DE102023103360B3

DE102023103360B3 - Method for the computer-aided determination of the course of a number of propagation paths of radio waves between a transmitter and a receiver of a radio network

Info

Publication number: DE102023103360B3
Application number: DE102023103360.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Schmidhammer; Christian Gentner; Benjamin Siebler; Stephan Sand
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2023-02-13
Filing date: 2023-02-13
Publication date: 2024-07-04
Anticipated expiration: 2043-02-14

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung des Verlaufs einer Anzahl von Ausbreitungspfaden (PA1, PA2, PA3, PA4) von Funkwellen zwischen einem Sender (TR) und einem Empfänger (RE) eines Funknetzes, wobei:a) Signalwerte (α̂i(tk)) unter Zugriff auf eine Messung ermittelt werden, bei der für ein oder mehrere Objekte (O, O'), welche sich im Raumbereich (R) bewegen, eine Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) in Kombination mit jeweiligen Funksignalen des Funknetzes erfasst werden, wobei die Signalwerte (α̂i(tk)) eine Anzahl von Signalwerten (α̂i(tk)) für eine jeweilige Objektposition (POO, PO1, PO2, PO3) enthalten, wobei ein jeweiliger Signalwert (α̂i(tk)) der Anzahl von Signalwerten (α̂i(tk)) zu einem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehört und ein Signalstärkemaß der Funkwellen ist, welche am Empfänger (RE) auf diesem Ausbreitungspfad zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweilige Objektposition empfangen werden;b) für einen jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) eine Karte (MA) des Raumbereichs (R) ermittelt wird, in welcher Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) markiert sind, wobei für eine markierte Objektposition der zum jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehörige Signalwert (α̂i(tk)) gedämpft ist;c) aus der Karte (MA) eine Anzahl von Linien (gi) extrahiert wird, entlang derer sich die markierten Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) im Raumbereich (R) erstrecken;d) aus der Anzahl von Linien (g;) der Verlauf des jeweiligen Ausbreitungspfads (PA1, PA2, PA3, PA4) ermittelt wird.The invention relates to a method for the computer-aided determination of the course of a number of propagation paths (PA1, PA2, PA3, PA4) of radio waves between a transmitter (TR) and a receiver (RE) of a radio network, wherein: a) signal values (α̂i(tk)) are determined by accessing a measurement in which a plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are recorded in combination with respective radio signals of the radio network for one or more objects (O, O') moving in the spatial area (R), wherein the signal values (α̂i(tk)) contain a number of signal values (α̂i(tk)) for a respective object position (POO, PO1, PO2, PO3), wherein a respective signal value (α̂i(tk)) of the number of signal values (α̂i(tk)) belongs to a propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) and a signal strength measure the radio waves which are received at the receiver (RE) on this propagation path at the time of detection of the respective object position;b) for a respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4), a map (MA) of the spatial area (R) is determined in which object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are marked, wherein for a marked object position the signal value (α̂i(tk)) belonging to the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is attenuated;c) a number of lines (gi) are extracted from the map (MA), along which the marked object positions (POO, PO1, PO2, PO3) extend in the spatial area (R);d) the course of the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is determined from the number of lines (g;).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung des Verlaufs einer Anzahl von Ausbreitungspfaden von Funkwellen zwischen einem Sender und einem Empfänger eines Funknetzes.The invention relates to a method for the computer-aided determination of the course of a number of propagation paths of radio waves between a transmitter and a receiver of a radio network.

In einem Funknetz werden Funkwellen zwischen einem Sender und einem Empfänger in der Regel nicht nur auf direkter Verbindungsstrecke zwischen Sender und Empfänger, sondern auch über sog. Mehrwege-Ausbreitungspfade unter Zwischenschaltung von Reflexionen und Streuungen übertragen. Die Information über den Verlauf der vorhandenen Ausbreitungspfade von Funkwellen zwischen Sender und Empfänger können z.B. im Rahmen einer passiven Lokalisation genutzt werden, um über die Dämpfung von Funkwellen, die auf den Ausbreitungspfaden durch ein zu lokalisierendes Objekt verursacht wird, die Position des Objekts zu bestimmen. Eine solche passive Lokalisation ist z.B. in dem Dokument [1] beschrieben. Ferner können über den Verlauf von Ausbreitungspfaden Rückschlüsse über die Geometrie des Raumbereichs gewonnen werden, in dem das Funknetz installiert ist.In a radio network, radio waves between a transmitter and a receiver are usually transmitted not only on a direct connection between the transmitter and receiver, but also via so-called multipath propagation paths with the interposition of reflections and scattering. The information about the course of the existing propagation paths of radio waves between the transmitter and receiver can be used, for example, in the context of passive localization in order to determine the position of the object to be localized via the attenuation of radio waves caused on the propagation paths by the object to be localized. Such passive localization is described, for example, in the document [1]. Furthermore, conclusions can be drawn about the geometry of the spatial area in which the radio network is installed from the course of the propagation paths.

Analog zur Druckschrift [1] offenbart das Dokument [3] ein Verfahren zur Lokalisierung eines Objekts, bei welchem ein elektromagnetisches Signal von einem Sender ausgesendet wird und von einem Empfänger empfangen wird, wobei anhand der Veränderung der Signalstärke des empfangenen Signals die Position des zu lokalisierenden Objekts ermittelt wird. Hierbei wird neben dem Signal, welches entlang der Sichtlinie vom Sender zum Empfänger gelangt, auch die Veränderung der Signalstärke von Mehrpfadkomponenten des Signals bei der Lokalisation des Objekts berücksichtigt.Analogous to publication [1], document [3] discloses a method for locating an object in which an electromagnetic signal is sent out by a transmitter and received by a receiver, whereby the position of the object to be located is determined based on the change in the signal strength of the received signal. In addition to the signal that travels along the line of sight from the transmitter to the receiver, the change in the signal strength of multi-path components of the signal is also taken into account when locating the object.

Zur Bestimmung des Verlaufs von Ausbreitungspfaden gibt es im Stand der Technik sog. Raytracing-Verfahren, die Modelle der Umgebung nutzen, um hierüber die Übertragungswege von Funkwellen zu bestimmen. Raytracing-Verfahren enthalten keine Verifikation, ob die damit ermittelten Ausbreitungspfade auch tatsächlich in der entsprechenden Raumumgebung auftreten.To determine the course of propagation paths, there are so-called ray tracing methods in the state of the art, which use models of the environment to determine the transmission paths of radio waves. Ray tracing methods do not include any verification of whether the propagation paths determined in this way actually occur in the corresponding spatial environment.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Verlauf von einem oder mehreren Ausbreitungspfaden von Funkwellen eines Funknetzes aus Funksignalmessungen zu gewinnen.The object of the invention is to obtain the course of one or more propagation paths of radio waves of a radio network from radio signal measurements.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.This object is achieved by the method according to claim 1. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt eine rechnergestützte bzw. computer-implementierte Methode bereit, um den Verlauf einer Anzahl von Ausbreitungspfaden (d.h. zumindest eines Ausbreitungspfads) von Funkwellen zwischen einem Sender und einem Empfänger eines Funknetzes zu bestimmen. Die Positionen von Sender und Empfänger sind vorbekannt und während der Durchführung des Verfahrens fest. Das Funknetz deckt einen Raumbereich ab und ein jeweiliger Ausbreitungspfad repräsentiert einen Übertragungsweg der Funkwellen des Funknetzes im Raumbereich zwischen dem Sender und dem Empfänger. Vorzugsweise dient das Verfahren zur Bestimmung des Verlaufs von Mehrwege-Ausbreitungspfaden, entlang derer Reflexionen im Raumbereich aufgetreten sind. Darüber hinaus wird der Verlauf der Ausbreitungspfade vorzugsweise in einer zweidimensionalen Repräsentation des Raumbereichs, insbesondere in Bezug auf eine Draufsicht auf den Raumbereich (d.h. in einer horizontalen Schnittebene des Raumbereichs), bestimmtThe method according to the invention provides a computer-aided or computer-implemented method for determining the course of a number of propagation paths (i.e. at least one propagation path) of radio waves between a transmitter and a receiver of a radio network. The positions of the transmitter and receiver are known in advance and are fixed during the execution of the method. The radio network covers a spatial area and a respective propagation path represents a transmission path of the radio waves of the radio network in the spatial area between the transmitter and the receiver. Preferably, the method is used to determine the course of multipath propagation paths along which reflections have occurred in the spatial area. In addition, the course of the propagation paths is preferably determined in a two-dimensional representation of the spatial area, in particular with respect to a plan view of the spatial area (i.e. in a horizontal sectional plane of the spatial area).

In einem Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf eine Messung zugegriffen, die gerade durchgeführt wird oder bereits abgeschlossen ist. Es wird somit ein Zugriff auf entsprechende Messdaten der aktuell durchgeführten bzw. bereits abgeschlossenen Messung ermöglicht. Bei der Messung wird bzw. wurde für ein oder mehrere Objekte, welche sich im Raumbereich bewegen, eine Vielzahl von Objektpositionen in Kombination mit jeweiligen Funksignalen des Funknetzes erfasst. Mit anderen Worden wird zum Zeitpunkt der Erfassung einer Objektposition, d.h. der Position des Objekts oder eines der Objekte im Falle von mehreren Objekten, ein Funksignal durch eine Signalmessung im Funknetz erfasst. Unter dem Begriff der Funksignale fallen solche messbaren Signale des Funknetzes, aus denen die nachfolgend beschriebene Anzahl von Signalwerten gewonnen werden kann.In a step a) of the method according to the invention, a measurement is accessed that is currently being carried out or has already been completed. This enables access to corresponding measurement data from the measurement that is currently being carried out or has already been completed. During the measurement, a large number of object positions in combination with respective radio signals from the radio network are or were recorded for one or more objects that move in the spatial area. In other words, at the time of recording an object position, i.e. the position of the object or one of the objects in the case of several objects, a radio signal is recorded by a signal measurement in the radio network. The term radio signals refers to those measurable signals from the radio network from which the number of signal values described below can be obtained.

Der obige Begriff des sich bewegenden Objekts ist weit zu verstehen. Insbesondere braucht ein Objekt nicht zwangsläufig ein sich bewegender Gegenstand sein, sondern es kann sich bei dem Objekt auch um einen menschlichen Benutzer handeln, der sich im Raumbereich bewegt. Ebenso kann das Objekt ggf. ein Tier sein.The above term "moving object" is to be understood broadly. In particular, an object does not necessarily have to be a moving object, but can also be a human user who moves in the spatial area. The object can also be an animal.

Im Rahmen von Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anzahl von Signalwerten für eine jeweilige Obj ektposition ermittelt, wobei ein jeweiliger Signalwert der Anzahl von Signalwerten zu einem Ausbreitungspfad gehört und ein Signalstärkemaß der Funkwellen ist, welche am Empfänger auf diesem Ausbreitungspfad zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweilige Objektposition empfangen werdenIn step a) of the method according to the invention, a number of signal values for a respective object position are determined, wherein a respective signal value of the number of signal values belongs to a propagation path and is a signal strength measure of the radio waves which are received at the receiver on this propagation path at the time of detection of the respective object position.

Der Begriff des Signalstärkemaßes ist weit zu verstehen und kann jede Größe umfassen, welche die Stärke der ankommenden Funkwellen repräsentiert. Insbesondere kann das Signalstärkemaß durch die empfangene Leistung auf dem entsprechenden Ausbreitungspfad repräsentiert werden bzw. von dieser Leistung abhängen. Die Bestimmung entsprechender Signalwerte bzw. Signalstärkemaße, die zu einem Ausbreitungspfad gehören, ist an sich aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere kann diese Information mittels bekannter Verfahren der Kanalschätzung aus einer Kanalimpulsantwort am Empfänger in Reaktion auf einen Funksignalimpuls am Sender ermittelt werden. Zum Beispiel kann als Kanalschätzung das in der Druckschrift [2] beschriebene Verfahren genutzt werden.The term signal strength measure is to be understood broadly and can include any value that represents the strength of the incoming radio waves. In particular, the signal strength measure can be represented by the received power on the corresponding propagation path or depend on this power. The determination of corresponding signal values or signal strength measures that belong to a propagation path is known per se from the prior art. In particular, this information can be determined using known channel estimation methods from a channel impulse response at the receiver in response to a radio signal pulse at the transmitter. For example, the method described in the publication [2] can be used as channel estimation.

In einem Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für einen jeweiligen Ausbreitungspfad eine Karte des Raumbereichs ermittelt, in welcher Objektpositionen aus zumindest einem Teil der Vielzahl von Objektpositionen markiert sind. Dabei ist für eine markierte Objektposition der zum jeweiligen Ausbreitungspfad gehörige Signalwert gemäß einem vorbestimmten Kriterium gegenüber einem Mittelwert der zum jeweiligen Ausbreitungspfad gehörigen Signalwerte über alle Obj ektpositionen des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen gedämpft. Durch Schritt b) werden somit solche Objektpositionen hervorgehoben, bei denen sich das Objekt gerade auf bzw. in der Nähe des betrachteten Ausbreitungspfads befindet. Der Begriff der Karte stellt eine digitale Repräsentation eines Bilds des Raumbereichs dar, in dem Objektpositionen markiert sind. Die Karte selbst muss dabei nicht visualisiert werden.In a step b) of the method according to the invention, a map of the spatial area is determined for a respective propagation path, in which object positions from at least some of the plurality of object positions are marked. In this case, for a marked object position, the signal value associated with the respective propagation path is attenuated according to a predetermined criterion compared to an average of the signal values associated with the respective propagation path across all object positions of at least some of the plurality of object positions. Step b) thus highlights those object positions where the object is currently located on or near the considered propagation path. The term map represents a digital representation of an image of the spatial area in which object positions are marked. The map itself does not have to be visualized.

In einem Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird aus der Karte, die für den jeweiligen Ausbreitungspfad ermittelt wurde, eine Anzahl und insbesondere eine Mehrzahl von Linien extrahiert, entlang derer sich die markierten Positionen im Raumbereich erstrecken. Die Extraktion der Anzahl von Linien kann dabei mit einem an sich bekannten Verfahren erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anzahl von Linien mittels einer Hough-Transformation extrahiert.In a step c) of the method according to the invention, a number and in particular a plurality of lines are extracted from the map that was determined for the respective propagation path, along which the marked positions extend in the spatial area. The extraction of the number of lines can be carried out using a method known per se. In a preferred embodiment, the number of lines is extracted using a Hough transformation.

In einem Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird schließlich aus der Anzahl von Linien der Verlauf des jeweiligen Ausbreitungspfads ermittelt, wobei sich der Verlauf aus einem oder mehreren zusammenhängenden Abschnitten zumindest eines Teils der Anzahl von Linien zusammensetzt.Finally, in a step d) of the method according to the invention, the course of the respective propagation path is determined from the number of lines, wherein the course is composed of one or more contiguous sections of at least part of the number of lines.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Erkenntnis, dass durch die Ermittlung von Objektpositionen, für welche eine Signaldämpfung von Funkwellen auftritt, der Verlauf des durch das Objekt gedämpften Ausbreitungspfads auf einfache Weise durch eine Linienextraktion bestimmt werden kann. Der Verlauf der jeweiligen Ausbreitungspfade wird somit nicht rein durch eine Modellierung gewonnen, sondern aus gemessenen Funksignalen ermittelt. Der Verlauf der Ausbreitungspfade kann z.B. zur Verifikation der Ergebnisse von Raytracing-Verfahren genutzt werden. Ebenso kann der Verlauf der Ausbreitungspfade in einem Verfahren zur passiven Lokalisation, wie in dem in Dokument [1] beschriebenen Verfahren, verarbeitet werden. Darüber hinaus lassen sich aus den gemessenen Verläufen der Ausbreitungspfade Informationen über die Geometrie des Raumbereichs gewinnen, in dem das Funknetz installiert ist.The method according to the invention is based on the knowledge that by determining object positions for which signal attenuation of radio waves occurs, the course of the propagation path attenuated by the object can be determined in a simple manner by line extraction. The course of the respective propagation paths is thus not obtained purely by modeling, but is determined from measured radio signals. The course of the propagation paths can be used, for example, to verify the results of ray tracing methods. The course of the propagation paths can also be processed in a method for passive localization, such as in the method described in document [1]. In addition, information about the geometry of the spatial area in which the radio network is installed can be obtained from the measured courses of the propagation paths.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt a) für eine jeweilige Objektposition neben der Anzahl von Signalwerten eine Anzahl von Verzögerungswerten ermittelt, wobei ein jeweiliger Verzögerungswert zu einem Ausbreitungspfad gehört und ein Maß der Übertragungsdauer der Funkwellen auf diesem Ausbreitungspfad vom Sender zum Empfänger ist. Analog zu den Signalwerten können diese Verzögerungswerte mit an sich bekannten Verfahren der Kanalschätzung gewonnen werden, wie z.B. mit dem in der Druckschrift [2] beschriebenen Verfahren. Der Verzögerungswert kann dabei eine beliebige Größe darstellen, welche die Übertragungsdauer der Funkwellen zwischen Sender und Empfänger repräsentiert. Beispielsweise kann der Verzögerungswert direkt die Übertragungsdauer darstellen oder auch die Länge des Ausbreitungspfads, entlang der sich die Funkwellen ausbreiten.In a preferred variant of the method according to the invention, in step a) for a respective object position, in addition to the number of signal values, a number of delay values are determined, whereby a respective delay value belongs to a propagation path and is a measure of the transmission time of the radio waves on this propagation path from the transmitter to the receiver. Analogous to the signal values, these delay values can be obtained using known channel estimation methods, such as the method described in the publication [2]. The delay value can represent any value that represents the transmission time of the radio waves between the transmitter and receiver. For example, the delay value can directly represent the transmission time or the length of the propagation path along which the radio waves propagate.

In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bzw. wurde bei der Messung, auf die in Schritt a) zugegriffen wird, eine Vielzahl von Objektpositionen eines einzelnen, sich im Raumbereich bewegenden Objekts erfasst. Alternativ ist es auch möglich, dass bei der Messung eine Vielzahl von Objektpositionen mehrerer Objekte erfasst wird, welche sich im Raumbereich bewegen, wobei der zumindest eine Teil der Vielzahl von Objektpositionen, die in Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt werden, nur solche Objektpositionen enthält, welche jeweils zu einem Objekt gehören, das zum Zeitpunkt der Erfassung seiner Objektposition das einzige Objekt im Raumbereich war. Mit dieser Variante kann der entsprechende Raumbereich sehr gut durch Messungen basierend auf mehreren Objekten erfasst werden. Ferner werden Verfälschungen der Messungen vermieden, indem nur Messdaten berücksichtigt werden, bei denen ein einzelnes Objekt im Raumbereich vorhanden war.In a variant of the method according to the invention, a plurality of object positions of a single object moving in the spatial area is or was recorded during the measurement accessed in step a). Alternatively, it is also possible for a plurality of object positions of several objects moving in the spatial area to be recorded during the measurement, wherein the at least part of the plurality of object positions taken into account in step b) of the method according to the invention contains only those object positions which each belong to an object which at the time of the recording determination of its object position was the only object in the spatial area. With this variant, the corresponding spatial area can be very well recorded using measurements based on several objects. Furthermore, falsification of the measurements is avoided by only taking into account measurement data in which a single object was present in the spatial area.

In einer weiteren Ausführungsform werden bzw. wurden bei der Messung, auf die in Schritt a) zugegriffen wird, die Objektpositionen durch optische Entfernungsmessung erfasst. Hierzu kann beispielsweise ein Tachymeter verwendet werden. Bei der optischen Entfernungsmessung kann ggf. auf ein entsprechendes Messgerät auf den jeweiligen Objekten verzichtet werden und stattdessen ein im Raumbereich aufgestellter optischer Entfernungsmesser genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Objektpositionen auch durch satellitengestützte Ortung erfasst werden, wobei hierfür die jeweiligen Objekte einen Empfänger für Satellitensignale enthalten. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, die Objektpositionen über eine Laufzeitmessung von Funksignalen im Funknetz zu erfassen. Vorzugsweise handelt es sich bei dieser Laufzeitmessung um ein Verfahren, bei dem die Laufzeit von Funksignalen gemessen wird, welche von einem Funkgerät im jeweiligen Objekt empfangen und/oder ausgesendet werden.In a further embodiment, the object positions are or were recorded by optical distance measurement during the measurement accessed in step a). A tachymeter can be used for this, for example. With optical distance measurement, it may be possible to dispense with a corresponding measuring device on the respective objects and instead use an optical rangefinder set up in the room. Alternatively or additionally, the object positions can also be recorded by satellite-based positioning, whereby the respective objects contain a receiver for satellite signals. Alternatively or additionally, it is also possible to record the object positions via a runtime measurement of radio signals in the radio network. This runtime measurement is preferably a method in which the runtime of radio signals is measured which are received and/or transmitted by a radio device in the respective object.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform wird für einen jeweiligen Ausbreitungspfad eine Visualisierung auf einem Display einer Benutzerschnittstelle erzeugt. In der Visualisierung ist dabei der Raumbereich wiedergegeben, wobei ferner im wiedergegebenen Raumbereich der in Schritt d) ermittelte Verlauf des jeweiligen Ausbreitungspfads dargestellt wird und/oder für den zumindest einen Teil der Objektpositionen jeweils der Signalwert visuell codiert angezeigt wird, der für die jeweilige Obj ektposition in Schritt b) ermittelt wurde und zu dem jeweiligen Ausbreitungspfad gehört. Hierdurch wird einem Benutzer sehr intuitiv der Verlauf eines entsprechenden Ausbreitungspfads vermittelt. Gegebenenfalls können in der Visualisierung auch der Verlauf bzw. die Signalwerte zu mehreren Ausbreitungspfaden wiedergegeben werden.In a further, particularly preferred embodiment, a visualization is generated for a respective propagation path on a display of a user interface. The spatial area is shown in the visualization, wherein the course of the respective propagation path determined in step d) is also shown in the reproduced spatial area and/or the signal value that was determined for the respective object position in step b) and belongs to the respective propagation path is displayed in visually coded form for at least some of the object positions. This provides a user with a very intuitive overview of the course of a corresponding propagation path. If necessary, the course or the signal values for several propagation paths can also be shown in the visualization.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das vorbestimmte Kriterium in Schritt b) derart ausgestaltet, dass in einem digitalen Bild des Raumbereichs, in dem die Signalwerte für alle Objektpositionen des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen als Pixelwerte, beispielsweise als Grauwerte, an den jeweiligen Objektpositionen repräsentiert werden, die markierten Objektpositionen durch eine Kanten-Extraktions-Methode als Teil einer Kante identifiziert werden.In a further preferred embodiment, the predetermined criterion in step b) is designed such that in a digital image of the spatial region in which the signal values for all object positions of the at least part of the plurality of object positions are represented as pixel values, for example as gray values, at the respective object positions, the marked object positions are identified as part of an edge by an edge extraction method.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das vorbestimmte Kriterium in Schritt b) derart ausgestaltet, dass diejenigen Objektpositionen des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen markiert werden, für welche die Signalwerte jeweils einen vorbestimmten Schwellwert unterschreiten.In a further variant of the method according to the invention, the predetermined criterion in step b) is designed such that those object positions of the at least part of the plurality of object positions are marked for which the signal values each fall below a predetermined threshold value.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in Schritt d) aus der Anzahl von Linien eine Vielzahl von Pfaden gebildet, welche sich jeweils aus zusammenhängenden Abschnitten zumindest eines Teils der Anzahl von Linien zusammensetzen, wobei ein jeweiliger Pfad mit einem Abschnitt einer Linie am Sender beginnt und mit einem Abschnitt einer Linie am Empfänger endet. Aus der Vielzahl von Pfaden wird dann ein Pfad als der jeweilige Ausbreitungspfad identifiziert. Vorzugsweise erfolgt die Identifikation dieses Ausbreitungspfads in Abhängigkeit von dem Verzögerungswert, die in Schritt a) neben der Anzahl von Signalwerten für jeden Ausbreitungspfad ermittelt werden kann. Dabei wird aus der Vielzahl von Pfaden derjenige Pfad als Ausbreitungspfad identifiziert, dessen Pfadlänge die geringste Abweichung von Länge des jeweiligen Ausbreitungspfads gemäß des zu ihm gehörigen Verzögerungswerts hat. Mit diesem Kriterium kann auf einfache Weise ein Ausbreitungspfad identifiziert werden.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, in step d) a plurality of paths are formed from the number of lines, each of which is composed of connected sections of at least part of the number of lines, wherein a respective path begins with a section of a line at the transmitter and ends with a section of a line at the receiver. From the plurality of paths, one path is then identified as the respective propagation path. This propagation path is preferably identified as a function of the delay value, which can be determined in step a) in addition to the number of signal values for each propagation path. From the plurality of paths, the path whose path length has the smallest deviation from the length of the respective propagation path according to the delay value associated with it is identified as the propagation path. Using this criterion, a propagation path can be easily identified.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in beliebigen Funknetzen zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann als Funknetz ein WLAN-Netz aus der Standardfamilie IEEE 802.11 genutzt werden, z.B. WiFi 6 (Standard IEEE 802.11ax). Ebenso ist es möglich, dass das Funknetz ein UWB-Netz (UWB = Ultra Wide Band) gemäß der Standardfamilie IEEE 802.15-4 ist. Ferner kann das Funknetz ein Mobilfunknetz (z.B. 5G oder 6G) sein.The method according to the invention can be used in any radio network. For example, a WLAN network from the IEEE 802.11 standard family can be used as the radio network, e.g. WiFi 6 (IEEE 802.11ax standard). It is also possible for the radio network to be a UWB network (UWB = Ultra Wide Band) in accordance with the IEEE 802.15-4 standard family. Furthermore, the radio network can be a cellular network (e.g. 5G or 6G).

Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur rechnergestützten Ermittlung des Verlaufs einer Anzahl von Ausbreitungspfaden von Funkwellen zwischen einem Sender und einem Empfänger eines Funknetzes, wobei die Vorrichtung dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren bzw. eine oder mehrere bevorzugte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.In addition to the method described above, the invention relates to a device for the computer-aided determination of the course of a number of propagation paths of radio waves between a transmitter and a receiver of a radio network, wherein the device is set up to carry out the method according to the invention or one or more preferred variants of the method according to the invention.

Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer oder mehrerer bevorzugter Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Rechner ausgeführt wird.The invention further relates to a computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method according to the invention. one or more preferred variants of the method according to the invention when the program code is executed on a computer.

Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer oder mehrerer bevorzugter Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Rechner ausgeführt wird.Furthermore, the invention relates to a computer program with a program code for carrying out the method according to the invention or one or more preferred variants of the method according to the invention when the program code is executed on a computer.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.Embodiments of the invention are described in detail below with reference to the accompanying figures.

Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf einen Raumbereich mit sich darin ausbreitendem Funknetz, anhand der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wird;
2 ein Diagramm, welches eine gemessene Kanalimpulsantwort für ein Funksignal des Funknetzes aus 1 verdeutlicht;
3 ein Diagramm, welches die Signalstärkeveränderung für einen Ausbreitungspfad aus 1 unter der Berücksichtigung der Bewegung des in 1 dargestellten Benutzers wiedergibt;
4 eine Visualisierung einer Signaldämpfungskarte für die in 1 gezeigte Bewegung des Benutzers;
5 eine weitere Visualisierung einer Signaldämpfungskarte für eine andere Bewegung des Benutzers aus 1;
6 eine schematische Draufsicht analog zu 1, anhand der eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wird;
7 eine Visualisierung einer Signaldämpfungskarte, die basierend auf Bewegungen von mehreren Benutzern im Raumbereich erzeugt wurde; und
8 ein Flussdiagramm, das die wesentlichen Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens verdeutlicht.

Show it:

1 a schematic plan view of a spatial area with a radio network extending therein, on the basis of which an embodiment of the method according to the invention is explained;
2 a diagram showing a measured channel impulse response for a radio signal of the radio network 1 clarified;
3 a diagram showing the signal strength change for a propagation path from 1 taking into account the movement of the 1 represents the user depicted;
4 a visualization of a signal attenuation map for the 1 demonstrated movement of the user;
5 another visualization of a signal attenuation map for another user movement 1 ;
6 a schematic plan view analogous to 1 , which explains a further embodiment of the method according to the invention;
7 a visualization of a signal attenuation map generated based on movements of multiple users in the room; and
8th a flow chart illustrating the essential steps of an embodiment of the method according to the invention.

Die nachfolgend beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand des in 1 und in weiteren Figuren gezeigten Raumbereichs R erläutert, in dem ein Funknetz installiert. Das Funknetz umfasst eine Vielzahl von Netzknoten bzw. Zugangspunkten, die jeweils entsprechende Funksignale aussenden und empfangen können. In 1 sind beispielhaft zwei dieser Netzknoten durch schwarze Punkte dargestellt. Dabei wird das Funksignal des Netzknotens TR ausgewertet, der als Sender fungiert. Dieses Funksignal wird vom Netzknoten RE empfangen, der als Empfänger fungiert. Unabhängig hiervon kann der Netzknoten TR auch Funksingale empfangen und der Netzknoten RE auch Funksignale aussenden. Das Funknetz basiert in der hier beschriebenen Ausführungsform auf dem UWB-Standard (Familie IEEE 802.15-4). Nichtsdestotrotz kann das Funknetz auch auf einem anderen Standard, wie z.B. WLAN (Familie IEEE 802.11) basieren. Ebenso kann das Funknetz ein Mobilfunknetz sein.The variants of the method according to the invention described below are based on the 1 and in other figures shown room area R, in which a radio network is installed. The radio network comprises a large number of network nodes or access points, each of which can send and receive corresponding radio signals. In 1 Two of these network nodes are shown as black dots as an example. The radio signal from the network node TR, which acts as a transmitter, is evaluated. This radio signal is received by the network node RE, which acts as a receiver. Independently of this, the network node TR can also receive radio signals and the network node RE can also send radio signals. In the embodiment described here, the radio network is based on the UWB standard (IEEE 802.15-4 family). Nevertheless, the radio network can also be based on another standard, such as WLAN (IEEE 802.11 family). The radio network can also be a cellular network.

Ziel des hier beschriebenen Verfahrens ist es, durch Auswertung der beim Empfänger RE empfangenen Funksignale den Verlauf von Ausbreitungspfaden der Funkwellen innerhalb des Raumbereichs R mit Hilfe eines sich bewegenden Objekts O zu bestimmen. Dieses Objekt ist in 1 ein menschlicher Benutzer, der sich entlang einer Trajektorie L bewegt, wobei zu den beispielhaft dargestellten Zeitpunkt t₀, t₁, t₂ und t₃, die mit Objektpositionen PO0, PO1, PO2 und POS korrelieren, das beim Empfänger RE empfangene Funksignal erfasst und ausgewertet wird.The aim of the method described here is to determine the course of propagation paths of the radio waves within the spatial area R by evaluating the radio signals received by the receiver RE with the help of a moving object O. This object is in 1 a human user moving along a trajectory L, wherein the radio signal received at the receiver RE is detected and evaluated at the exemplary times t ₀ , t ₁ , t ₂ and t ₃ , which correlate with object positions PO0, PO1, PO2 and POS.

Der Raumbereich R wird durch zwei Wände 1 und 2 begrenzt und enthält neben den Netzknoten TR und RE ein streuendes Objekt 3. Die dominanten Signalausbreitungspfade zwischen dem Sender TR und dem Empfänger RE sind durch Linien mit entsprechenden Bezugszeichen PA1, PA2, PA3 und PA4 angedeutet. Der Ausbreitungspfad PA1 ist der sog. LoS-Pfad (LoS = Line of Sight), welcher die direkte Ausbreitung der Funkwellen (d.h. ohne Reflexionen) zwischen dem Sender TR und dem Empfänger RE darstellt. Der Ausbreitungspfad PA2 stellt einen Pfad mit einer Reflexion der Funkwellen an der Wand 1 dar und der Ausbreitungspfad PA3 repräsentiert einen Pfad mit einer Reflexion der Funkwellen an der Wand 2. Demgegenüber ist der Ausbreitungspfad PA4 ein Pfad, bei dem die Funkwellen an dem streuenden Objekt 3 gestreut werden. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist es das Ziel, den vorab nicht bekannten Verlauf der Mehrweg-Ausbreitungspfade PA2, PA3 und PA4 zu ermitteln.The spatial area R is delimited by two walls 1 and 2 and contains a scattering object 3 in addition to the network nodes TR and RE. The dominant signal propagation paths between the transmitter TR and the receiver RE are indicated by lines with corresponding reference symbols PA1, PA2, PA3 and PA4. The propagation path PA1 is the so-called LoS path (LoS = Line of Sight), which represents the direct propagation of the radio waves (i.e. without reflections) between the transmitter TR and the receiver RE. The propagation path PA2 represents a path with a reflection of the radio waves on the wall 1 and the propagation path PA3 represents a path with a reflection of the radio waves on the wall 2. In contrast, the propagation path PA4 is a path in which the radio waves are scattered by the scattering object 3. In the embodiment described here, the aim is to determine the previously unknown course of the multipath propagation paths PA2, PA3 and PA4.

Im Folgenden wird zunächst die Form der am Empfänger RE empfangenen Funksignale erläutert, bevor näher auf die Bestimmung des Verlaufs der Ausbreitungspfade eingegangen wird. Die einzelnen, über die verschiedenen Ausbreitungspfade empfangenen Signalkomponenten werden aufgrund der unterschiedlichen Längen der Ausbreitungspfade mit unterschiedlichen Propagationsverzögerungen empfangen. Hieraus ergibt sich aus einem empfangenen Funksignal eine Kanalimpulsantwort CIR, die eine Überlagerung der entlang der Signalübertragung gedämpften Signalkomponenten der verschiedenen Ausbreitungspfade zwischen Sender TR und Empfänger RE ist. Allgemein ist die Kanalimpulsantwort CIR die Summe einer unendlichen Anzahl von Ausbreitungspfaden. Jedoch kann der Empfänger RE nur Signale erfassen, deren Leistungen oberhalb einer bestimmten Sensitivitätsschwelle liegen.The following explains the form of the radio signals received at the receiver RE before going into more detail about determining the course of the propagation paths. The individual signal components received via the various propagation paths are received with different propagation delays due to the different lengths of the propagation paths. This results in a channel impulse response CIR from a received radio signal, which is a superposition of the signal components of the various propagation paths between the transmitter TR and the receiver RE that are attenuated along the signal transmission. In general, the channel impulse response CIR is the sum of an infinite number of propagation paths. However, the receiver RE can only detect signals whose power is above a certain sensitivity threshold.

2 zeigt beispielhaft die vom Empfänger RE gemessene Kanalimpulsantwort für einen vom Sender TR ausgesendeten Funksignalimpuls entsprechend dem UWB-Standard IEEE 802.15-4a. Entlang der Abszisse ist die Propagationsdistanz τ · c (Verzögerungszeit multipliziert mit Lichtgeschwindigkeit) in Metern und entlang der Abszisse der Betrag Ader Signalamplitude (d.h. die Signalstärke in der Form der empfangenen Signalleistung) aufgetragen. Die entsprechenden Signalausbreitungspfade ergeben sich als Peaks in der Kanalimpulsantwort, wobei die mit den Peaks assoziierten Ausbreitungspfade durch die Bezugszeichen PA1 bis PA4 dieser Pfade referenziert sind. Wie zu erwarten, hat der direkte LoS-Ausbreitungspfad zwischen Sender TR und Empfänger RE das Signal mit der größten Signalstärke, wohingegen die anderen Ausbreitungspfade deutlicher geringere Signalstärken aufweisen. 2 shows, as an example, the channel impulse response measured by the receiver RE for a radio signal pulse transmitted by the transmitter TR in accordance with the UWB standard IEEE 802.15-4a. The propagation distance τ · c (delay time multiplied by the speed of light) in meters is plotted along the abscissa and the amount A of the signal amplitude (i.e. the signal strength in the form of the received signal power) is plotted along the abscissa. The corresponding signal propagation paths result as peaks in the channel impulse response, with the propagation paths associated with the peaks being referenced by the reference symbols PA1 to PA4 of these paths. As expected, the direct LoS propagation path between the transmitter TR and the receiver RE has the signal with the greatest signal strength, whereas the other propagation paths have significantly lower signal strengths.

Die Kanalimpulsantwort h (t_k, τ) kann zu diskreten Zeitpunkten t_k der Signalerfassung durch eine endliche Anzahl von N Signalkomponenten entsprechend den unterschiedlichen Ausbreitungspfade wie folgt beschrieben werden: $h (t_{k}, τ) = \sum_{i = 1}^{N} α_{i} (t_{k}) \cdot δ (τ - τ_{i} (t_{k}))$

The channel impulse response h (t _k , τ) can be described at discrete times t _k of signal acquisition by a finite number of N signal components corresponding to the different propagation paths as follows:

H (t_{k}, τ) = \sum_{i = 1}^{N} α_{i} (t_{k}) \cdot δ (τ - τ_{i} (t_{k}))

Dabei bezeichnet δ (·) die Dirac-Verteilung. Jede Signalkomponente entspricht einem Ausbreitungspfad und wird durch die zeitlich veränderliche Propagationsverzögerung τ_i (t_k) und die zeitlich veränderliche komplexe Amplitude α_i (t_k) charakterisiert. Dabei entspricht i = 1 dem LoS-Ausbreitungspfad, der gemäß 1 der Ausbreitungspfad PA1 ist. In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel werden stationäre Netzknoten (d.h. eine stationärer Sender TR und ein stationärer Empfänger RE) betrachtet, so dass die jeweiligen Propagationsverzögerungen zeitlich fest sind, d.h. es gilt τ_i (t_k) = τ_i.Here, δ (·) denotes the Dirac distribution. Each signal component corresponds to a propagation path and is characterized by the time-varying propagation delay τ _i (t _k ) and the time-varying complex amplitude α _i (t _k ). Here, i = 1 corresponds to the LoS propagation path, which is defined according to 1 the propagation path PA1 is. In the embodiment described here, stationary network nodes (ie a stationary transmitter TR and a stationary receiver RE) are considered, so that the respective propagation delays are fixed in time, ie τ _i (t _k ) = τ _i .

Das empfangene Funksignal ist in der Bandbreite begrenzt, d.h. es wird in der Zeitdomäne mit der Auflösung von 1B abgetastet, wobei B die Bandbreite ist. Demzufolge ist die Signalamplitude einer einzelnen Abtastung eine Summe aus unterschiedlichen Beiträgen. Ferner ist das empfangene Funksignal durch Rauschen beeinflusst. Im Rahmen der hier beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kanalimpulsantwort CIR gemessen und hieraus mittels einer an sich bekannten Kanalschätzung die Amplitude α_i (t_k) und Propagationsverzögerung τ_i für die entsprechende Signalkomponente (d.h. den entsprechenden Ausbreitungspfad) gewonnen. Die Propagationsverzögerung braucht dabei lediglich für einen Zeitpunkt t_k bestimmt werden, da die Netzknoten stationär sind. Alternativ kann die Propagationsverzögerung ein über die Zeitpunkte t_k gemittelter Wert sein. Aus der Amplitude α_i (t_k) wird anschließend die Veränderung α̂_i (t_k) der Signalstärke bzw. Signalleistung |α_i(t_k)| relativ zu der über alle verarbeiteten Messungen gemittelten Signalstärke |α_mean| bestimmt. Die Signalstärkeveränderung bzw. die Signalstärke relativ zur gemittelten Signalstärke ist somit wie folgt gegeben: ${\hat{α}}_{i} (t_{k}) = | α_{i} (t_{k}) / α_{m e a n} |$

The received radio signal is bandwidth-limited, i.e. it is sampled in the time domain with a resolution of 1B, where B is the bandwidth. Consequently, the signal amplitude of a single sample is a sum of different contributions. Furthermore, the received radio signal is influenced by noise. In the variants of the method according to the invention described here, the channel impulse response CIR is measured and from this, using a channel estimation known per se, the amplitude α _i (t _k ) and propagation delay τ _i for the corresponding signal component (i.e. the corresponding propagation path) are obtained. The propagation delay only needs to be determined for a point in time t _k , since the network nodes are stationary. Alternatively, the propagation delay can be a value averaged over the points in time t _k . The change α̂ _i (t _k ) in the signal strength or signal power |α _i (t _k )| is then determined from the amplitude α _i (t _k ). relative to the signal strength |α _mean | averaged over all processed measurements. The change in signal strength or the signal strength relative to the averaged signal strength is thus given as follows:

{\hat{α}}_{i} (t_{k}) = | α_{i} (t_{k}) / α_{m e a n} |

In einer bevorzugten Variante erfolgt die Kanalschätzung zur Bestimmung der Amplitude α_i (t_k) und der Propagationsverzögerung τ_i basierend auf dem Algorithmus aus der Druckschrift [2]. Es können jedoch auch andere bekannte Algorithmen zur Kanalschätzung genutzt werden.In a preferred variant, the channel estimation for determining the amplitude α _i (t _k ) and the propagation delay τ _i is based on the algorithm from the publication [2]. However, other known algorithms for channel estimation can also be used.

3 zeigt beispielhaft die für das Szenario der 1 ermittelte Signalstärkeveränderung α̂_i (t_k) in dB für den Ausbreitungspfad PA2 in Abhängigkeit von der Zeit t. Dabei sind in 3 die Erfassungszeitpunkte t₀ bis t₃ entsprechend der 1 durch gestrichelte vertikale Linien hervorgehoben. Wie man erkennt, tritt eine starke Dämpfung der Signalstärke zum Zeitpunkt t₂ auf, zu dem das Objekt bzw. der Benutzer O gerade den Ausbreitungspfad PA2 passiert. Das Objekt bzw. der Benutzer haben somit einen starken Einfluss auf die empfangene Signalstärke. Dieser Einfluss wird in dem erfindungsgemäßen Verfahren dazu genutzt, den Verlauf entsprechenden Ausbreitungspfade der Funksignale im Raumbereich zu bestimmen, wie weiter unten noch näher erläutert wird. 3 shows an example of the scenario of 1 determined signal strength change α̂ _i (t _k ) in dB for the propagation path PA2 as a function of time t. 3 the recording times t ₀ to t ₃ according to the 1 highlighted by dashed vertical lines. As can be seen, a strong attenuation of the signal strength occurs at the time t ₂ when the object or the user O is just passing the propagation path PA2. The object or the user therefore has a strong influence on the received signal strength. This influence is used in the method according to the invention to determine the course of the corresponding propagation paths of the radio signals in the spatial area, as will be explained in more detail below.

Ausgangspunkt aller hier beschriebenen Ausführungsformen ist die oben beschriebene Erfassung der Signalstärkeveränderungen für entsprechende Signalkomponenten bzw. Ausbreitungspfade mittels einer Kanalschätzung, wobei zum Zeitpunkt des Auftretens der entsprechenden Signalstärkeveränderung auch gleichzeitig die Position eines Objekts in dem vom Funknetz abgedeckten Raumbereich erfasst wird. In der Ausführungsform der 1 wird dabei die entsprechende Position eines einzelnen Benutzers O mitverfolgt, der sich entlang der Trajektorie L bewegt.The starting point of all embodiments described here is the above-described detection of the signal strength changes for corresponding signal components or propagation paths by means of a channel estimation, whereby at the time of the occurrence of the corresponding signal strength change, the position of an object in the spatial area covered by the radio network is also detected at the same time. In the embodiment of the 1 The corresponding position of a single user O moving along the trajectory L is tracked.

Die Positionserfassung des Benutzers kann auf verschiedene Weise erfolgen. In einer Variante erfolgt die Erfassung durch ein externes Messgerät, das die Position des Nutzers kontinuierlich aufzeichnet, wie z.B. optisch mittels eines Tachymeters. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Position des Benutzers über eine satellitengestützte Ortung mit einem entsprechenden, vom Benutzer mitgeführten Endgerät erfasst wird.The user's position can be recorded in various ways. In one variant, the recording is carried out by an external measuring device that continuously records the user's position, e.g. optically using a tachymeter. Alternatively or additionally, it is also possible for the user's position to be recorded via satellite-based positioning using a corresponding terminal device carried by the user.

Ebenso kann die Erfassung der Position des Benutzers durch eine Signalmessung innerhalb des Funknetzes erfolgen. Hierzu führt der Benutzer ein Endgerät mit einer Sende- und Empfangseinheit entsprechend dem Standard des Funknetzes mit sich, wobei über eine Laufzeitmessung der Funksignale zwischen den Netzknoten und dem Endgerät die Position des Benutzers ermittelt wird.The user's position can also be recorded by measuring the signal within the radio network. To do this, the user carries a terminal with a transmitting and receiving unit in accordance with the radio network standard, and the user's position is determined by measuring the propagation time of the radio signals between the network nodes and the terminal.

In einer Variante (Uplink) überträgt das vom Benutzer mitgeführte Endgerät als Funksignal einen Beacon mit darin codiertem Sendezeitpunkt. Der Beacon wird von den Netzknoten empfangen, woraufhin dann zentral in einem Backend-Rechner die Position des Benutzers über die Signallaufzeit des Beacons hin zu den Netzknoten geschätzt wird. In einer anderen Variante (Downlink) übertragen die einzelnen Netzknoten Beacons, die von dem Endgerät des Benutzers empfangen werden, das dann wiederum über die Signallaufzeiten der Beacons die Benutzerposition schätzt und anschließend an einen zentralen Backend-Server überträgt. Dabei wird in allen Varianten der Erfindung ein zentraler Backend-Server genutzt, in dem die Positionsdaten des Benutzers hinterlegt oder geschätzt werden und die Signalstärkeveränderungen basierend auf den Kanalimpulsantworten ermittelt werden, welche im Empfänger RE gemessen und zum Backend-Server übertragen werden. Vorzugsweise erfolgt im Backend-Server auch die erfindungsgemäße Bestimmung des Verlaufs der Ausbreitungspfade, wobei hierfür ggf. auch ein anderer Rechner genutzt werden kann, sofern an diesen die Daten übertagen werden, die zur Bestimmung des Verlaufs der Ausbreitungspfade benötigt werden.In one variant (uplink), the terminal device carried by the user transmits a beacon as a radio signal with the transmission time encoded in it. The beacon is received by the network nodes, whereupon the user's position is then estimated centrally in a backend computer using the signal propagation time of the beacon to the network nodes. In another variant (downlink), the individual network nodes transmit beacons, which are received by the user's terminal device, which in turn estimates the user's position using the signal propagation times of the beacons and then transmits it to a central backend server. In all variants of the invention, a central backend server is used in which the user's position data is stored or estimated and the signal strength changes are determined based on the channel impulse responses, which are measured in the receiver RE and transmitted to the backend server. Preferably, the determination of the course of the propagation paths according to the invention also takes place in the backend server, whereby another computer can also be used for this purpose if necessary, provided that the data required to determine the course of the propagation paths are transferred to this computer.

4 zeigt eine Visualisierung des Raumbereichs R aus 1, die im Rahmen einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem Display einer Benutzerschnittstelle wiedergegeben wird. Die in 4 wiedergegebenen Bezugszeichen sind nicht Bestandteil der Visualisierung. In der Visualisierung der 4 ist der Ausbreitungspfad PA2 wiedergegeben, dessen Verlauf im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmt wird. Die Visualisierung zeigt ferner den zurückgelegten Weg des Benutzers bzw. Objekts O entlang der Trajektorie L, wobei die Signalstärkeveränderungen, die zu jeweiligen Zeitpunkten für entsprechenden Positionen des Benutzers bei seiner Bewegung ermittelt wurden, farblich auf der Linie L codiert sind, was aus der Schwarz-Weiß-Darstellung der 4 nicht ersichtlich wird. In dem gestrichelt dargestellten Abschnitt D wird dabei mittels der Farbcodierung vermittelt, dass die Signalstärken gedämpft sind, was daran liegt, dass sich der Benutzer auf bzw. in der Nähe des Ausbreitungspfads PA2 befindet. Aus 4 wird somit die Signaldämpfung ersichtlich, so dass diese Visualisierung auch als Signaldämpfungskarte für den Ausbreitungspfads PA2 aufgefasst werden kann. 4 shows a visualization of the spatial area R from 1 , which is reproduced on a display of a user interface in the context of an embodiment of the method according to the invention. The 4 The reference symbols reproduced are not part of the visualization. In the visualization of the 4 the propagation path PA2 is shown, the course of which is determined within the framework of the method according to the invention. The visualization also shows the path traveled by the user or object O along the trajectory L, whereby the signal strength changes that were determined at respective times for corresponding positions of the user during his movement are color-coded on the line L, which can be seen from the black and white representation of the 4 is not apparent. In the dashed section D, the color coding indicates that the signal strengths are attenuated, which is due to the fact that the user is on or near the propagation path PA2. 4 The signal attenuation becomes visible, so that this visualization can also be understood as a signal attenuation map for the propagation path PA2.

5 zeigt eine Visualisierung analog zu 4, wobei nunmehr die Trajektorie L des Benutzers wesentlich länger ist und öfters den Ausbreitungspfad PA2 kreuzt. Entlang der Strecke L sind die Signalstärkeveränderungen wieder farblich codiert, wobei Signaldämpfungen in 5 wiederum durch gestrichelte Abschnitte D angedeutet sind. Wie man erkennt, wird durch die Positionen der einzelnen gedämpften Abschnitte D der Verlauf des Ausbreitungspfads PA2 angedeutet, da beim Auftreten der entsprechenden Dämpfungen der Ausbreitungspfad durch das Objekt bzw. durch den Benutzer O gekreuzt wird. Da in der Visualisierung der 5 der Verlauf des Ausbreitungspfads bereits durch die dargestellten Signaldämpfungen vermittelt wird, kann in dieser Visualisierung ggf. auch auf die explizite Wiedergabe des Ausbreitungspfads verzichtet werden. 5 shows a visualization analogous to 4 , whereby the user's trajectory L is now much longer and crosses the propagation path PA2 more often. Along the path L, the signal strength changes are again color-coded, with signal attenuations in 5 are again indicated by dashed sections D. As can be seen, the position of the individual attenuated sections D indicates the course of the propagation path PA2, since when the corresponding attenuations occur, the propagation path is crossed by the object or by the user O. Since in the visualization of the 5 Since the course of the propagation path is already conveyed by the signal attenuations shown, the explicit reproduction of the propagation path can be omitted in this visualization if necessary.

In dem anhand von 1 bis 5 erläuterten Ausführungsbeispiel werden die Signalstärkeveränderungen für Positionen eines einzelnen Benutzers O ermittelt, der sich im Raumbereich R bewegt. In einer abgewandelten Ausführungsform ist es jedoch auch möglich, dass die entsprechenden Signalstärkeveränderungen auch kooperativ unter Berücksichtigung von mehreren Bewegungstrajektorien von Benutzern im entsprechenden Raumbereich ermittelt werden. Ein solcher kooperativer Ansatz ist in der schematischen Draufsicht der 6 gezeigt, die den gleichen Raumbereich R und das gleiche Funknetz mit dem Sender TR und dem Empfänger RE wie 1 wiedergibt. Die Signalstärkeveränderungen werden zu einer Vielzahl von Zeitpunkten t₁ bis t_M und t_M+1 bis t_N erfasst. Dabei bewegt sich in der Zeitspanne von t₁ bis t_M ein Objekt O in der Form eines Benutzers entlang der Trajektorie L im Raumbereich R, wohingegen sich zu den späteren Zeitpunkten t_M+1 bis t_N ein anderes Objekt bzw. ein anderer Benutzer O' entlang der Trajektorie L' im Raumbereich R bewegt. Beide Benutzer O und O' führen ein Endgerät 5 mit sich, mit dem die entsprechende Positionen der Benutzer zu den dargestellten Zeitpunkten t₁ bis t_M bzw. t_M+1 bis t_N erfasst werden. Wie oben beschrieben, kann diese Positionserfassung beispielsweise mittels satellitengestützter Ortung oder über Laufzeitmessung von Beacons im Funknetz erfolgen. Für die Zeitpunkte t₁ bis t_M und t_M+1 bis t_N werden auch die oben beschriebenen Signalstärkeveränderungen durch Erfassen der Kanalimpulsantwort im Empfänger RE und einer anschließenden Kanalschätzung ermittelt.In the 1 until 5 In the embodiment explained, the signal strength changes are determined for positions of a single user O who moves in the spatial area R. In a modified embodiment, however, it is also possible for the corresponding signal strength changes to be determined cooperatively, taking into account several movement trajectories of users in the corresponding spatial area. Such a cooperative approach is shown in the schematic plan view. view of the 6 which use the same spatial area R and the same radio network with the transmitter TR and the receiver RE as 1 The signal strength changes are recorded at a large number of times t ₁ to t _M and t _M+1 to t _N. In the time period from t ₁ to t _M, an object O in the form of a user moves along the trajectory L in the spatial area R, whereas at the later times t _M+1 to t _N, another object or another user O' moves along the trajectory L' in the spatial area R. Both users O and O' carry a terminal 5 with them, with which the corresponding positions of the users are recorded at the shown times t ₁ to t _M or t _M+1 to t _N. As described above, this position detection can be carried out, for example, by means of satellite-based positioning or by measuring the runtime of beacons in the radio network. For the times t ₁ to t _M and t _M+1 to t _N , the signal strength changes described above are also determined by recording the channel impulse response in the receiver RE and a subsequent channel estimation.

Durch die Berücksichtigung von Bewegungstrajektorien mehrerer Benutzer wird eine bessere Abdeckung des Raumbereichs erreicht und hierdurch eine größere Anzahl von Signalwerten erfasst, wodurch die weiter unten beschriebene Bestimmung des Verlaufs der Ausbreitungspfade verbessert werden kann.By taking into account the movement trajectories of several users, a better coverage of the spatial area is achieved and a larger number of signal values are recorded, which can improve the determination of the course of the propagation paths described below.

Analog zu dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel können auch im Falle mehrerer Benutzer mittels einer Visualisierung die entsprechenden Signaldämpfungen in einer Signaldämpfungskarte auf dem Display einer Benutzerschnittstelle wiedergegeben werden. Eine entsprechende Visualisierung für den Ausbreitungspfad PA2 ist in 7 gezeigt, wobei die dargestellten Bezugszeichen nicht Bestandteil der Visualisierung sind. Gemäß 7 werden nicht nur zwei, sondern vier Bewegungstrajektorien L1, L2, L3 und L4 von vier Benutzern berücksichtigt. Entlang der Bewegungstrajektorien sind die ermittelten Signalstärkeveränderungen wiederum farblich codiert, wobei Abschnitte mit gedämpften Signalwerten in der Schwarz-Weiß-Darstellung der 7 durch gestrichelte Abschnitte D dargestellt sind. Bei der Erfassung der entsprechenden Signalstärkeveränderungen kann unter Umständen der Fall auftreten, dass mehrere Benutzer gleichzeitig im Raumbereich anwesend sind. Dies führt zu einer Verfälschung der Signaldämpfung. Deswegen werden aus den erfassten Signalstärkeveränderungen diejenigen Signalwerte herausgestrichen, bei denen gleichzeitig mehrere Benutzer im Raumbereich vorhanden waren. Mit anderen Worten werden bei der Ermittlung des Verlaufs der Ausbreitungspfade sowie bei der obigen Visualisierung nur solche Signalstärkeveränderungen berücksichtigt, bei deren Erfassung nur ein einzelner Benutzer im Raumbereich anwesend war. Analogous to the previously described embodiment, in the case of multiple users, the corresponding signal attenuations can be displayed in a signal attenuation map on the display of a user interface using a visualization. A corresponding visualization for the propagation path PA2 is shown in 7 shown, whereby the reference symbols shown are not part of the visualization. According to 7 not only two, but four movement trajectories L1, L2, L3 and L4 of four users are taken into account. Along the movement trajectories, the determined signal strength changes are again color-coded, with sections with attenuated signal values in the black and white representation of the 7 are shown by dashed sections D. When recording the corresponding signal strength changes, it may happen that several users are present in the room at the same time. This leads to a falsification of the signal attenuation. For this reason, those signal values for which several users were present in the room at the same time are deleted from the recorded signal strength changes. In other words, when determining the course of the propagation paths and in the above visualization, only those signal strength changes are taken into account for which only a single user was present in the room at the time of recording.

Nachfolgend wird anhand von 8 eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, mit der aus den ermittelten Signalstärkeveränderungen für einen entsprechenden Ausbreitungspfads der Verlauf dieses Ausbreitungspfads bestimmt werden kann. Es wird im Folgenden ein einzelner Ausbreitungspfad mit entsprechender, durch Kanalschätzung gewonnener Signalkomponente betrachtet, wobei das Verfahren auch für mehrere Signalausbreitungspfade unter Berücksichtigung der entsprechenden Signalkomponenten durchgeführt werden kann.The following is based on 8th a variant of the method according to the invention is described, with which the course of this propagation path can be determined from the determined signal strength changes for a corresponding propagation path. In the following, a single propagation path with a corresponding signal component obtained by channel estimation is considered, whereby the method can also be carried out for several signal propagation paths taking into account the corresponding signal components.

Wie im Vorangegangenen erläutert, werden in einem ersten Schritt des Verfahrens zunächst die Positionen von einem oder mehreren Objekten im Raumbereich erfasst und gleichzeitig für die erfassten Positionen die Kanalimpulsantworten gemessen. Im Vorangegangenen waren die Objekte Benutzer, jedoch kann ein Objekt auch eine beliebige andere bewegliche Einheit sein, wie z.B. ein selbstfahrender Roboter. Die Erfassung bzw. Messung der Positionen und Kanalimpulsantworten kann ggf. schon vor Beginn des Verfahrens durchgeführt worden sein. Mit anderen Worten muss Schritt S1 kein Bestandteil des Verfahrens sein. Es muss jedoch ein Zugriff auf einen Speicher mit den erfassten Positionen und Kanalimpulsantworten gewährleistet sein. Wie oben erläutert, können die Positionen entlang einer Bewegungstrajektorie eines einzelnen Objekts erfasst werden (siehe 1). Alternativ können auch die Positionen entlang der Bewegungstrajektorien von mehreren Objekten berücksichtigt werden (siehe 6).As explained above, in a first step of the method, the positions of one or more objects in the spatial area are first recorded and at the same time the channel impulse responses are measured for the recorded positions. In the above, the objects were users, but an object can also be any other moving unit, such as a self-driving robot. The recording or measurement of the positions and channel impulse responses may have already been carried out before the start of the method. In other words, step S1 does not have to be part of the method. However, access to a memory with the recorded positions and channel impulse responses must be guaranteed. As explained above, the positions can be recorded along a movement trajectory of an individual object (see 1 ). Alternatively, the positions along the movement trajectories of several objects can be taken into account (see 6 ).

In einem Schritt S2 werden für den betrachteten Ausbreitungspfad aus den Kanalimpulsantworten die Signalstärkeveränderungen α̂_i (t_k) für die entsprechenden Objektpositionen und die Verzögerungszeit τ_i mit einer Kanalschätzung ermittelt. In einem optionalen Schritt S3 kann die Signaldämpfung, die sich aus den Signalstärkeveränderungen aufgrund der vorhandenen Benutzer ergibt, in einer Signaldämpfungskarte auf dem Display DI einer Benutzerschnittstelle UI visualisiert werden, wie im Vorangegangenen anhand von 4, 5 und 7 beschrieben wurde. Gegebenenfalls kann die Signaldämpfungskarte auch am Ende des Verfahrens visualisiert werden, wobei dann in der Signaldämpfungskarte auch der ermittelte Verlauf des Ausbreitungspfads wiedergegeben werden kann.In a step S2, the signal strength changes α̂ _i (t _k ) for the corresponding object positions and the delay time τ _i are determined for the considered propagation path from the channel impulse responses using a channel estimation. In an optional step S3, the signal attenuation resulting from the signal strength changes due to the existing users can be visualized in a signal attenuation map on the display DI of a user interface UI, as described above using 4 , 5 and 7 If necessary, the signal attenuation map can also be visualized at the end of the procedure, whereby the determined course of the propagation path can then also be shown in the signal attenuation map.

In einem Schritt S4 wird schließlich eine Karte MA des betrachteten Raumbereichs R ermittelt. In dieser Karte MA sind solche Objektpositionen markiert, bei denen die in Schritt S2 ermittelten Signalstärkeveränderungen unterhalb eines vorbestimmten Schwellwerts liegen und somit gedämpfte Funksignale darstellen, die dann auftreten, wenn ein Benutzer den entsprechenden Ausbreitungspfad kreuzt. Die Karte muss dabei nicht visualisiert werden, sondern sie kann lediglich durch digitale Daten repräsentiert werden. Die Karte MA kann als eine binäre Repräsentation der oben erläuterten Signaldämpfungskarte betrachtet werden.Finally, in a step S4, a map MA of the considered spatial area R is determined. In this map MA, object positions are marked for which the signal strength values determined in step S2 changes are below a predetermined threshold and thus represent attenuated radio signals that occur when a user crosses the corresponding propagation path. The map does not have to be visualized, but can simply be represented by digital data. The MA map can be viewed as a binary representation of the signal attenuation map explained above.

Die markierten Positionen in der Karte MA können ggf. auch auf andere Weise als durch Vergleich mit einem vorbestimmten Schwellwert ermittelt werden. Insbesondere kann in einem digitalen Bild des Raumbereichs, in dem die ermittelten Signalstärkeveränderungen durch Pixelwerte an entsprechenden Positionen des oder der bewegten Objekte repräsentiert werden, eine Methode der Kantendetektion durchgeführt werden, wobei eine Objektposition dann markiert wird, wenn sie gemäß dem Ergebnis der Methode der Kantendetektion zu einer detektierten Kante gehört. Das entsprechende digitale Bild muss dabei nicht visualisiert werden, sondern kann lediglich durch digitale Daten aus Objektpositionen mit zugeordneten Pixelwerten repräsentiert werden.The marked positions in the map MA can also be determined in a way other than by comparison with a predetermined threshold value. In particular, an edge detection method can be carried out in a digital image of the spatial area in which the determined signal strength changes are represented by pixel values at corresponding positions of the moving object(s), whereby an object position is marked if it belongs to a detected edge according to the result of the edge detection method. The corresponding digital image does not have to be visualized, but can simply be represented by digital data from object positions with assigned pixel values.

In einem Schritt S5 werden schließlich mittels einer an sich bekannten Hough-Transformation die in der Karte MA vorhandenen Linie extrahiert. Die Hough-Transformation ist ein effizientes und robustes Verfahren, um Linien (d.h. Geraden) in Bilddaten zu detektieren. Die Hough-Transformation basiert auf einer Geraden- bzw. Liniendarstellung in der Hesseschen Normalform, welche eine Linie durch ihren Abstand zum Koordinatenursprung des Bildkoordinatensystems und den Winkel des Normalenvektors auf der Linie beschreibt. Im Rahmen der Hough-Transformation wird der Winkel des Normalenvektors diskretisiert. Dabei wird für jede markierte Position mit zweidimensionaler Koordinate (x, y) in der Karte MA und alle diskreten Winkel θ der Abstand ρ einer entsprechenden Linie zum Koordinatenursprung mit folgender Formel berechnet: $ρ = x c o s θ + y s i n θ$

Finally, in a step S5, the lines present in the map MA are extracted using a known Hough transformation. The Hough transformation is an efficient and robust method for detecting lines (i.e. straight lines) in image data. The Hough transformation is based on a straight line or line representation in the Hesse normal form, which describes a line by its distance from the coordinate origin of the image coordinate system and the angle of the normal vector on the line. As part of the Hough transformation, the angle of the normal vector is discretized. For each marked position with a two-dimensional coordinate (x, y) in the map MA and all discrete angles θ, the distance ρ of a corresponding line to the coordinate origin is calculated using the following formula:

ρ = x c O s θ + y s i n θ

Der Winkel θ und der Abstand ρ spannen das Koordinatensystem eines Ausgabebilds auf, das die Hough-Transformation repräsentiert. Anfänglich haben alle Pixel des Ausgabebilds den Wert Null. Im Rahmen der Hough-Transformation werden für jede markierte Position in der Karte MA Paare von Winkeln und Abständen mit der obigen Gleichung berechnet und die zu den Paaren gehörigen Pixel im Ausgabebild um eins erhöht.The angle θ and the distance ρ span the coordinate system of an output image that represents the Hough transformation. Initially, all pixels of the output image have the value zero. As part of the Hough transformation, for each marked position in the map MA, pairs of angles and distances are calculated using the above equation and the pixels in the output image belonging to the pairs are increased by one.

Das Ergebnis der Hough-Transformation kann als ein Graustufenbild visualisiert werden, in dem die x-Achse den Abstand ρ und die y-Achse den Winkel θ einer potentiellen Linie darstellt und die Graustufen bzw. Pixelwerte der Pixel des Graustufenbilds die Menge an markierten Positionen aus der Karte MA darstellt, die auf der potentiellen Linie liegen. Eine Linie wird dabei dann erkannt, wenn der Pixelwert des entsprechenden Pixels in dem Graustufenbild ein Schwellwertkriterium erfüllt. In der hier beschriebenen Ausführungsform ist das Schwellwertkriterium dadurch gegeben, dass die N_H Pixel mit den größten Pixelwerten im Graustufenbild der Hough-Transformation als Linien identifiziert werden. Hierdurch wird eine Menge $G = {g_{i}}_{i = 1}^{N_{H}}$

von möglichen Linien erhalten, die einen Ausbreitungspfad beschreiben.The result of the Hough transformation can be visualized as a grayscale image in which the x-axis represents the distance ρ and the y-axis the angle θ of a potential line and the grayscale or pixel values of the pixels of the grayscale image represent the set of marked positions from the map MA that lie on the potential line. A line is recognized when the pixel value of the corresponding pixel in the grayscale image meets a threshold criterion. In the embodiment described here, the threshold criterion is given by identifying the N _H pixels with the largest pixel values in the grayscale image of the Hough transformation as lines. This creates a set

G = {G_{i}}_{i = 1}^{N_{H}}

of possible lines describing a propagation path.

In dem darauf folgenden Schritt S6 werden dann die extrahierten Linien abschnittweise derart zusammengesetzt, dass hieraus ein Ausbreitungspfad resultiert. Im Folgenden wird das Verfahren beschrieben, wie man zu diesem Ausbreitungspfad gelangt.In the following step S6, the extracted lines are then assembled in sections in such a way that a propagation path results. The method for arriving at this propagation path is described below.

Zunächst wird eine erste Teilmenge G_Tx von Linien aus der Menge G von Linien extrahiert. Alle Linien dieser Teilmenge beginnen im Sender TR. Ferner wird eine zweite Teilmenge G_Rx von Linien aus der Menge G von Linien extrahiert. Alle Linien dieser Teilmenge enden am Empfänger RE. Anschließend wird eine Menge P aus allen Pfaden bestimmt, die sich aus aufeinander folgenden Abschnitten der obigen Menge G von Linien zusammensetzen und die Bedingung erfüllen, dass der Pfad mit einer durch den Sender TR verlaufenden Linie, d.h. aus der Teilmenge G_Tx, beginnt und mit einer durch den Empfänger RE laufenden Linie, d.h. aus der Teilmenge G_Rx, endet. Darüber hinaus werden nur Pfade berücksichtigt, die eine Maximalanzahl von Reflexionen nicht überschreiten. Diese Maximalanzahl darf höchstens so groß sein wie die Gesamtanzahl von Linien aus der obigen Menge G zuzüglich des Werts 1 und abzüglich der Gesamtanzahl von Linien, die zu den Teilmengen G_Tx und G_Rx gehören. Ferner dürfen die in jedem Pfad enthaltenen Linienabschnitte nur einmal zwischen Sender TR und Empfänger RE durchlaufen werden. Für alle Pfade der Menge P wird darüber hinaus die Menge D der entsprechenden Pfadlängen d_p im Raumbereich R bestimmt.First, a first subset G _Tx of lines is extracted from the set G of lines. All lines of this subset start at the transmitter TR. Furthermore, a second subset G _Rx of lines is extracted from the set G of lines. All lines of this subset end at the receiver RE. Then, a set P is determined from all paths that are composed of consecutive sections of the above set G of lines and that satisfy the condition that the path starts with a line running through the transmitter TR, i.e. from the subset G _Tx , and ends with a line running through the receiver RE, i.e. from the subset G _Rx . Furthermore, only paths that do not exceed a maximum number of reflections are considered. This maximum number may be at most as large as the total number of lines from the above set G plus the value 1 and minus the total number of lines belonging to the subsets G _Tx and G _Rx . Furthermore, the line sections contained in each path may only be traversed once between the transmitter TR and the receiver RE. For all paths of the set P, the set D of the corresponding path lengths d _p in the spatial region R is determined.

Mathematisch lässt sich die Bestimmung der Menge P aus Pfaden wie folgt beschreiben:

Es wird eine Menge P von Pfaden mit den zugehörigen Pfadlängen d_p bestimmt, wobei ein jeweiliger Pfad aus der Menge P folgende Bedingung erfüllt:
- - Ein Pfad p ∈ P ist eine Sequenz von N_P Linien, d.h. unter Verwendung von Tuppel-Notation gilt p = {g₁, ..., g_NP}, wobei g_i ∈ G.
- - Der erste Abschnitt eines Pfads ist auf einer Linie g₁ ∈ G_Tx, die am Ort des Senders TR beginnt und an einem Schnittpunkt zwischen den Linien g₁ und g₂ endet.
- - Für zweifache Reflexionen oder Reflexionen höherer Ordnung ist der m-te intermediäre Abschnitt des Pfads auf einer Linie g_m ∈ G_R = G\G_Tx ∪ G_Rx, die an einem Schnittpunkt zwischen g_m-1, und g_m beginnt und an einem Schnittpunkt zwischen g_m und g_m+1 endet, wobei m ∈ ]1, N_P[ gilt.
- - Der letzte Abschnitt des Pfads ist auf einer Linie g_Np ∈ G_Rx, die am Schnittpunkt zwischen g_NP-1 und g_NP beginnt und am Ort des Empfängers RE endet.
- - Jede Linie des Pfads wird nur einmal durchlaufen, wodurch die maximal mögliche Anzahl O_max von Reflexionen durch die Kardinalität von G_R beschränkt ist, d.h. es gilt O_max ≤ |G_R| + 1. Optional kann vorab eine Maximalanzahl von Reflexionen festgelegt sein, d.h. es gilt O_max ≤ min {|GR| + 1, N_max}.

Mathematically, the determination of the set P of paths can be described as follows:

A set P of paths with the corresponding path lengths d _p is determined, where each path from the set P satisfies the following condition:
- - A path p ∈ P is a sequence of N _P lines, i.e. using Tuppel notation, p = {g ₁ , ..., g _N _P }, where g _i ∈ G.
- - The first section of a path is on a line g ₁ ∈ G _Tx , which starts at the location of the transmitter TR and ends at an intersection between the lines g ₁ and g ₂ .
- - For double or higher order reflections, the m-th intermediate section of the path is on a line g _m ∈ G _R = G\G _Tx ∪ G _Rx that starts at an intersection between g _m-1 , and g _m and ends at an intersection between g _m and g _m+1 , where m ∈ ]1, N _P [ .
- - The last section of the path is on a line g _N _p ∈ G _Rx , which at the intersection between g _N _P _-1 and g _N _P and ends at the location of the recipient RE.
- - Each line of the path is traversed only once, so the maximum possible number O _max of reflections is limited by the cardinality of G _R , i.e. O _max ≤ |G _R | + 1. Optionally, a maximum number of reflections can be specified in advance, i.e. O _max ≤ min {|GR| + 1, N _max }.

Algorithmisch kann die Bestimmung der Menge P aus Pfaden mit zugeordneten Pfadlängen zum Beispiel basierend auf folgendem Pseudocode umgesetzt werden:

Algorithmically, the determination of the set P of paths with associated path lengths can be implemented, for example, based on the following pseudocode:

In einem nächsten Schritt werden die Unterschiede zwischen den Pfadlängen der ermittelten Pfade und der Propagationsdistanz d_τ = c · τ gemäß der Propagationsverzögerung τ des betrachteten Ausbreitungspfads bestimmt. Die Propagationsverzögerung stammt aus der oben beschriebenen Kanalschätzung. Schließlich wird derjenige Pfad aus der Menge P als Ausbreitungspfad bestimmt, der den geringsten Unterschied zu der Propagationsdistanz aufweist. Im Idealfall sollte dieser Unterschied den Wert Null annehmen. Aufgrund von Messrauschen und Schätzfehlern ist der Unterschied jedoch in der Regel immer größer Null. Nichtsdestotrotz ist der Pfad mit dem geringsten Unterschied zur Ausbreitungsdistanz in der Regel der Pfad, der dem tatsächlichen Ausbreitungspfad entspricht. Um sicherzustellen, dass kein falscher Pfad ausgewählt wird, werden vorab Pfade mit Unterschieden zwischen Pfadlänge und Ausbreitungsdistanz oberhalb eines Schwellwerts aus der Menge P gestrichen.In a next step, the differences between the path lengths of the determined paths and the propagation distance d _τ = c · τ are determined according to the propagation delay τ of the considered propagation path. The propagation delay comes from the channel estimation described above. Finally, the path from the set P that has the smallest difference to the propagation distance is determined as the propagation path. Ideally, this difference should be zero. However, due to measurement noise and estimation errors, the difference is usually always greater than zero. Nevertheless, the path with the smallest difference to the propagation distance is usually the path that corresponds to the actual propagation path. To ensure that no wrong path is selected, paths with differences between path length and propagation distance above a threshold are deleted from the set P in advance.

Als Endergebnis erhält man schließlich den entsprechenden Ausbreitungspfad mit seinem Verlauf zwischen Sender und Empfänger. Allgemein braucht das oben beschriebene Verfahren keine Vorabinformation über den Raumbereich, wie z.B. Geschoßpläne. Zusätzliche Informationen über den Raumbereich können jedoch auf einfache Weise in das Verfahren integriert werden und den Prozess der Auswahl des geeigneten Pfads als Ausbreitungspfad verbessern.The final result is the corresponding propagation path with its course between transmitter and receiver. In general, the method described above does not require any prior information about the spatial area, such as floor plans. However, additional information about the spatial area can be easily integrated into the method and improve the process of selecting the appropriate path as a propagation path.

Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird erstmalig ein Verfahren geschaffen, mit dem durch Auswertung von Funksignalen in einem Funknetz der Verlauf von Ausbreitungspfaden von Funkwellen zwischen einem Sender und einem Empfänger in einem Raumbereich bestimmt werden kann. Hierzu werden Funksignale erfasst, während sich ein Objekt im Raumbereich bewegt, wobei aus der durch das Objekt hervorgerufenen Signaldämpfung der Verlauf der Ausbreitungspfade ermittelt wird. Die Information über den Verlauf der Ausbreitungspfade kann im Rahmen einer passiven Lokalisation, welche Mehrweg-Ausbreitungspfade berücksichtigt, verwendet werden. Eine solche passive Lokalisation ist z.B. in der oben erwähnten Druckschrift [1] offenbart. Ferner kann das Wissen über den Verlauf der Ausbreitungspfade dazu genutzt werden, um Informationen über die Geometrie des Raumbereichs zu erhalten.The embodiments of the invention described above have a number of advantages. In particular, a method is created for the first time with which the course of propagation paths of radio waves between a transmitter and a receiver in a spatial area can be determined by evaluating radio signals in a radio network. For this purpose, radio signals are detected while an object is moving in the spatial area, and the course of the propagation paths is determined from the signal attenuation caused by the object. The information about the course of the propagation paths can be used as part of a passive localization that takes multipath propagation paths into account. Such a passive localization is disclosed, for example, in the above-mentioned publication [1]. Furthermore, the knowledge about the course of the propagation paths can be used to obtain information about the geometry of the spatial area.

Literaturverzeichnis:

[1] M. Schmidhammer, C. Gentner, S. Sand, U.-C. Fiebig, „Multipath-enhanced device-free localization in wideband wireless networks“, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 20, Nr. 4, Seiten 453-457, 2021
[2] B. H. Fleury, M. Tschudin, R. Heddergott, D. Dahlhaus, K. I. Pedersen, „Channel Parameter Estimation in Mobile Radio Environments using SAGE algorithm“, IEEE J. Sel. Areas Commun., Vol. 17, Nr. 3, Seiten 434-450, März 1999
[3] DE 10 2018 206 677 A1

Bibliography:

[1] M. Schmidhammer, C. Gentner, S. Sand, U.-C. Fiebig, “Multipath-enhanced device-free localization in wideband wireless networks”, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, Vol. 20, No. 4, pages 453-457, 2021
[2] BH Fleury, M. Tschudin, R. Heddergott, D. Dahlhaus, KI Pedersen, “Channel Parameter Estimation in Mobile Radio Environments using SAGE algorithm”, IEEE J. Sel. Areas Commun., Vol. 17, No. 3, pages 434-450, March 1999
[3] DE 10 2018 206 677 A1

Claims

Verfahren zur rechnergestützten Ermittlung des Verlaufs einer Anzahl von Ausbreitungspfaden (PA1, PA2, PA3, PA4) von Funkwellen zwischen einem Sender (TR) und einem Empfänger (RE) eines Funknetzes, wobei das Funknetz einen Raumbereich (R) abdeckt und ein jeweiliger Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) einen Übertragungsweg der Funkwellen des Funknetzes im Raumbereich (R) zwischen dem Sender (TR) und dem Empfänger (RE) repräsentiert, wobei: a) Signalwerte (α̂_i (t_k)) unter Zugriff auf eine durchgeführte oder abgeschlossene Messung ermittelt werden, bei der für ein oder mehrere Objekte (O, O'), welche sich im Raumbereich (R) bewegen, eine Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) in Kombination mit jeweiligen Funksignalen des Funknetzes erfasst werden, wobei die Signalwerte (α̂_i (t_k)) eine Anzahl von Signalwerten (α̂_i (t_k)) für eine jeweilige Objektposition (POO, PO1, PO2, PO3) enthalten, wobei ein jeweiliger Signalwert (α̂_i (t_k)) der Anzahl von Signalwerten (α̂_i (t_k)) zu einem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehört und ein Signalstärkemaß der Funkwellen ist, welche am Empfänger (RE) auf diesem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweilige Objektposition (POO, PO1, PO2, PO3) empfangen werden; b) für einen jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) eine Karte (MA) des Raumbereichs (R) ermittelt wird, in welcher Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) aus zumindest einem Teil der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) markiert sind, wobei für eine markierte Objektposition der zum jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehörige Signalwert (α̂_i (t_k)) gemäß einem vorbestimmten Kriterium gegenüber einem Mittelwert der zum jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehörigen Signalwerte (α̂_i (t_k)) über alle Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) gedämpft ist; c) aus der Karte (MA), die für den jeweiligen Ausbreitungspfad (POO, PO1, PO2, PO3) ermittelt wurde, eine Anzahl von Linien (g_i) extrahiert wird, entlang derer sich die markierten Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) im Raumbereich (R) erstrecken; d) aus der Anzahl von Linien (g;) der Verlauf des jeweiligen Ausbreitungspfads (PA1, PA2, PA3, PA4) ermittelt wird, wobei sich der Verlauf aus einem oder mehreren zusammenhängenden Abschnitten zumindest eines Teils der Anzahl von Linien (g;) zusammensetzt.Method for the computer-aided determination of the course of a number of propagation paths (PA1, PA2, PA3, PA4) of radio waves between a transmitter (TR) and a receiver (RE) of a radio network, wherein the radio network covers a spatial area (R) and a respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) represents a transmission path of the radio waves of the radio network in the spatial area (R) between the transmitter (TR) and the receiver (RE), wherein: a) signal values (α̂ _i (t _k )) are determined by accessing a measurement that has been carried out or completed, in which a plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are recorded in combination with respective radio signals of the radio network for one or more objects (O, O') that move in the spatial area (R), wherein the signal values (α̂ _i (t _k )) represent a number of signal values (α̂ _i (t _k )) for a respective object position (POO, PO1, PO2, PO3), wherein a respective signal value (α̂ _i (t _k )) of the number of signal values (α̂ _i (t _k )) belongs to a propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) and is a signal strength measure of the radio waves which are received at the receiver (RE) on this propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) at the time of detection of the respective object position (POO, PO1, PO2, PO3); b) for a respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4), a map (MA) of the spatial region (R) is determined in which object positions (POO, PO1, PO2, PO3) from at least a portion of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are marked, wherein for a marked object position, the signal value (α̂ _i (t _k )) associated with the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is attenuated according to a predetermined criterion compared to an average value of the signal values (α̂ _i (t _k )) associated with the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) over all object positions (POO, PO1, PO2, PO3) of the at least a portion of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3); c) a number of lines (g _i ) are extracted from the map (MA) which was determined for the respective propagation path (POO, PO1, PO2, PO3), along which the marked object positions (POO, PO1, PO2, PO3) extend in the spatial area (R); d) the course of the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is determined from the number of lines (g;), wherein the course is composed of one or more contiguous sections of at least part of the number of lines (g;).

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) neben der Anzahl von Signalwerten (α̂_i (t_k)) eine Anzahl von Verzögerungswerten (τ_i) ermittelt wird, wobei ein jeweiliger Verzögerungswert (τ_i) zu einem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehört und ein Maß der Übertragungsdauer der Funkwellen auf diesem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) vom Sender (TR) zum Empfänger (RE) ist.Procedure according to Claim 1 , characterized in that in step a) in addition to the number of signal values (α̂ _i (t _k )) a number of delay values (τ _i ) is determined, wherein a respective delay value (τ _i ) belongs to a propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) and a measure of the transmission duration of the radio waves on this propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) from the transmitter (TR) to the receiver (RE).

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung, auf die in Schritt a) zugegriffen wird, eine Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) eines einzelnen Objekts (O), welches sich im Raumbereich (R) bewegt, erfasst wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the measurement accessed in step a), a plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) of a single object (O) moving in the spatial region (R) are detected.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung, auf die in Schritt a) zugegriffen wird, eine Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) mehrerer Objekte (O, O'), welche sich im Raumbereich (R) bewegen, erfasst wird, wobei der zumindest eine Teil der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) nur solche Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) enthält, welche jeweils zu einem Objekt (O, O') gehören, das zum Zeitpunkt der Erfassung seiner Objektposition das einzige Objekt im Raumbereich (R) war.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that in the measurement accessed in step a), a plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) of several objects (O, O') which move in the spatial area (R) are detected, wherein the at least part of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) contains only those object positions (POO, PO1, PO2, PO3) which each belong to an object (O, O') which was the only object in the spatial area (R) at the time of detection of its object position.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Messung, auf die in Schritt a) zugegriffen wird, die Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) durch optische Entfernungsmessung und/oder über satellitengestützte Ortung und/oder über eine Laufzeitmessung von Funksignalen im Funknetz erfasst werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the measurement accessed in step a), the object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are detected by optical distance measurement and/or via satellite-based positioning and/or via a runtime measurement of radio signals in the radio network.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für einen jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) eine Visualisierung auf einem Display (DI) einer Benutzerschnittstelle (UI) erzeugt wird, wobei in der Visualisierung der Raumbereich (R) wiedergegeben ist, wobei ferner im wiedergegebenen Raumbereich (R) der in Schritt d) ermittelte Verlauf des jeweiligen Ausbreitungspfads (PA1, PA2, PA3, PA4) dargestellt wird und/oder für den zumindest einen Teil der Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) jeweils der ermittelte Signalwert (α̂_i (t_k)) visuell codiert angezeigt wird, der zu dem jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehört.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a visualization is generated on a display (DI) of a user interface (UI) for a respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4), wherein the spatial region (R) is reproduced in the visualization, wherein the course of the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) determined in step d) is further shown in the reproduced spatial region (R) and/or for the at least some of the object positions (POO, PO1, PO2, PO3) the determined signal value (α̂ _i (t _k )) which belongs to the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is displayed in visually coded form.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Kriterium in Schritt b) derart ausgestaltet ist, dass in einem digitalen Bild des Raumbereichs (R), in dem die Signalwerte (α̂_i (t_k)) für alle Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) als Pixelwerte an den jeweiligen Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) repräsentiert werden, die markierten Objektpositionen durch eine Kanten-Extraktions-Methode als Teil einer Kante identifiziert werden.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the predetermined criterion in step b) is designed such that in a digital image of the spatial region (R), in which the signal values (α̂ _i (t _k )) for all object positions (POO, PO1, PO2, PO3) of the at least part of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are represented as pixel values at the respective object positions (POO, PO1, PO2, PO3), the marked object positions are identified as part of an edge by an edge extraction method.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das vorbestimmte Kriterium in Schritt b) derart ausgestaltet ist, dass diejenigen Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) markiert werden, für welche die Signalwerte (α̂_i (t_k)) jeweils einen vorbestimmten Schwellwert unterschreiten.Method according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the predetermined criterion in step b) is designed such that those object positions (POO, PO1, PO2, PO3) of the at least part of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are marked for which the signal values (α̂ _i (t _k )) each fall below a predetermined threshold value.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Linien (g;) mittels einer Hough-Transformation extrahiert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the number of lines (g;) is extracted by means of a Hough transformation.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) aus der Anzahl von Linien (g_i) eine Vielzahl von Pfaden gebildet wird, welche sich jeweils aus zusammenhängenden Abschnitten zumindest eines Teils der Anzahl von Linien (g_i) zusammensetzen, wobei ein jeweiliger Pfad (P) mit einem Abschnitt einer Linie am Sender (TR) beginnt und mit einem Abschnitt einer Linie am Empfänger (RE) endet, wobei aus der Vielzahl von Pfaden ein Pfad als der jeweilige Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) identifiziert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step d) a plurality of paths are formed from the number of lines (g _i ), each of which is composed of connected sections of at least a part of the number of lines (g _i ), wherein a respective path (P) begins with a section of a line at the transmitter (TR) and ends with a section of a line at the receiver (RE), wherein one path from the plurality of paths is identified as the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4).

Verfahren nach Anspruch 10 in Kombination mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Vielzahl von Pfaden derjenige Pfad als der jeweilige Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) identifiziert wird, dessen Pfadlänge die geringste Abweichung von der Länge des jeweiligen Ausbreitungspfads (PA1, PA2, PA3, PA4) gemäß dem zu ihm gehörigen Verzögerungswert (τ_i) hat.Procedure according to Claim 10 in combination with Claim 2 , characterized in that from the plurality of paths, that path is identified as the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) whose path length has the smallest deviation from the length of the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) according to the delay value (τ _i ) associated with it.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funknetz ein WLAN-Netz oder ein UWB-Netz oder ein Mobilfunknetz ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the radio network is a WLAN network or a UWB network or a mobile radio network.

Vorrichtung zur rechnergestützten Ermittlung des Verlaufs einer Anzahl von Ausbreitungspfaden (PA1, PA2, PA3, PA4) von Funkwellen zwischen einem Sender (TR) und einem Empfänger (RE) eines Funknetzes, wobei das Funknetz einen Raumbereich (R) abdeckt und ein jeweiliger Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) einen Übertragungsweg der Funkwellen des Funknetzes im Raumbereich (R) zwischen dem Sender (TR) und dem Empfänger (RE) repräsentiert, wobei die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens eingerichtet ist, bei dem: a) Signalwerte (α̂_i (t_k)) unter Zugriff auf eine durchgeführte oder abgeschlossene Messung ermittelt werden, bei der für ein oder mehrere Objekte (O, O'), welche sich im Raumbereich (R) bewegen, eine Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) in Kombination mit jeweiligen Funksignalen des Funknetzes erfasst werden, wobei die Signalwerte (α̂_i (t_k)) eine Anzahl von Signalwerten (äi (t_k)) für eine jeweilige Objektposition (POO, PO1, PO2, PO3) enthalten, wobei ein jeweiliger Signalwert (α̂_i (t_k)) der Anzahl von Signalwerte (α̂_i (t_k)) zu einem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehört und ein Signalstärkemaß der Funkwellen ist, welche am Empfänger (RE) auf diesem Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) zum Zeitpunkt der Erfassung der jeweilige Objektposition (POO, PO1, PO2, PO3) empfangen werden; b) für einen jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) eine Karte (MA) des Raumbereichs (R) ermittelt wird, in welcher Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) aus zumindest einem Teil der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) markiert sind, wobei für eine markierte Objektposition der zum jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehörige Signalwert (α̂_i (t_k)) gemäß einem vorbestimmten Kriterium gegenüber einem Mittelwert der zum jeweiligen Ausbreitungspfad (PA1, PA2, PA3, PA4) gehörigen Signalwerte (α̂_i (t_k)) über alle Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) des zumindest einen Teils der Vielzahl von Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) gedämpft ist; c) aus der Karte (MA), die für den jeweiligen Ausbreitungspfad (POO, PO1, PO2, PO3) ermittelt wurde, eine Anzahl von Linien (g_i) extrahiert wird, entlang derer sich die markierten Objektpositionen (POO, PO1, PO2, PO3) im Raumbereich (R) erstrecken; d) aus der Anzahl von Linien (g;) der Verlauf des jeweiligen Ausbreitungspfads (PA1, PA2, PA3, PA4) ermittelt wird, wobei sich der Verlauf aus einem oder mehreren zusammenhängenden Abschnitten zumindest eines Teils der Anzahl von Linien (g;) zusammensetzt.Device for the computer-aided determination of the course of a number of propagation paths (PA1, PA2, PA3, PA4) of radio waves between a transmitter (TR) and a receiver (RE) of a radio network, wherein the radio network covers a spatial area (R) and a respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) represents a transmission path of the radio waves of the radio network in the spatial area (R) between the transmitter (TR) and the receiver (RE), wherein the device is set up to carry out a method in which: a) signal values (α̂ _i (t _k )) are determined by accessing a measurement that has been carried out or completed, in which a plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are recorded in combination with respective radio signals of the radio network for one or more objects (O, O') that move in the spatial area (R), wherein the signal values (α̂ _i (t _k )) contain a number of signal values (äi (t _k )) for a respective object position (POO, PO1, PO2, PO3), wherein a respective signal value (α̂ _i (t _k )) of the number of signal values (α̂ _i (t _k )) to a propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) and is a signal strength measure of the radio waves received at the receiver (RE) on this propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) at the time of detection of the respective object position (POO, PO1, PO2, PO3); b) for a respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4), a map (MA) of the spatial region (R) is determined in which object positions (POO, PO1, PO2, PO3) from at least a portion of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3) are marked, wherein for a marked object position, the signal value (α̂ _i (t _k )) associated with the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is attenuated according to a predetermined criterion compared to an average value of the signal values (α̂ _i (t _k )) associated with the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) over all object positions (POO, PO1, PO2, PO3) of the at least a portion of the plurality of object positions (POO, PO1, PO2, PO3); c) a number of lines (g _i ) are extracted from the map (MA) which was determined for the respective propagation path (POO, PO1, PO2, PO3), along which the marked object positions (POO, PO1, PO2, PO3) extend in the spatial area (R); d) the course of the respective propagation path (PA1, PA2, PA3, PA4) is determined from the number of lines (g;), wherein the course is composed of one or more contiguous sections of at least part of the number of lines (g;).

Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 12 eingerichtet ist.Device according to Claim 13 , characterized in that the device for carrying out a method according to one of the Claims 2 until 12 is set up.

Computerprogrammprodukt mit einem auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn der Programmcode auf einem Rechner ausgeführt wird.Computer program product with a program code stored on a machine-readable carrier for carrying out a method according to one of the Claims 1 until 12 when the program code is executed on a computer.

Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wenn der Programmcode auf einem Rechner ausgeführt wird.Computer program with a program code for carrying out a method according to one of the Claims 1 until 12 when the program code is executed on a computer.