DE60306778T2 - Lokalisierung von mobilen Stationen in einem WLAN durch Zugangspunktregistrierung - Google Patents

Lokalisierung von mobilen Stationen in einem WLAN durch Zugangspunktregistrierung Download PDF

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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Lokalisierung einer mobilen Station innerhalb des Umkreises eines drahtlosen lokalen Netzes (Wireless Local Area Network/WLAN). Außerdem betrifft sie ein Lokalisierungssystem für die mobile Station innerhalb des Umkreises des WLAN. Sie betrifft ebenfalls ein Verwaltungssystem, das mit einer Mehrzahl von Zugangspunkten (AP/Access Points) gekoppelt ist, die das WLAN definieren. Und sie betrifft einen AP, der Teil des WLAN ist.
  • Allgemeiner Stand der Technik
  • Heutzutage werden in vielen Unternehmen oder in geschlossenen Bereichen wie Flughäfen, Hotels oder Eisenbahn WLAN-Technologien wie zum Beispiel IEEE 802.11, Bluetooth für Daten- und Sprachanwendungen eingesetzt. Sie ermöglichen einem Mobilfunkteilnehmer, auf Internet-Dienste oder Intranet-Unternehmensdienste über seine mobile Station wie ein Mobiltelefon, ein PDA oder ein Laptop zuzugreifen, die mit einer WLAN-Karte ausgerüstet sind. Aus Sicherheits- und Notrufgründen (911/112-Dienste, ...) wird es notwendig sein, die Beschäftigten in den Räumlichkeiten oder den Kunden in dem geschlossenen Bereich unterzubringen, der durch das entsprechende WLAN versorgt wird. Dank der WLAN-Funktechnik wird es möglich, eine mobile Station innerhalb einer Funkzelle anzuordnen und in Echtzeit eine zentrale Datenbank des Aufenthaltsortes des Mobilfunkteilnehmers aufrechtzuerhalten.
  • Die Patentschrift US-A-6061563 offenbart eine Verwaltung von Zugangsdaten in den verschiedenen Zugangspunkten. Die Zugangspunkte sind verbunden und die Verwaltung der Zugangsdaten verkürzt die verfügbare Bandbreite für die Benutzer.
  • In den IEE Proceedings H. Microwaves, Antennas and Propagation, 1991, 138 (6 Part H) 485-492 wird die Idee einer zentralen Verwaltung der Zugangsdaten kurz erörtert. Die Verwaltung ist auf die Zugangspunkte eingeschränkt, aber nicht auf einzelne Teilnehmer.
  • In der Patentschrift US2002/6788 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen eines Bereiches von aufenthaltsortsabhängigen Informationen und Diensten an Benutzer von drahtlosen Geräten offenbart, die mit einem drahtlosen Multipoint-Zugangsnetz gekoppelt sind. Das drahtlose Multipoint-Zugangsnetz enthält: drahtlose Zugangsgeräte, eine Bestandskarte und einen Server. Die drahtlosen Zugangspunkte werden in einem Koordinatensystem mit einer bekannten Beziehung zueinander angeordnet. Jeder der drahtlosen Zugangspunkte stellt Kommunikationsmöglichkeiten für die entsprechenden nächstgelegenen der drahtlosen Geräte bereit. Die Bestandskarte bringt ausgewählte der drahtlosen Zugangspunkte mit dem entsprechenden Bestand, der sich nahegelegen zu jedem der ausgewählten der drahtlosen Zugangspunkte befindet, und der Bestandskarte in Wechselbeziehung. Außerdem bringt der Server jeden Zugang zu dem drahtlosen Multipoint-Zugangsnetz von einem entsprechenden drahtlosen Zugangsnetz von einem entsprechenden drahtlosen Gerät mit dem entsprechenden Bestand von der Bestandskarte in Wechselbeziehung, um mindestens eine der aufenthaltsortsabhängigen Informationen und aufenthaltsortsabhängigen Dienste an die entsprechenden drahtlosen Geräte bereitzustellen.
  • Es existieren bereits verschiedene WLAN-Verwaltungstools, die ein Sicherheitssystem unter Verwendung solcher aufenthaltsortsabhängigen Informationen bereitstellen, wie oben beschrieben ist. Es basiert in der Hauptsache auf einem zentralen Server, der ermöglicht anzuzeigen, welche mobile Station für einen dedizierten Zugangspunkt AP in diesem WLAN zugeordnet wird. Das Problem entsteht aus der Notwendigkeit, beim Bereitstellen der Sicherheit alle diese Informationen auf dem aktuellen Stand zu halten. Und das basiert gewöhnlich auf einem Abfragemechanismus. Folglich fragt der Server periodisch von allen AP die Liste der entsprechend zugeordneten mobilen Stationen ab, indem im leitungsgebundenen Netz viel Verkehr erzeugt wird.
  • Eine neue alternative Lösung wurde von dem Unternehmen Ekahau auf der Basis der Innenpositionierung bekanntgegeben. Aber sie beinhaltet zuerst eine Kalibrierphase. Diese "Lernphase" erfordert, eine Messung überall im WLAN-Bereich durchzuführen und den zugeordneten Wert der empfangenen Signalstärkeintensität RSSI in jeder Position aufzuzeichnen, um eine Referenzdatenbank aufzubauen. Diese Phase kann zumindest ziemlich zeitintensiv sein. Außerdem ist es erforderlich, die Kalibrierphase jedesmal nochmals durchzuführen, wenn sich die Funkumgebung aufgrund z.B. des neuen Positionierens von Wänden oder Baugruppenrahmen, neuen AP usw. ändert. Außerdem sind sie keine Garantie, daß dieses Referenzmodell für alle mobilen Stationen funktionieren wird, da die Empfindlichkeit zwischen jeder mobilen Station ziemlich verschieden sein wird.
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • Im Hinblick auf das Obengenannte ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lokalisierungsverfahren für eine mobile Station in dem Bereich, der durch ein WLAN versorgt wird, mit einer maximalen Garantie, aber ohne zu viel Verkehrsressourcen innerhalb des WLAN zu blockieren, bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Verwendung einer Standard-WLAN-Architektur erreicht, die z.B. in dem Gebäude eines Unternehmens angewandt und aus Zugangspunkten (AP) und mobilen Stationen (STA) aufgebaut ist. Ein Verwaltungssystem wie ein dedizierter Server, der z.B. als "WLAN-Lokalisierungsserver" bezeichnet wird und mit einem Kernnetz mit Internet Protocol IP verbunden ist, wird in Echtzeit die Eingänge und Ausgänge jeder STA innerhalb einer Funkzelle erfassen. Letztere werden über ein Lokalisierungsprotokoll zwischen den AP und dem Server auf der Basis einer Benachrichtigung durch einen AP über den Zugang einer mobilen Station zu dem WLAN durchgeführt. Jedesmal, wenn sich eine STA mit einer Funkzelle verbindet, die durch einen AP versorgt wird, wird sie eine "Zuordnungsprozedur" ausgeben, wie in dem Standard IEEE 802.11 definiert. Statt dessen kann eine andere Prozedur in der Regel bei einer Zustandsänderung der STA ausgegeben werden. Ein Beispiel hierzu ist die sogenannte "Neuzuordnungsprozedur", die ausgegeben wird, wenn ein Handover-Mechanismus durchgeführt wird – die Übergabe dieser STA von der alten Funkzelle an eine andere, die durch einen neuen AP versorgt wird. Alternativ kann eine STA außerhalb einer Zelle übergeben werden. Eine solche Zustandsänderung der STA wird eine "Zuordnungsaufhebungsprozedur" an den AP ausgeben.
  • Das Verfahren zur Lokalisierung einer mobilen Station STA gemäß der vorliegenden Erfindung basiert auf der Verwendung des neuen Lokalisierungsprotokolls, das unter anderen Benachrichtigungen oder Meldungen erkannt wurde, die von den AP an den "WLAN-Lokalisierungsserver" gesendet wurden. Eine solche Benachrichtigung wird durch den AP ausgelöst, wenn bestimmte Signale von der STA, z.B. bei einer Zustandsänderung, empfangen werden. Letztere werden möglicherweise, aber nicht ausschließlich, auf IEEE 802.11-Prozeduren wie zum Beispiel Zuordnung, Neuzuordnung, Zuordnungsaufhebung oder ebenfalls auf Erkennung der Inaktivität der STA innerhalb des AP ausgelöst.
  • In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung verwendet das vorgeschlagene Protokoll WLP (WLAN-Lokalisierungsprotokoll) Informationen, die im IEEE 802.11 definiert sind, aber ohne irgendwelche Änderungen in dem Standard IEEE 802.11 mit sich zu bringen. Das WLP basiert auf TCP-Paketen über IP und unterstützt jede Art der WLAN-Architektur, besonders angewandte AP innerhalb verschiedener IP-Subnetze.
  • Die mobile Station STA, die in solch einem WLAN anzuordnen ist, kann ein Mobiltelefon, ein PDA oder ein Laptop unter Verwendung von hauptsächlich Datenanwendungen sowie ein Handset unter Verwendung von Sprachdiensten (z.B. VoIP über WLAN) sein. Andere mobile Stationen könnten denkbar sein, solange wie sie eine WLAN-Schnittstelle umfassen oder möglicherweise WI-FI-kompatibel sind, um in der Lage zu sein, Daten mit den zu erkennenden AP auszutauschen. Die Genauigkeit der Lokalisierung kann durch Definieren z.B. einer kleineren Funkzelle angepaßt werden, die die Anwendung einer größeren Anzahl von AP beinhaltet, um den ganzen Umkreis des WLAN zu versorgen, aber ohne irgendwelche Auswirkungen auf das Protokoll.
  • Eine Ausführungsform der, vorliegenden Erfindung umfaßt einen weiteren Schritt mit dem AP, der eine Paging-Prozedur auslöst, wenn kein Signal wie eine Zustandsänderung durch den AP nach einem vorgegebenen Zeitintervall empfangen wurde, wenn er ursprünglich lokalisiert wurde. Diese Situation entspricht gewöhnlich dem Fall, wenn die STA inaktiv ist, aber in einem Bereitschaftsmodus oder einfach ausgeschaltet oder in einem Ruhezustand ist. Die Paging-Prozedur basiert auf dem Senden einer Prüfabfrage von dem AP an die STA, die ihr Vorhandensein (falls in einem Bereitschaftsmodus) oder nicht innerhalb der entsprechenden Zelle überprüft.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Lokalisierungssystem, das ein WLAN umfaßt, das aus einer Mehrzahl von AP besteht, die in mindestens einer bekannten relativen Beziehung zueinander positioniert werden, wobei alle mit einem Verwaltungssystem gekoppelt sind. Das Lokalisierungssystem wird jedesmal aktiviert, wenn eine mobile Station STA auf das WLAN zugreifen will, d.h. wenn ein AP eine Benachrichtigung von einer STA empfangen will. Diese Benachrichtigung, die möglicherweise angepaßt ist, um mit einem speziellen Protokoll kompatibel zu sein, wird von dem AP an das Verwaltungssystem gesendet. Letzteres wird anschließend in der Lage sein, eine Einstellung zu definieren, die dem Aufenthaltsort der mobilen Station in dem WLAN entspricht. Diese Einstellung wird realisiert bleiben, wenn sie mindestens bei einer Änderung des Zugangs der mobilen Station aktualisiert wird.
  • Vorteilhafte Entwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen beschrieben.
  • Beschreibung der Zeichnungen
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nun weiter mit Verweis auf die beigefügte Zeichnung erläutert, in welcher:
    die einzige Figur eine schematische Ansicht eines WLAN zusammen mit einigen Schritten des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • In der Figur ist ein IP-Kernnetz dargestellt. Ein Verwaltungssystem, hier in Form eines WLAN-Lokalisierungsservers, ist mit diesem IP-Kernnetz verbunden. Vorzugsweise ist es dieser Server, der alle Informationen zentral anordnen wird, die die Lokalisierung der verschiedenen mobilen Station innerhalb des Umkreises betreffen, der durch mindestens ein WLAN versorgt wird. Außerdem sind zwei Zugangspunkte AP1 und AP2, die mit dem IP-Kernnetz verbunden sind, in der Figur gezeigt. Von jedem der Zugangspunkte AP1, AP2 ist eine Zelle betroffen, die durch den entsprechenden AP versorgt wird. Und zwei mobile Stationen STA1 und STA2 sind gezeigt, um am Anfang in dem Umkreis der Zelle zu sein, die durch AP1 versorgt wird, während sich die mobile Station STA1 zu der Zelle bewegen wird, die durch AP2 versorgt wird. Die Zugangspunkte, hier die zwei AP1 und AP2, aber eine Mehrzahl könnte verwendet werden, um ein oder mehr WLAN aufzubauen, werden in mindestens einer bekannten relativen Beziehung zueinander positioniert.
  • Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zur Lokalisierung einer mobilen Station STA1, STA2 innerhalb des Umkreises des WLAN, das durch die Zugangspunkte AP1, AP2 definiert ist, umfaßt die Schritte:
    • • Empfangen durch einen Zugangspunkt AP1 eines Signals 1, 3, das einem Zugang zu dem WLAN – hier der Zuordnungsanforderung – durch entsprechend die mobilen Stationen STA1, STA2 entspricht;
    • • Weiterleiten von dem AP1 an das Lokalisierungssystem einer Benachrichtigung 2, 4 des entsprechenden Zuganges 1, 3 der mobilen Station zu dem WLAN;
    • • Definieren durch das Verwaltungssystem gemäß der vorhergehenden Benachrichtigung 2, 4 einer Einstellung, die der Lokalisierung der mobilen Station über dem WLAN entspricht.
  • Außerdem umfaßt das Verfahren den Schritt:
    • • Halten der Einstellung als realisiert, wenn sie mindestens bei einer Änderung des Zugangs 5 der mobilen Station aktualisiert wird, die als Benachrichtigung 6 von mindestens einem AP, hier AP2, an das Verwaltungssystem weitergeleitet wird.
  • Um die Lokalisierung insbesondere für Sicherheits- und Notrufgründe zu optimieren, wird es bevorzugt, die MAC-Adresse (MAC/Media Access Control) der mobilen Station in die Benachrichtigung einzufügen, die von dem AP an den Lokalisierungsserver weitergeleitet wurde. Wie in der Figur mit einer Tabelle gezeigt ist, die den Lokalisierungsserver betrifft, wird die MAC-Adresse für die entsprechende Einstellung der mobilen Station STA1, STA2 verwendet. Außerdem ist es von Vorteil, aber nicht notwendig, eine IP-Adresse der entsprechenden mobilen Station unter Verwendung ihrer MAC-Adresse zu erfassen.
  • Diese IP-Adresse wird vorteilhaft für die Zielbestimmung der mobilen Station durch mindestens einen AP verwendet, wenn eine Paging-Prozedur durchgeführt wird. Letztere kann ausgelöst werden, wenn kein Signal wie eine Zustandsänderung der mobilen Station von mindestens einem AP nach einem vorgegebenen Zeitintervall empfangen wird. Die Paging-Prozedur basiert dann auf dem Senden einer Prüfabfrage von mindestens einem AP an die mobile Station als ein Anwesenheitstest innerhalb des WLAN. In der Figur ist die Einstellung gezeigt, die auf dem Lokalisierungsserver gespeichert wurde, die die MAC-Adresse sowie die IP-Adresse der mobilen Stationen STA1, STA2 umfaßt. Sie zeigt außerdem, daß mehr Informationen wie der Zustand der mobilen Station, die der letzten Benachrichtigung entspricht, hier die "Zuordnung" für beide STA1, STA2, gespeichert werden können. Ebenfalls ein Zeitstempel kann für jede mobile Station vorgesehen sein, der die Zuverlässigkeit der Lokalisierung garantiert. Letzterer kann vorteilhaft in der Paging-Prozedur verwendet werden.
  • Die Benachrichtigungen, die von den AP an das Verwaltungssystem gesendet wurden, werden durch ein Intranet-Netz weitergeleitet, das verschiedene Layer-2-Switches und IP-Router beinhaltet. Folglich könnten diese Benachrichtigungen in dem Verwaltungssystem mit einer nicht chronologischen Reihenfolge empfangen werden. Es ist ein Grund, warum ein Zeitstempel, global und synchronisiert in dem Netzwerk, von Vorteil sein könnte, um die Reihenfolge dieser Benachrichtigungen zu kontrollieren.
  • Die Verwendung des Zeitstempels erfordert, daß die Mehrzahl der AP sowie das Verwaltungssystem synchronisiert werden. In diesem Fall wird ein Zeitstempel in jeder Benachrichtigung eingefügt, die durch den AP an das Verwaltungssystem weiterzuleiten ist, das für eine Lokalisierungseinstellung einer speziellen mobilen Station zu verwenden ist. Dieser Zeitstempel wird die Zeit angeben, zu der die Benachrichtigung durch den AP gesendet wird. Diese Zeit kommt vom Netztakt, der in jedem AP durch das NTP (Network Time protocol – RFC 1305) aufrechterhalten wurde. Ebenfalls ermöglicht diese Zeit dem Verwaltungssystem, mehr Informationen des mobilen Standorts zu geben, zum Beispiel wenn er in eine Funkzelle eintritt oder eine Funkzelle verläßt.
  • Vorteilhaft könnte ein vorgeschlagenes Protokoll WLP (WLAN-Lokalisierungsprotokoll) verwendet werden, um das vorhandene Lokalisierungsverfahren anzuwenden. Das WLP verwendet ein TCP-Paket, das die verschiedenen Zustände der mobilen Station STA überträgt. Dieses Paket wird von einem AP an den WLAN-Lokalisierungsserver jedesmal gesendet, wenn sich eine STA mit einer Funkzelle verbindet oder eine Funkzelle verläßt. Die Integrität der Datenbank des WLAN-Lokalisierungsservers könnte auf dem Zeitstempel basiert sein, der vom AP oder anderer Alternative empfangen wurde. Der Zeitstempel, der den Netztakt angibt und innerhalb der WLP-Pakete eingefügt wurde, ermöglicht, den neuesten Zustand jeder STA aufrechtzuerhalten.
  • Wenn der AP eine "Zuordnungsanforderung" von der STA empfängt, sendet er ein Paket WLP_Presence_Notify an den WLAN-Lokalisierungsserver, der die IEEE-MAC-Adresse der STA, den Zeitstempel und den Zustand der STA (= zugeordnet) überträgt. Wenn der AP eine "Neuzuordnungsanforderung" von der STA empfängt, die während der Handover-Prozedur aufgerufen wurde, sendet er ein Paket WLP_Presence_Notify an den WLAN-Lokalisierungsserver, der die IEEE-MAC-Adresse der STA, den Zeitstempel und den Zustand der STA (= zugeordnet) überträgt. Wenn der AP eine "Anforderung der Zuordnungsaufhebung" von der STA empfängt, sendet er ein Paket WLP_Presence_Notify an den WLAN-Lokalisierungsserver, der die IEEE-MAC-Adresse der STA, den Zeitstempel und den Zustand der STA (= nicht zugeordnet) überträgt.
  • Manchmal kann die STA "plötzlich" die Zelle verlassen, ohne die Zeit zu haben, eine "Zuordnungsaufhebungsprozedur" auszugeben (z.B. augenblicklich die Station ausschalten). Ebenfalls kann sich die STA außerhalb des Funkversorgungsbereiches bewegen. In diesen Fällen wird der AP nicht durch die STA über ihr Verlassen benachrichtigt. Folglich sollte ein dedizierter Mechanismus in dem AP realisiert sein, um die Inaktivität dieser STA zu erkennen. Hierzu wird die Paging-Prozedur angewendet, die von dem AP unter Verwendung möglicherweise eines Pingprotokolls auf IP-Ebene zwischen dem AP und der STA ausgelöst wurde. Sie setzt voraus, daß der AP die IP-Adresse der STA nach der "Zuordnungsprozedur" erhalten hat. Das Verfahren, um eine IP-Adresse von der MAC-Adresse zu erhalten, kann die Verwendung des Inversen ARP-Protokolls (RFC 1293) sein. Diese Paging-Prozedur kann periodisch an alle STA ausgegeben werden, die mit dem AP verbunden sind, oder nach einem vorgegebenen Zeitintervall wie einer Zeit der Inaktivität der IEEE 802.11-Frames jeder STA ausgelöst werden. Die Paging-Prozedur könnte auf IEEE 802.11-Verwaltungsframes wie zum Beispiel Prüfabfrage- und Prüfantwortframes basieren, die in einem aktiven Abtastbetrieb verwendet werden. Um zu erkennen, ob die STA "aktiv" ist, sendet der AP einen Prüfabfrageframe an die STA, die durch einen Prüfantwortframe antworten soll. Heutzutage ist der Standard 802.11 nicht ausreichend klar, um zu erkennen, ob ein AP in der Lage ist, einen Prüfabfrageframe zu senden. Wenn ja, dann ist es die beste Lösung für die Paging-Prozedur. In allen diesen Fällen erzeugt das Verschwinden dieser STA eine Übertragung des Paketes WLP_Presence_Notify an den WLAN-Lokalisierungsserver, der die IEEE-MAC-Adresse der STA, den Zeitstempel und den Zustand der STA (= abwesend) überträgt.
  • Das Paket WLP_Presence_Notify ist ein TCP-Paket und könnte mit dem folgenden Format strukturiert sein:
    • • Quell-MAC-Adresse = IEEE-MAC-Adresse des AP in dem leitungsgebundenen Netz;
    • • Ziel-MAC-Adresse = IEEE-MAC-Adresse des WLAN-Lokalisierungsservers;
    • • Quell-IP-Adresse = IP-Adresse des AP;
    • • Ziel-IP-Adresse = IP-Adresse des WLAN-Lokalisierungsservers;
    • • TCP-Nutzinformationen:
    • • MAC-Adresse der STA = IEEE-MAC-Adresse der STA, die die AP-Zelle verläßt oder sich mit ihr verbindet;
    • • Zustand der STA = zugeordnet oder nicht zugeordnet oder abwesend;
    • • Zeitstempel = Taktformat wie in RFC 1305 definiert.
  • Das Verwaltungssystem, hier als ein Lokalisierungsserver, verwaltet eine Tabelle mit einem Mapping zwischen der MAC-Adresse der STA, der IP-Adresse des AP, dem Zustand und dem Zeitstempel der STA. Beim Empfangen des Paketes WLP_Presence_Notify aktualisiert der Server den neuen Zustand der STA, prüft, daß der Zeitstempel der neueste ist. Wenn der Server einen älteren Zeitstempel verglichen mit dem in der Tabelle erhalten hat, ignoriert er das Paket WLP_Presence_Notify. Dieser Fall kann zum Beispiel auftreten, wenn eine STA eine Handover-Prozedur von einem AP1 (Zuordnungsanforderung) an einen AP2 (Neuzordnungsanforderung) ausgibt. Man kann sich vorstellen, daß das Paket WLP_Presence_Notify, das von dem AP1 gesendet wurde, an dem Server ankommt, nachdem das Paket von dem AP2 gesendet wurde.
  • Dieses Verfahren, das den Zeitstempel verwendet, bietet einen Vorteil, da es völlig transparent für die mobile Station ist. Eine Alternative ist vorhanden, die den Zeitstempel verwendet, der lokal durch die STA statt der Netzzeit erzeugt wurde und das gleiche Prinzip einhält, wie vorher definiert ist. In diesem Fall fügt die STA ihre Ortszeit bei jeder Zuordnungsanforderung, Neuzuordnungsanforderung oder Anforderung der Zuordnungsaufhebung über ein neues Feld ein, das in den 802.11-Frames zu definieren ist. Anschließend überträgt das Paket WLP_Presence_Notify innerhalb der TCP-Nutzinformationen das Zeitstempelfeld, das den Systemtakt der STA enthält. Folglich speichert der Server die Informationen der STA von dem Paket WLP_Presence_Notify mit der neuesten Zeit.
  • Statt der Verwendung des Zeitstempels von dem Netztakt oder dem Systemtakt in der STA könnte eine andere Alternative auf der Basis einer Folgenummer verwendet werden, um die letzte Zuordnung der STA abzuschätzen. Die Folgenummer ist die Nummer, die verwendet wird, und in dem Standard IEEE 802.11 definiert ist. Sie ist ein Zähler-Modulo 4096, das durch die STA hochgezählt und in jeden übertragenen Daten- und Verwaltungsframe eingefügt wird. Wenn der AP eine "Zuordnungsanforderung" oder "Neuzuordnungsanforderung" oder "Anforderung zur Zuordnungsaufhebung" empfangen hat, sendet er ein WLP-Paket an den WLAN-Lokalisierungsserver, der diese Folgenummer statt des Zeitstempels überträgt. Es wird angenommen, daß diese Folgenummer, die durch die STA gesendet wurde, in einem nichtflüchtigen Speicher (NVM/Non Volatile Memory) in der mobilen Station gespeichert wird und nach einer Ausschalt-/Einschaltprozedur nicht zurückgesetzt werden soll. Die andere Annahme kommt von dem Standard IEEE 802.11, der eine einzelne Zuordnung für jede STA zu einer vorgegebenen Zeit definiert. Die Integrität des Lokalisierungsservers basiert auf einem Algorithmus, der diese Folgenummer verwendet, die ermöglicht die neueste Folgenummer abzuschätzen. Der Vorteil dieser Lösung ist, daß sie auf dem Produkt des Standards 802.11 (AP, STAs) basiert, ohne neue Funktionsmerkmale hinzuzufügen (Netztaktsynchronisation oder Systemtaktverwaltung in der STA). Das Problem ist, daß es schwierig ist, die Konzeption der "älteren" oder "neueren" Folgenummer zu definieren, da es ein 12-Bit-Zähler ist, der schnell höhergezählt wird. Eine Entwicklung des Standards 802.11 könnte derart sein, daß eine Folgenummer für die Frames der "Zuordnungsanforderung", "Anforderung der Zuordnungsaufhebung", "Neuzuordnungsanforderung" reserviert wird, die ermöglicht, ein langsameres Höherzählen zu haben.
  • Figure 00140001

Claims (13)

  1. Ein Verfahren zur Lokalisierung einer mobilen Station innerhalb des Umkreises eines drahtlosen lokalen Netzes (WLAN/Wireless Local Area Network), das aus einer Mehrzahl von Zugangspunkten (AP/Access Points) aufgebaut ist, die in mindestens einer bekannten relativen Beziehung zueinander positioniert sind und mit mindestens einem zentralen WLAN-Lokalisierungsserver gekoppelt sind, der ein Verwaltungssystem enthält, während das Verfahren die Schritte umfaßt: • Weiterleiten von mindestens einem AP einer Benachrichtigung des Zugangs einer mobilen Station zu dem WLAN-Lokalisierungsserver über das WLAN; • Definieren durch das Verwaltungssystem gemäß der vorhergehenden Benachrichtigung einer Einstellung, die dem Aufenthaltsort der mobilen Station in dem WLAN entspricht; • gekennzeichnet durch • die Verwendung eines Internet-Protokoll-Netzes in der Verbindung zwischen dem WLAN-Lokalisierungsserver und den Zugangspunkten und • die Verwendung eines zentralen Verwaltungssystems für Zugangspunkte • das Halten der Einstellung der mobilen Station als realisiert, wenn sie mindestens bei einer Änderung des Zustandes der mobilen Station über das Internet-Protokoll-Netz und das WLAN-Netz aktualisiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine MAC-Adresse (MAC/Media Access Control) der mobilen Station Teil der entsprechenden Weiterleitungsbenachrichtigung von dem AP an den WLAN-Lokalisierungsserver ist, der das Verwaltungssystem ausführt, das für die entsprechende Einstellung zu verwenden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der AP eine Benachrichtigung an das Verwaltungssystem ebenfalls bei einer empfangenen Zustandsänderung wie eine Zuordnung, eine Aufhebung der Zuordnung oder Neuzuordnung der entsprechenden mobilen Station weiterleiten wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren außerdem den Schritt des Auslösens einer Paging-Prozedur umfaßt, wenn kein Signal wie eine Zustandsänderung der mobilen Station durch mindestens einen AP nach einem vorgegebenen Zeitintervall empfangen wird, wobei die Paging-Prozedur auf dem Senden einer Prüfabfrage von mindestens einem AP an die mobile Station als ein Anwesenheitstest innerhalb des WLAN basiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß bei dem ersten Zugang der mobilen Station zu dem WLAN eine Prozedur ausgelöst wird, um eine IP-Adresse der entsprechenden mobilen Station unter Verwendung ihrer MAC-Adresse zu erfassen, wobei die IP-Adresse für die Zielbestimmung der mobilen Station verwendet wird, wenn die Paging-Prozedur durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß eine Ortszeit oder Folgenummer, die von einer mobilen Station stammt und von der mobilen Station an den AP zu senden ist, mindestens Teil der entsprechenden Weiterleitungsbenachrichtigung von dem AP an das Verwaltungssystem sein wird, das für die entsprechende Einstellung zu verwenden ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der AP sowie das Verwaltungssystem synchronisiert werden, so daß ein Zeitstempel in jeder Benachrichtigung eingefügt wird, die durch den AP an das Verwaltungssystem weiterzuleiten ist, das für eine Lokalisierungseinstellung einer speziellen mobilen Station zu verwenden ist.
  8. Ein Verwaltungssystem, das eine Software in einem WLAN-Lokalisierungsserver ist, der mit einer Mehrzahl von Zugangspunkten (AP) gekoppelt ist, die ein Wireless Local Area Network (WLAN) definieren und die in mindestens einer bekannten relativen Beziehung zueinander positioniert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Verwaltungssystem Module enthält, um die Übersicht über jede mobile Station in dem Umkreis des WLAN zu behalten, wobei das Verwaltungssystem Module enthält, um eine Benachrichtigung des Zugangs einer mobilen Station zu dem WLAN von mindestens einem AP über ein IP-Netz zu empfangen, wobei ein weiteres Modul dem Verwaltungssystem ermöglicht, eine Einstellung zu definieren, die dem Aufenthaltsort der mobilen Station in dem IP-Netz und WLAN entspricht, und ein weiteres Modul die Einstellung als realisiert hält durch ihr Aktualisieren mindestens bei einer Zustandsänderung des Zugangs der mobilen Station, die als Benachrichtigung von mindestens einem AP an das Verwaltungssystem weiterzuleiten ist.
  9. Verwaltungssystem nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens ein Server ist, der angepaßt daran ist, mit der Mehrzahl der AP unter Verwendung des Internet-Protokolls zu kommunizieren.
  10. Ein Lokalisierungssystem für eine mobile Station innerhalb des Umkreises eines Wireless Local Area Network (WLAN), das aus einer Mehrzahl von Zugangspunkten (AP) aufgebaut ist, nach Anspruch 12, die in mindestens einer bekannten relativen Beziehung zueinander positioniert werden und mit mindestens einem Verwaltungssystem in einem WLAN-Lokalisierungsserver nach Anspruch 8 gekoppelt sind.
  11. Lokalisierungssystem nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, daß das Lokalisierungssystem eine Paging-Prozedur-Einrichtung aufweist, die durch mindestens einen AP ausgelöst wird, wenn kein Signal wie eine Zustandsänderung der mobilen Station durch mindestens einen AP nach einem vorgegebenen Zeitintervall empfangen wird, wobei die Paging-Prozedur-Einrichtung auf dem Senden einer Prüfabfrage von dem AP an die mobile Station als ein Anwesenheitstest innerhalb des WLAN basiert.
  12. Ein Zugangspunkt, der Teil eines Wireless Local Area Network(WLAN) ist, das aus einer Mehrzahl von Zugangspunkten (AP) aufgebaut ist, die in mindestens einer bekannten relativen Beziehung zueinander positioniert sind und mit mindestens dem WLAN-Lokalisierungsserver gekoppelt sind, der angepaßt ist, um ein Verwaltungssystem nach Anspruch 8 auszuführen, während der AP dadurch gekennzeichnet ist, daß er eine Schnittstelle aufweist, die mit dem WLAN-Lokalisierungsserver über ein IP-Netz zu verbinden ist, und der angepaßt ist, um an das Verwaltungssystem eine Benachrichtigung des empfangenen Zugangs der mobilen Station an das WLAN zu senden, und der angepaßt ist, um Einstellungen für die mobile Station in dem Umkreis des WLAN zu empfangen.
  13. Zugangspunkt nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, daß der AP eingestellt wird, um an das Verwaltungssystem eine Benachrichtigung ebenfalls bei einer empfangenen Zustandsänderung wie einer Zuordnung, einer Zuordnungsaufhebung oder einer Neuzuordnung einer mobilen Station weiterzuleiten.
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