c) wertet die Auswerteeinheit, welche der ausgewählten Basisstation zugeordnet ist, die übermittelten Messungen aus, oder diese Auswerteeinheit bestimmt eine Auswerteeinheit zur Auswertung der übermittelten Messungen, woraufhin die übermittelten Messungen in der bestimmten Auswerteeinheit ausgewertet werden. Dabei besteht gegebenenfalls die Möglichkeit, dass sich die Auswerteeinheit selbst zur Auswertung der übermittelten Messungen bestimmt.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die jeweiligen Auswerteeinheiten in Abhängigkeit von der Position des mobilen Objekts immer zu einer lokalen Auswertung der Merkmale des Felds im Bereich um das mobile Objekt verwendet werden. Dies wird dadurch erreicht, dass zunächst eine Basisstation ausgewählt wird, bei der sichergestellt ist, dass Funksignale zwischen der Basisstation und dem mobi- len Objekt ausgetauscht werden können. Die dieser Basisstation zugeordnete Auswerteeinheit dient dann zum Auswerten bzw. delegiert das Auswerten von Messungen solcher Basisstationen, welche Felder von dem mobilen Objekt in seiner momentanen Position empfangen bzw. deren Felder in der momentanen Position von dem mobilen Objekt empfangen werden. Erfindungsgemäß wird somit bei der Bewegung des mobilen Objekts sichergestellt, dass die Auswertung der Felder zwischen den Auswerteeinheiten in Abhängigkeit von der Objektposition wechselt, so dass verteilt über alle Auswerteeinheiten die Merkmale des Funknetzes ausgewertet werden. Gegebenenfalls besteht dabei die Möglichkeit, dass in der Auswerteeinheit, welche der ausgewählten Basisstation zugeordnet ist, nochmals weitere Kriterien überprüft werden. Diese weiteren Kriterien berücksichtigen insbesondere, ob sich die Auswerteeinheit zur Auswertung der Sig- nale eignet. Beispielsweise können diese weiteren Kriterien die auf den Auswerteeinheiten vorhandenen Ressourcen derart berücksichtigen, dass solche Auswerteeinheiten eher zur Auswertung der Messungen bestimmt werden, welche über mehr Ressourcen verfügen. Unter Ressourcen sind dabei insbesondere die in der jeweiligen Auswerteeinheit verfügbaren Speicherbzw. Rechenkapazitäten zu verstehen. Hierdurch kann erreicht werden, dass eine Auswerteeinheit, welche nicht mehr ausreichend Kapazität zum Auswerten der Messungen hat, durch eine andere Auswerteeinheit mit höherer Kapazität bzw. freien Ressourcen ersetzt wird.

Erfindungsgemäß ist der Begriff der Auswerteeinheit weit zu verstehen. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit eine entsprechende Recheneinheit innerhalb der jeweiligen Basisstation umfassen. Die Auswerteeinheit kann dabei durch den Hauptprozessor der Basisstation gebildet sein, jedoch besteht auch die Möglichkeit, dass in jeder Basisstation eine zusätzliche Recheneinheit zum Auswerten der Messungen integriert ist. Ebenso kann jeder Basisstation eine separate, nicht in der Basisstation integrierte Auswerteeinheit zugeordnet sein. Allgemein ist keine Kopplung einer Auswerteeinheit an eine einzige Basisstation erforderlich. Vielmehr besteht auch die Möglichkeit, dass getrennte Recheneinheiten verwendet werden, welche mehreren Basisstationen zugeordnet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann für beliebige Felder von Funknetzen in der Form von lokalen bzw. gegebenenfalls auch nicht lokalen drahtlosen Netzen eingesetzt werden. Bevorzugt werden mit dem Verfahren Felder eines WLAN-Netzes und/oder eines DECT-Netzes und/oder eines Mobilfunknetzes ausgewertet. Ebenso können beliebige gemessene Merkmale der Felder ausgewertet werden, wie z.B. die bereits eingangs beschriebenen Merkmale basierend auf Signalstärken und/oder Laufzeiten und/oder Ausbreitungswinkeln der Felder im Funknetz. Werden Signalstärken als Merkmale verwendet, beschreibt die Messung einer Basisstation insbesondere die Signalstärke des von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Felds an der Basis- Station und/oder des von der Basisstation ausgesendeten Felds an dem jeweiligen Objekt.

Die Auswahl einer Basisstation in Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann beliebig erfolgen, es muss lediglich sichergestellt sein, dass ein Austausch von Funksignalen zwischen ausgewählter Basisstation und jeweiligem mobilen Objekt möglich ist. Bevorzugt sollte dabei jedoch auch ein guter Empfang der Felder des Funknetzes in der Basisstation bzw. dem mobilen Objekt gewährleistet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird deshalb in Schritt a) diejenige Basisstation ausgewählt, mit der das jeweilige mobile Objekt im Funknetz assoziiert ist. Der Vorgang der Assoziation ist ein üblicher Mechanismus in Funknetzen. Das mobile Objekt stellt dabei in dem Funknetz einen sog. Client dar, der zum drahtlosen Austausch von Daten eine Basisstation mit gutem Empfang in seiner Reichweite sucht. In einem WLAN-Netz ist der Client insbesondere ein mobiles, tragbares Endgerät mit WLAN-Funktionalität, welches sich mit einer Basisstation in der Form eines entsprechenden Access-Points assoziiert. In einem Mobilfunknetz ist der Client ein entsprechendes Mobiltelefon, welches sich zum Datenaustausch mit einer Basisstation in seiner Reichweite assoziiert. Die Assoziierung dient in einem Funknetz dazu, dass die zu übertragenden Daten immer zwischen dem Client und der assoziierten Basisstation übermittelt werden, wobei andere Basisstationen im Funknetz, welche Funksignale des Clients ebenfalls empfangen können, diese Signale ignorieren. Die oben beschriebene Assoziation zwi- sehen mobilem Objekt und Basisstation stellt eine sehr einfache und effiziente Variante einer Auswahl einer Basisstation dar, denn es kann auf bereits bekannte Mechanismen im Rahmen einer Kommunikation in einem Funknetz zurückgegriffen werden.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei der eine Messung einer Basisstation ein von der Basisstation gemessenes Merkmal eines von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Felds an der Basisstation umfasst, werden Nachbarschaftslisten verwendet, mit denen die Übermittlung von Messungen an die Auswerteeinheit der ausgewählten Basisstation sichergestellt wird. Dabei verwaltet eine jeweilige Basisstation eine Nachbarschaftsliste, welche Basisstationen enthält, die gemäß einem Nachbarschaftskriterium zu der jeweiligen Basisstation benachbart sind.

In einer besonders bevorzugten Variante ist das Nachbarschaftskriterium zur Erzeugung der Nachbarschaftslisten derart definiert, dass eine Nachbarschaftsliste einer jeweiligen Basisstation alle Basisstationen enthält, deren jeweiliger Empfangsreichweitenbereich für das Feld des jeweiligen mobilen Objekts mit dem Empfangsreichweitenbereich der jeweiligen Basisstation für das Feld des jeweiligen mobilen Objekts überlappt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Nachbarschaftsliste diejenigen Basisstationen enthalten, welche innerhalb eines vorgegebenen Radius um die Basisstation angeordnet sind, welche die Nachbarschaftsliste verwaltet, insbesondere innerhalb einer geschätzten Reichweite der Funksigna- Ie des mobilen Objekts für den Empfang durch diese Basisstation, beispielsweise in einem Radius von 100 m. Bei der Bestimmung der Nachbarschaftsliste können gegebenenfalls auch gemessene bzw. modellierte Eigenschaften der Signalverteilung um die jeweilige Basisstation herum berücksichtigt werden, so dass insbesondere solche Basisstationen, welche sich zwar nahe am mobilen Objekt befinden, jedoch das Signal des mobilen Objekts wegen spezifischer räumlicher Gegebenheiten nicht empfangen können, nicht in die Nachbarschaftsliste aufgenommen werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die oben beschriebenen Nachbarschaftslisten in Kombination mit der Auswahl einer Basisstation basierend auf der Assoziierung zwischen mobilem Objekt und Basisstation eingesetzt. Dabei ist in der Nachbarschaftsliste einer jeweiligen Basisstation hinterlegt, ob bzw. welche Basisstation aus der Nachbarschaftsliste mit dem jeweiligen mobilen Objekt assoziiert ist. Im Rahmen dieser Ausführungsform sendet eine jeweilige Basisstation an alle Basisstationen aus ihrer Nachbarschafts- liste eine Nachricht, wenn sich das jeweilige mobile Objekt und die jeweilige Basisstation assoziieren, wodurch die Basisstationen aus der Nachbarschaftsliste darüber informiert werden, welche Basisstation die ausgewählte Basisstation ist. Ferner übermittelt eine jeweilige Basisstation ein von ihr gemessenes Merkmal des von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Felds an diejenige Basisstation aus ihrer Nachbarschaftsliste, welche gemäß der Nachbarschaftsliste mit dem mobilen Objekt assoziiert ist, sofern die Nachbarschaftsliste eine mit dem mobilen Objekt assoziierte Basisstation umfasst. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Messungen der Basisstationen immer an die ausgewählte Basisstation übermittelt werden, welche die mit dem jeweiligen mobilen Objekt assozi- ierte Basisstation ist.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen die Nachbarschaftslisten auch dann zur Auswahl einer Basisstation, wenn das mobile Objekt mit keiner Basisstation assoziiert ist bzw. zur Auswahl ein anderes Kriterium als die Assoziation verwendet werden soll. Dabei informiert eine jeweilige Basisstation dann, wenn sie ein Merkmal des von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Felds misst, alle Basisstationen aus ihrer Nachbarschaftsliste über das Vorhan- densein des mobilen Objekts und das gemessene Merkmal, woraufhin unter den Basisstationen, welche ein Merkmal des von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Feldes messen, eine Basisstation als ausgewählte Basisstation bestimmt wird. Diese Auswahl kann basierend auf einem dezentralen Aushand- lungsalgorithmus zwischen den Basisstationen erfolgen. Insbesondere wird dabei diejenige Basisstation als ausgewählte Basisstation bestimmt, welche die größte Signalstärke des von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Felds gemessen hat. Jede Basisstation überprüft dabei, wie groß die Signal- stärken gemäß den an sie übermittelten Merkmalen der anderen Basisstationen im Vergleich zu der von ihr selbst gemessenen Signalstärke ist. Stellt eine Basisstation fest, dass ihre gemessene Signalstärke die größte ist, erklärt sie sich als ausgewählte Basisstation und informiert die anderen Basissta- tionen hierüber, woraufhin den anderen Basisstationen nicht erlaubt ist, sich als ausgewählte Basisstation zu erklären.

Der soeben beschriebene Mechanismus des Aushandelns einer ausgewählten Basisstation kommt insbesondere als Option dann in Betracht, wenn die Auswahl einer Basisstation basierend auf einer Assoziation erfolgen soll, es jedoch keine mit dem jeweiligen mobilen Objekt assoziierte Basisstation gibt. In dieser Variante informiert eine jeweilige Basisstation alle Basisstationen aus ihrer Nachbarschaftsliste über das Vorhandensein des mobilen Objekts und das gemessene Merkmal nur dann, wenn in ihrer Nachbarschaftsliste keine mit dem jeweiligen mobilen Objekt assoziierte Basisstation enthalten ist.

Eine besonders einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dann erreicht werden, wenn eine Messung einer Basisstation ein von dem jeweiligen mobilen Objekt gemessenes Merkmal eines von der Basisstation ausgesendeten Felds an dem jeweiligen mobilen Objekt umfasst. In diesem Fall müssen nämlich die Messungen nicht von den Basisstationen an die ausgewählte Basisstation übermittelt werden, sondern die im jeweiligen mobilen Objekt gemessenen Merkmale können von dem mobilen Objekt an diejenige Auswerteeinheit übermittelt werden, die der ausgewählten Basisstation zugeordnet ist. Diese Variante der Erfindung wird vorzugsweise mit der Ausführungsform kombiniert, bei der die ausgewählte Basisstation diejenige Basisstation ist, die mit dem mobilen Objekt assoziiert ist. In diesem Fall liegt dem mobilen Objekt unmittelbar aufgrund des Assoziationsstatus die Information über die ausgewählte Basisstation vor. Das mobile Objekt kann beispielsweise bei der assoziierten Basisstation nach den Verbindungsparametern zum Zugriff auf die zugeordnete Auswerteeinheit (beispielsweise IP-Adresse, Port, Passwort und dergleichen) anfragen und anschließend die Messungen direkt an die Auswerteeinheit senden. Ebenso kann die Auswerteeinheit, welche zum Auswerten der Messungen vorgesehen ist, die Messungen direkt beim mobilen Objekt anfordern. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, dass zunächst die ausgewählte Basisstation die Messungen von dem mobilen Objekt abruft und anschließend zu der entsprechenden Auswerteeinheit übermittelt. Gegebenenfalls kann die Basisstation die Messungen auch zur späteren Verwendung Zwischenspeichern .

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Konfigurationsdaten, welche zur Auswertung der Messungen benötigt werden, lokal auf die Auswerteeinheiten verteilt, so dass jede Auswerteeinheit zumindest diejenigen Konfigurationsinformationen beinhaltet, welche sie zur Auswertung der übermittelten Messungen benötigt. Durch diese Verteilung der Konfigurationsinformationen kann Speicherplatz in den einzelnen Auswerteeinheiten gespart werden, denn nicht jede Auswerteeinheit muss die Konfigurationsinformationen für das gesamte Funknetz vorhalten. Die Konfigurationsdaten umfassen dabei insbesondere die relevanten Merkmalskarten, Signalmodelle, die Positionen der Basisstationen in der jeweiligen Nachbarschaftsliste und dergleichen. Die Konfigurations- Informationen können im Rahmen einer Vorkonfiguration der

Auswerteeinheit auf dieser hinterlegt werden. Die Konfigurationsdaten können dabei durch einen entsprechenden Datentransfer, beispielsweise über eine Speicherkarte oder durch Abruf von einem zentralen Datenserver an die entsprechende Auswerteeinheit übermittelt werden. Ebenso besteht gegebenenfalls die Möglichkeit, dass jede Auswerteeinheit zumindest teilweise ihre Konfigurationsinformationen selbst lernt, was beispielsweise bei den eingangs beschriebenen Verfahren zum Lernen von Merkmalskarten der Fall sein kann.

Mit den im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens übermittelten Messungen können in der entsprechenden Auswerteeinheit verschiedene Auswertungen durchgeführt werden. Insbesondere können die Messungen derart ausgewertet werden, dass die Po- sition des jeweiligen mobilen Objekts bestimmt wird und/oder zumindest ein Teil einer Merkmalskarte generiert und insbesondere basierend auf einem Lernverfahren gelernt wird, wobei die Merkmalskarte für eine Mehrzahl von Stützstellen im Raum die Merkmale des Funknetzes bei Positionierung des jeweiligen mobilen Objekts an der Stützstelle angibt. Als Lernverfahren zum Lernen einer Merkmalskarte, insbesondere in der Form einer Feldstärke-Karte mit Signalfeldstärken als Merkmale, können insbesondere die Verfahren aus den eingangs erwähnten Druckschriften [1] bis [3] verwendet werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist jede Auswerteeinheit für einen vorgegebenen Teilbereich der Merkmalskarte zuständig, d.h. jede Auswerteeinheit generiert bzw. lernt die Merkmalskarte in dem entsprechenden vorgegebenen Teilbereich. Vorzugsweise überlappen dabei die vorgegebenen Teilbereiche zumindest teilweise, wobei Auswerteeinheiten, die für miteinander überlappende Teilbereiche zuständig sind, ihre Auswertungen in den Überlappungszonen der Teilbereiche austauschen, wobei eine Auswerteeinheit die von einer anderen Auswerteeinheit stammenden Auswertungen in der Überlappungszone bei der Generierung der Merkmalskarte berücksichtigt. Beispielsweise kann jeder Auswerteeinheit ein Lernbereich zu- gewiesen werden, in dem die Merkmalskarte gelernt wird. Jedes Mal, wenn eine Auswerteeinheit dann die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt vorgenommenen Messungen von anderen Auswerteeinheiten empfängt, wird ein Lernschritt des Verfahrens durchgeführt, woraufhin eine aktualisierte Merkmalskarte in dem Lernbereich erhalten wird. Gegebenenfalls können dabei die Messdaten auch zunächst für eine spätere Verarbeitung zwischengespeichert werden, um eine größere Menge an Messdaten auf einmal zu verarbeiten.

Wie soeben beschrieben, können bei überlappenden Teilbereichen die Auswertungen aus den Überlappungszonen zwischen den Auswerteeinheiten ausgetauscht werden. Beim Lernen einer Merkmalskarte können beispielsweise die Merkmale an den Stützstellen in der Überlappungszone, welche von einer Aus- werteeinheit ermittelt wurden, mit den Merkmalen an den gleichen Stützstellen, welche von einer anderen Auswerteeinheit ermittelt wurden, derart kombiniert werden, dass ein Mittelwert aus diesen Merkmalen gebildet wird und jede Auswerteeinheit diesen Mittelwert an den entsprechenden Stützstellen der Merkmalskarte in dem ihr zugewiesenen Teilbereich verwendet.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden eine oder mehrere Schnittstellen bereitgestellt, über welche die Auswertungen der Auswerteeinheiten in geeigneter Weise von Nutzern bzw. externen Rechner abgerufen werden können. Beispielsweise kann eine solche Schnittstelle als zentraler Rechner ausgestaltet sein, wobei die Auswertungen der Auswerteeinheiten unter Zwischenschaltung des zentra- len Rechners abgerufen werden können. Dabei kann der zentrale Rechner beispielsweise eine Anfrage eines externen Rechners bezüglich der Position eines bestimmten mobilen Objekts derart verarbeiten, dass diese Anfrage an diejenige Auswerteein- heit weitergeleitet wird, welche die Messungen in Bezug auf dieses mobile Objekt gerade auswertet. Diese Auswerteeinheit kann dann die gewünschten Informationen direkt oder unter Zwischenschaltung des zentralen Rechners an den externen Rechner übermitteln. Ebenso besteht die Möglichkeit, dass die Auswertungen der Auswerteeinheiten immer auch auf dem zentralen Rechner abgespeichert werden, so dass die angefragte Information direkt im zentralen Rechner zur Verfügung gestellt wird.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Abruf von Auswertungen auch dezentral erfolgen. Beispielsweise können die Auswerteeinheiten ein Peer-to- Peer-Netz bilden, wobei über Anfragen an das Peer-to-Peer- Netz mit an sich bekannten Mechanismen solcher Netze die an- gefragten Auswertungen abgerufen werden können.

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ferner ein Kommunikationsnetz zum rechnergestützten Verarbeiten von Messungen von Merkmalen eines Funknetzes, wobei die- ses Kommunikationsnetz eine Mehrzahl von Basisstationen und ein oder mehrere mobile Objekte umfasst. Die Mehrzahl von Basisstationen und das oder die mobilen Objekte bilden dabei das Funknetz und im Betrieb des Funknetzes werden für ein jeweiliges mobiles Objekt Messungen durchgeführt, wobei jede Messung einer Basisstation zugeordnet ist und ein Merkmal eines von dem jeweiligen mobilen Objekt ausgesendeten Feldes an der zugeordneten Basisstation und/oder eines von der zugeordneten Basisstation ausgesendeten Feldes an dem jeweiligen Objekt beschreibt. Das Kommunikationsnetz umfasst eine Mehrzahl von mit den Basisstationen vernetzten Auswerteeinheiten, wobei jeder Auswerteeinheit ein oder mehrere Basisstationen des Funknetzes zugeordnet sind. Das Kommunikationsnetz ist dabei derart ausgestaltet, dass jede Variante des im Vorangegange- nen beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens in dem Kommunikationsnetz durchführbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Fig. 1 detailliert beschrieben. Diese Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Funknetz mit einer Mehrzahl von Basisstationen und einem mobilen Objekt, wobei in dem Funknetz eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird.

Fig. 1 zeigt ein Funknetz basierend auf einem WLAN-Netz mit neun Basisstationen APl, AP2, ..., AP9 in der Form sog. Access- Points. Jede Basisstation beinhaltet dabei eine entsprechende Antenne zum Empfang bzw. zum Aussenden von Funksignalen in- nerhalb des WLAN-Netzes. In dem Funknetz bewegt sich ein mobiles Objekt O, das ebenfalls eine entsprechende Antenne aufweist, mit der Funksignale im Funknetz empfangen bzw. ausgesendet werden können.

In der Ausführungsform der Fig. 1 wird das Funknetz zur Lokalisation des mobilen Objekts O verwendet. Hierzu wird das von dem mobilen Objekt O ausgesendete Feld verwendet, welches von den jeweiligen Basisstationen in Reichweite zum mobilen Objekt empfangen wird. Die einzelnen Basisstationen messen da- bei die Signalstärke des Feldes des sich bewegenden mobilen

Objekts O und basierend auf mehreren gemessenen Signalstärken verschiedener Basisstationen kann dann mit an sich bekannten Verfahren die Position des mobilen Objekts O berechnet werden. Gegebenenfalls können die erfassten Messungen auch zum Lernen einer entsprechenden Karte verwendet werden, welche für eine Vielzahl von Stützstellen im räumlichen Bereich des Funkfelds jeweils angibt, welche Signalstärken bei den einzelnen Basisstationen zu erwarten sind, wenn sich das mobile Objekt an einer entsprechenden Stützstelle befindet.

In dem Szenario der Fig. 1 befindet sich das mobile Objekt O an einer Position, in der die Basisstation APl, AP2, AP3, AP4 und AP5 in Reichweite der Funksignale des Objekts O sind. Demgegenüber können die Basisstationen AP6, AP7, AP8 und AP9 die Funksignale wegen eines zu großen Abstands vom Objekt O nicht empfangen. In Fig. 1 wird durch entsprechende Doppelpfeile Pl, P2, P3, P4 und P5 angedeutet, dass sich die ent- sprechenden Basisstationen APl, AP2, AP3, AP4 und AP5 in

Funkreichweite zum mobilen Objekt O befinden. In herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Lokalisationsver- fahren werden die einzelnen Signalstärke-Messungen in den Basisstationen APl bis AP5 an eine zentrale Auswerteeinheit ge- sendet, welche anschließend basierend auf bekannten Verfahren die Position des Objekts O bestimmt. Dies hat den Nachteil, dass bei Ausfall der Auswerteeinheit alle im Funknetz erfass- ten Informationen verloren gehen. Darüber hinaus kann es zu Problemen bei Erweiterung des Funknetzes um neue Basisstatio- nen kommen, da dann unter Umständen aufgrund der erhöhten Anzahl an Messungen die Ressourcen in der zentralen Auswerteeinheit zur Durchführung der entsprechenden Berechnungen nicht mehr ausreichen.

Zur Umgehung der soeben beschriebenen Nachteile wird in der Ausführungsform der Fig. 1 eine Vielzahl von Auswerteeinheiten verwendet, welche mit Bezugszeichen AUl, AU2, ..., AU9 bezeichnet sind. Jede dieser Auswerteeinheiten ist einer entsprechenden Basisstation APl, AP2, ..., AP9 zugeordnet. Die Auswerteeinheiten AUl bis AU9 sind dabei untereinander vernetzt, wobei die Vernetzung aus Übersichtlichkeitsgründen in Fig. 1 nicht angedeutet ist. Die Vernetzung kann dabei wiederum drahtlos über ein entsprechendes WLAN-Netz oder auch über ein drahtgebundenes Netz, beispielsweise in der Form ei- nes LAN-Netzes, erreicht werden. In diesem Netz ist ferner ein zentraler Rechner R integriert, wobei die Vernetzung des Rechners mit den Auswerteeinheiten aus Übersichtlichkeitsgründen wiederum nicht angedeutet ist. Die Funktion dieses Rechners R wird weiter unten näher erläutert.

In der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Auswerteeinheit, welche die Signalstärken der in den Basisstationen empfangenen Funksignale des Objekts O auswertet, über die Assoziation des mobilen Objekts O mit einer der Basisstationen in Funkreichweite des Objekts bestimmt. Das mobile Objekt O stellt dabei einen Client in dem Funknetz dar, der sich zur Datenkommunikation mit einer der Basisstationen in seiner Reichweite assoziiert. Bei einer nachfolgenden Datenkommunikation kommuniziert der Client dann nur mit der assoziierten Basisstation und die anderen Basisstationen in Reichweite des Clients ignorieren die über das Funknetz übertragenen Daten. Der Vorgang der Assoziation ist hinlänglich aus lokalen Funknetzen, wie z.B. WLAN-Netzen bzw. DECT-Netzen, bekannt. Eine entsprechende Assoziation findet auch in nicht-lokalen Funknetzen, beispielsweise in Mobilfunknetzen, statt. Ist eine Assoziation eines mobilen Objekts mit einer Basisstation vollzogen, können die restlichen Ba- sisstationen nicht mehr mit dem mobilen Objekt kommunizieren. Im Rahmen der Assoziation ist dabei gewährleistet, dass aktuell eine sehr gute Funkverbindung zwischen dem mobilen Objekt O und der assoziierten Basisstation besteht.

In dem Szenario der Fig. 1 ist das mobile Objekt gerade mit der Basisstation AP2 assoziiert, wie durch den Doppelpfeil AS angedeutet ist. Wenn sich das Objekt O im Rahmen seiner Bewegung von der Basisstation AP2 entfernt, erfolgt schließlich nach einer vorgegebenen Zeit eine Assoziation des Objekts mit einer anderen Basisstation, welche die Signale des mobilen

Objekts O besser empfängt. In der hier beschriebenen Ausführungsform wird diejenige Auswerteeinheit, welche der gerade assoziierten Basisstation zugeordnet ist, dazu ausgewählt, die Auswertung von allen Basisstationen in Funkreichweite zum mobilen Objekt O vorzunehmen. Das heißt, in dem Szenario der Fig. 1 wird die Auswerteeinheit AU2 der Basisstation AP2 zum Auswerten der an den Basisstationen APl, AP2, AP3, AP4 und AP5 gemessenen Funksignale des mobilen Objekts O bestimmt.

Um nunmehr zu erreichen, dass neben den Messungen der Basisstation AP2 auch die gemessenen Signalstärken der Basisstationen APl, AP3, AP4 und AP5 zur Auswerteeinheit AU2 gelangen, verwaltet jede Basisstation eine Nachbarschaftsliste, welche diejenigen Basisstationen in ihrer Nachbarschaft enthält, die zu informieren sind, wenn sich die jeweilige Basisstation mit dem mobilen Objekt O assoziiert. Die Nachbarschaftsliste kann dabei beispielsweise durch einen bestimmten Radius um die je- weilige Basisstation gegeben sein, wobei alle Basisstationen innerhalb des Radius in der Nachbarschaftsliste enthalten sind. Der Radius entspricht dabei z.B. der Funkreichweite des mobilen Objekts für die jeweilige Basisstation. Ebenso kann der Radius größer als diese Funkreichweite sein, z.B. doppelt so groß. In einer besonders bevorzugten Variante wird die

Nachbarschaftsliste einer entsprechenden Basisstation derart erstellt, dass zu der Nachbarschaftsliste alle Basisstationen gehören, deren Empfangsreichweitenbereich für das mobile Objekt mit dem Empfangsreichweitenbereich der entsprechenden Basisstation überlappt. In der Ausführungsform der Fig. 1 enthält die Nachbarschaftsliste der Basisstation AP2, welche sich mit dem Objekt O assoziiert hat, die Basisstationen APl, AP3, AP4 und AP5 in Reichweite des mobilen Objekts O. Basierend auf der Nachbarschaftsliste in der Basisstation AP2 in- formiert dann diese Basisstation alle Basisstationen aus der Nachbarschaftsliste über die Assoziation mit dem mobilen Objekt O. Diese Information wird in den Nachbarschaftslisten der anderen Basisstationen für den Eintrag der Basisstation AP2 hinterlegt. Bei der Durchführung von Messungen sendet dann jede der Basisstationen APl bis AP5 ihre Messungen an die Auswerteeinheit AU2, welche der assoziierten Basisstation AP2 zugeordnet ist. Dies geschieht dadurch, dass nach einer Messung die jeweilige Basisstation in der Nachbarschaftsliste nachschaut, mit welcher Basisstation das mobile Objekt asso- ziiert ist und anschließend die Messung an die der assoziierten Basisstation zugeordnete Auswerteeinheit übermittelt.

Tritt nunmehr in dem Netz der Fig. 1 der Fall auf, dass sich das mobile Objekt mit keiner Basisstation assoziiert (bei- spielsweise weil das mobile Objekt keine Zugangsberechtigung zu dem Netz der Basisstationen hat) , können die entsprechenden Nachbarschaftslisten auch zur Bestimmung einer Auswerteeinheit auf andere Weise als basierend auf einer Assoziation verwendet werden. Dies kann dadurch geschehen, dass die Stärke eines empfangenen Funksignals des mobilen Objekts als Kriterium für die Auswahl einer Auswerteeinheit herangezogen wird. Im Falle, dass eine Basisstation ein Signal eines mobi- len Objekts misst, überprüft die Basisstation zunächst, ob eine Basisstation aus ihrer Nachbarschaftsliste mit dem mobilen Objekt assoziiert ist. Ist dies nicht der Fall, sendet die Basisstation ihre gemessene Signalstärke an alle Basisstationen aus der Nachbarschaftsliste. Auf diese Weise werden zwischen den Basisstationen in Reichweite des mobilen Objekts die entsprechend empfangenen Signalstärken der Basisstationen verteilt. Unter diesen Basisstationen wird dann diejenige Basisstation ausgewählt, welche das Signal des mobilen Objekts am stärksten empfangen hat. Diese Basisstation bestimmt sich als ausgewählte Basisstation und gibt diese Information an die Basisstationen in ihrer Nachbarschaftsliste weiter, welche sich nachfolgend nicht mehr als ausgewählte Basisstationen bestimmen können. Durch die Auswahl einer Basisstation wird dann diejenige Auswerteeinheit, die der ausgewählten Ba- sisstation zugeordnet ist, für die Auswertung der Messungen verantwortlich. Das heißt, die Basisstationen, welche Messungen von dem mobilen Objekt empfangen, senden diese Messungen nunmehr an die verantwortliche Auswerteeinheit.

Um in der Ausführungsform des Verfahrens gemäß Fig. 1 einen

Zugriff von externen dritten Rechnern auf die verteilt in den einzelnen Auswerteeinheiten ermittelten Auswertungen zu gewährleisten, wird der mit den Auswerteeinheiten vernetzte Rechner R verwendet. Dieser Rechner enthält die entsprechende Information, welche Auswerteeinheit zu welchem Zeitpunkt die Funksignale eines bestimmten mobilen Objekts ausgewertet hat. Eine entsprechende Anfrage von einem externen Rechner kann dann durch den zentralen Rechner R über den Abruf der Information bei der entsprechenden Auswerteeinheit beantwortet werden.

Das im Vorangegangenen beschriebene erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere skaliert das Verfahren bei der Hinzunahme von weiteren Basisstationen, da dann auch weitere Auswerteeinheiten zum Auswerten der Funksignale im Netz hinzukommen. Darüber hinaus gehen bei Ausfall einer Auswerteeinheit nicht die gesamten Daten im Netz verloren, da die Auswertung der Messungen auf eine Vielzahl von Auswerteeinheiten verteilt ist. Das Verfahren kann für beliebige Auswertungen von Merkmalen eines Funknetzes eingesetzt werden, insbesondere sowohl zur Lokalisation eines mobilen Objekts als auch zur Generierung bzw. zum Lernen ei- ner Merkmalskarte. Dabei können für die Merkmalskarte entsprechende Teilbereiche definiert werden, wobei jede Auswerteeinheit für einen entsprechenden Teilbereich der Merkmalskarte zuständig ist.

Literaturverzeichnis

[1] DE 10 2006 044 293 Al

[2] B. Betoni Parodi, H. Lenz, A. Szabo, H. Wang, J. Hörn, J. Bamberger, D. Obradovic: "Initialization and Online- Learning of RSS Maps for Indoor/Campus Localization", PLANS 2006 - 2006 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, San Diego, USA, pp 164-172

[3] B. Betoni Parodi, H. Lenz, A. Szabo, J. Bamberger, J. Hörn: "Algebraic and Statistical Conditions for Use of SLL", ECC 2007 - European Control Conference 2007, Kos, Griechenland