Location-based Services
Intelligente WLAN-Infrastruktur als Basis für standortbasierte Dienste
Zu wissen, wo sich jemand aufhält, ist wichtig, denn nur so können Unternehmen gezielt und effektiv mit diesen Personen interagieren. Das ist das grundlegende Konzept hinter Location-based Services (LBS).
BS finden aktuell immer mehr Beachtung und demzufolge auch die dafür benötigten Indoor-Technologien: Der Indoor-Kartograph „WiFiSLAM“ wurde von Apple übernommen, Microsoft hat die Indoor-Karten bei Bing ausgebaut und auch Google-Maps bemüht sich um eine größere Zahl innenliegender Standorte. Dies hat einen einfachen Grund: Indem Unternehmen wissen, wo sich ihre Kunden befinden, können sie ihnen helfen, dorthin zu gehen, wo sie hinwollen, die erfassten Daten nutzen, um die Kundenerfahrung zu optimieren, Waren und Dienstleistungen vor Ort anzubieten und unterwegs mit ihnen zu kommunizieren.
Für Unternehmen aus allen Bereichen ist es folglich ein großer Vorteil, dass mittlerweile Wi-Fi-fähige Geräte von so gut wie jedem genutzt werden. Denn im Grunde kann Wi-Fi als Indoor-GPS für solche Standorte gesehen werden, für die die gewöhnliche GPS-Technologie ungeeignet ist. Damit diese Standortbestimmungen genauer werden, entstehen immer mehr neue Technologien. Der Schlüssel zu diesen Diensten ist eine hochverfügbare und hochleistungsfähige WLAN-Infrastruktur. Dabei gibt es verschiedene Ansätze, mit denen der Standort durch die Nutzung von Wi-Fi bestimmt werden kann.
Verschiedene Ansätze zur Standortbestimmung
Asset-Tags: Standortdienste in Echtzeit verwenden so genannte Asset-Tags, die entwickelt wurden, um beispielsweise den Weg von Transportcontainern in der Logis-tik zu verfolgen. Diese Asset-Tags sammeln in gewissen Abständen die Signaldaten eines Access-Points. Diese werden dann an den Server im Netzwerk zurückgegeben, der mithilfe der Signalstärke oder auch über den Radio-Frequency(RF)-Fingerprint, also eine Art Fingerabdruck des Handys, in den Funkwellen errechnet, wo sich das Objekt befindet. Der Server ordnet den Standort dieses Tags dann auf einer Karte zu. Die Asset-Tags sind zwar leicht für ein bereits existierendes WLAN zu nutzen, auf Grund der Notwendigkeit von Netzwerk-Servern hat sich diese Herangehensweise bislang allerdings noch nicht durchgesetzt.
Time-Difference-of-Arrival: Eine weitere Möglichkeit zur Standortbestimmung ist die Messung der „Time Difference of Arrival“ (TDoA). Hier wird sich die Tatsache zunutze gemacht, dass Radiowellen ständig gesendet werden. Die Distanzen werden durch die Messung der Round-Trip-Time bestimmt, also der Zeitspanne, die benötigt wird, um das Signal der Quelle an den Empfänger senden und auch dessen Antwort zu transportieren. Die Taktfrequenzen, die zu diesem Zweck genau bestimmt werden müssen, sind in den neuen Wi-Fi-Chips höher und somit kann auch die TDoA immer genauer gemessen werden.
Mobile Apps: Mobile Apps, die sich auf das Indoor-Wi-Fi konzentrieren, gewinnen ebenfalls an Bedeutung und gehen einher mit der ständig steigenden Zahl von mobilen Endgeräten, die Nutzer mit sich herumtragen. Hier gibt es allerdings ein großes „Aber“, das sich hauptsächlich auf den notorisch eingeschränkten Zugriff auf die Wi-Fi-Schnittstelle bei Apple-Geräten bezieht. Das führt dazu, dass Entwickler, keinen Zugriff auf die RSSI-Kennzahlen haben, was die nutzerseitige Standortbestimmung schwierig macht. Dennoch gilt natürlich auch hier, dass sich standortbezogene Dienste noch besser nutzen lassen, wenn möglichst viele Nutzer in die Analyse einbezogen werden – unabhängig von Endgerät oder Betriebssystem. Deshalb müssen Apps an verschiedene Endgeräte und Betriebssysteme angepasst sein. Zudem werden die Algorithmen zur Standortbestimmung immer öfter mit automatisierten Lerntechnologien ausgestattet, um Standorte innerhalb von Gebäuden zu bestimmen. Der Standort eines Endgerätes lässt sich als „DNS-Kette“ sehen, denn Signalstärken und/oder die TDoA dienen der ungefähren Bestimmung der Umgebung. Diese wird anhand von aufeinanderfolgenden RF-Fingerprints – in welche Richtung geht der Nutzer? – und trägeren Sensoren im Telefon wie dem Kompass verknüpft. Im Ergebnis kann der Standort eingegrenzt werden – bis auf zwei Meter genau.
Funk-Fingerabdruck & Signalstärke: Die Bestimmung des Standortes durch den Funk-Fingerabdruck und Signalstärken alleine bieten eine Genauigkeit von drei bis zehn Metern. Das reicht nicht, um Nutzer konkret einem Raum oder etwa einer Seite im Einkaufszentrum zuzuordnen. Aufgrund von stark schwankenden Signalstärken ist diese Vorgehensweise zusätzlich problematisch. Für eine Messung werden wenigstens drei Signalquellen benötigt, die allerdings durch Wände, Aufzüge oder anderen Störfaktoren behindert und somit ungenauer werden. Ähnlich ist das auch beim Funk-Fingerabdruck: Werden etwa vom gleichen Standort aus fünf verschiedene Fingerprints genommen, ist die Wahrscheinlichkeit dennoch groß, dass alle unterschiedlich aussehen. Außerdem kann es passieren, dass ein Fingerprint aus einem Gebäude für das Nachbarhaus schon nicht mehr richtig ist, weil sich RF-Umgebungen ständig verändern. Die Kalibrierung oder das Fingerprinting ist also ein Prozess, der kontinuierlich wiederholt werden muss.
Die vorgestellten Herangehensweisen haben somit sowohl Vor- als auch Nachteile. In der Kombination lassen sich Standorte allerdings wesentlich genauer bestimmen. Des Weiteren sind Wi-Fi-Produkte mit dynamischen, direktionalen Antennensystemen von Vorteil, denn mit Hilfe von Antennenkennzahlen ist eine noch präzisiere Bestimmung möglich.
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