DE112005001761T5

DE112005001761T5 - System, Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen und Verwenden einer Position von drahtlosen Vorrichtungen oder einer Infrastruktur zur Verbesserung eines drahtlosen Netzes

Info

Publication number: DE112005001761T5
Application number: DE112005001761T
Authority: DE
Inventors: Theodore S. Austin Rappaport; Roger S. Austin Skidmore; Veera Austin Anantha; Eric Corvallis Reifsnider
Original assignee: Wireless Valley Communications Inc
Current assignee: Wireless Valley Communications Inc
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-22
Publication date: 2007-05-24
Also published as: KR20070089119A; US20060019679A1; WO2006012554A2; WO2006012554A3; US8019352B2

Abstract

System zum Orten der Position von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) in einer physischen Umgebung, mit:
einem ortspezifischen Umgebungsmodell der physischen Umgebung, das Darstellungen einer Mehrzahl von drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt sind, aufweist;
einer Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503), wobei jede derselben einem spezifischen Punkt (804; 1504) in der physischen Umgebung, die durch das ortspezifische Umgebungsmodell modelliert ist, zugeordnet ist, und jede eine oder mehrere HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) aufweist;
einer oder mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508), die bei einem oder mehreren Orten in der physischen Umgebung positioniert oder positionierbar sind, wobei die eine oder mehreren Messvorrichtungen HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken messen;
einer Computersteuerung (104), die gemessene HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken mit HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken in der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) vergleicht (1002) und einen oder mehrere Orte von...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf computerisierte Systeme, die verwendet werden, um Netzleistungscharakteristika bzw. Netzverhaltenscharakteristika von drahtlosen Kommunikationsnetzen vorherzusagen und zu verwalten, und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Bestimmen und zum Verwenden einer Position von drahtlosen Vorrichtungen und einer Infrastruktur in einer Umgebung durch Kombinieren von gemessenen Signaldaten mit einem Tabellennachschlagen von entsprechenden Positionen, um neue Merkmale zu liefern, die für zukünftige drahtlose Netze kritisch sind.
BESCHREIBUNG DES HINTERGRUNDS
So wie die Verwendung einer Datenkommunikation zunimmt, wird die Fähigkeit, eine Position von drahtlosen Vorrichtungen, die durch das Netz erfassbar sind, für Netzingenieure, die Zellentelefonsysteme, Funkrufsysteme bzw. Paging-Systeme, drahtlose oder verdrahtete Computernetze oder neue drahtlose Systeme und Techniken, wie z. B. persönliche Kommunikationsnetze, drahtlose Lokalbereichsnetze (WLAN; WLAN = Wireless Local Area Network), Ultrabreitbandnetze, RF-ID-Netze bzw. HFID-Netze, ZigBee-Netze und drahtlose WiFi/WiMax/Gitter-Last-Mile-Netze entwerfen, aufstellen und warten müssen, schnell ein wichtiger Punkt. Ein ähnlicher Bedarf taucht bei Drahtlos-Internetdienstanbietern (WISP; WISP = Wireless Internet Service Provider) auf, die drahtlose Verbindungen zu ihren Kunden liefern bzw. anbieten und auf rechterhalten müssen. Notfalldienste, eine Netzsicherheit, eine Netzfehlersuche und eine Netzdienstqualität sind lediglich ein paar Anwendungen der Positionsbestimmungstechnik.
Die Verwendung von vorhersagenden Modellen beim Entwerfen und Warten von drahtlosen Netzen wird eine Standardindustriepraxis. Schnelle technische Entwurfs-, Aufstellungs- und Verwaltungsverfahren für Mikrozellensysteme und drahtlose In-Gebäude-Systeme sind für einen aufwandseffizienten Ausbau und einen laufenden Betrieb lebenswichtig. Die aufgestellte drahtlose Infrastruktur bewegt sich hin zu paketbasierten Sendungen, und der Außenzellenfunk ergänzt möglicherweise bald die drahtlose In-Gebäude-LAN-Technik. Siehe „Wireless Communications: Past Events and a Future Perspective" von T.S. Rappaport et al., IEEE Communications Magazine, Juni 2002 (eingeladen); und "Research Challenges in Wireless Networks: A Technical Overview, von S. Shakkottai und T.S. Rappaport bei dem Proceeding of the Fifth International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications, Honolulu, HI, Oktober 2002, (eingeladen).
Die Platzierung und Konfiguration von drahtloser und verdrahteter Ausstattung, wie z. B. Routern bzw. Weiterleitungseinrichtungen, Hubs, Switches bzw. Schaltern, Zellenorten, Kabeln, Antennen, Verteilungsnetzen, Empfängern, Sendeempfängern, Sendern, Repeatern bzw. Zwischenverstärkern, Zugriffspunkten oder HF-ID-Tag-Lesern ist sowohl von einem Standpunkt des Aufwands als auch der Leistung gesehen kritisch. Der Entwurfsingenieur oder ein Netz-Betreiber, -Verwalter oder -Einrichter, sollten unabhängig davon, ob dieselben technisch ausgebildet sind oder nicht, sowohl vorzugsweise fähig sein, vorherzusagen, wie viel Störung von anderen drahtlosen Systemen erwartet werden kann und wo sich die Störung in der Umgebung selbst zeigt, als auch fähig sein, Netzbenutzer oder andere Einheiten zu orten. In vielen Fällen stört sich das drahtlose Netz selbst, was den Entwerfenden dazu zwingt, viele unterschiedliche Ausstattungskonfigurationen gründlich zu analysieren, um eine geeignete Leistung bzw. ein geeignetes Verhalten zu erreichen. Manchmal ist eine Stromverkabelung lediglich bei begrenzten Stellen in einem Gebäude oder einem Campus verfügbar, oder mögliche Ausstattungsorte sind anders beschränkt, und so muss eine Entscheidung hinsichtlich der geeigneten Position und Menge der Ausstattung und ihrer geeigneten Kanalzuweisungen und einer anderen Konfiguration gefällt werden. Vorhersageverfahren, die bekannt sind und in der Literatur verfügbar sind, liefern für viele Fälle gut akzeptierte Verfahren zum Berechnen der Abdeckung bzw. Versorgung oder von Störungswerten.
Abhängig von den Entwurfszielen oder Betriebsbevorzugungen kann die Leistung eines drahtlosen Kommunikationssystems Kompromisse oder eine Kombination von einem oder mehreren Faktoren betreffen. Der Gesamtbereich, der beispielsweise mit einer angemessenen Empfangs- oder Funksignalstärke (RSSI; RSSI = Radio Signal Strength) abgedeckt bzw. versorgt wird, der Bereich, der mit angemessenen Datendurchsatzpegeln versorgt wird, und die Zahl von Kunden, die durch das System mit einer gewünschten Dienstqualität oder mit Durchschnitts- oder Momentan-Bandbreiten, -Zuweisungen oder -Verzögerungen bedient werden kann, sind unter den entscheidenden Faktoren, die durch Netzfachleute beim Planen einer Platzierung einer Kommunikationsausstattung, die das drahtlose System aufweist, verwendet werden, obwohl sich diese Parameter sowohl mit der Zeit und dem Raum als auch mit der Zahl und dem Typ von Benutzern und ihrer Verkehrsbeanspruchung ändern.
Ein hochgenaues Verfahren zum geeigneten Bestimmen der angemessenen Platzierung einer Ausstattung und von effizienten Betriebscharakteristika eines Mehr-Sender-Netzes (wie z. B. eines drahtlosen LAN mit vielen Zugriffspunkten über einen Campus) sind zur Verwendung bei der ursprünglichen Einrichtung und beim Hochstarten eines Netzes bevorzugt. Mit einem gegebenen zuverlässigen Verfahren zum Vorhersagen der Funkwellenausbreitungsumgebung und der HF-Kanalcharakteristika für jede gegebene Position in der physischen Umgebung kann die Wechselwirkung zwischen mobilen oder festen drahtlosen Benutzern und dem Kommunikationsnetz, die Leistung von jedem gegebenen vorgeschlagenen oder existierenden Kommunikationsnetz vorhergesagt werden. Diese Fähigkeit ermöglicht es Entwurfsingenieuren und Netzarchitekten, die Leistung einer vorgeschlagenen Anordnung und Konfiguration einer Netzausstat tung, bevor eine Investition vorgenommen wird, um das Netz aufzustellen, zu bestimmen und zu analysieren.
Die Leistung eines drahtlosen Kommunikationssystems kann durch Bestimmen von einer oder mehreren HF-Kanalcharakteristika genähert werden, wobei sich die HF-Kanalcharakteristika auf alle messbaren Parameter, die typischerweise einem Funkkanal in einem Kommunikationsnetz zugeordnet sind, beziehen, wie z. B., jedoch nicht darauf begrenzt, einen Wegeverlust, eine Empfangssignalstärkenintensität (RSSI; RSSI = Recieved Signal Strength Intensity), ein Systemrauschen (SNR), eine Systemstörung (SIR), Verzögerungsstreuungspegel, eine Bitfehlerrate (BER; BER = Bit Error Rate), eine Rahmenfehlerrate (FER; FER = Frame Error Rate), eine Paketfehlerrate (PER; PER = Packet Error Rate), eine Dienstqualität (QoS; QoS = Quality of Service), einen Paketdurchsatz, eine Paketlatenz, einen Paket-Jitter bzw. ein Paket-Zittern, einen Ausfall, einen Verkehr, eine Kapazität, eine Bandbreitenverwendung, eine Rufrate, eine Rufdauer, eine Zuordnungsrate, eine Rufaufgaberate bzw. Drop Call Rate, eine Rufblockierungsrate bzw. Block Call Rate, eine Paketkollisionsrate, Übergaben bzw. Handoffs, einen Einfallswinkel, ein Leistungsverzögerungsprofil und andere gut bekannte quantifizierbare Charakteristika. Hochfrequenz- (HF-) Kanalcharakteristika, wie z. B. diese, sind unter Verwendung von Fachleuten gut bekannten Verfahren vorhersagbar. Bevorzugte Verfahren zum Vorhersagen der HF-Kanalcharakteristika sind in dem US-Patent Nr. 6,317,599 mit dem Titel „Method and System for Automated Optimization of Antenna Positioning in 3-D" von Rappaport et al. und in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/830,445 mit dem Titel „System and Method for Ray Tracing Using Reception Surfaces" von Skidmore et al., die beide hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind, umrissen. Wenn dann eine zuverlässige Transformation zwischen den HF-Kanalcharakteristika und den Endbenutzer-Transportschichtleistungscharakteristika eingerichtet ist, kann die Endbenutzer-Transportschichtleistung zuverlässig vorhergesagt werden, wie es in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/830,446 mit dem Titel „System and Method for Predicting Network Performance and Position Using Multiple Table Lookups" von Skidmore et al. beschrieben ist.
Forschungsanstrengungen durch viele haben versucht, eine Funkwellenausbreitung nachzubilden bzw. zu modellieren und vorherzusagen. Arbeiten der AT&T-Laboratories, Brooklyn Polytechnic and Virginia Tech sind beispielsweise in den Abhandlungen und technischen Berichten mit dem Titel S. Kim, B. J. Guarino, Jr., T. M. Willis III, V. Erceg, S. J. Fortune, R. A. Valenzuela, L. W. Thomas, J. Ling und J. D. Moore, „Radio Propagation Measurements and Predictions Using Three-dimensional Ray Tracing in Urban Environments at 908 MHZ and 1.9 GHz", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Band 48, Nr. 3, Mai 1999 (im Folgenden „Radio Propagation"); L. Piazzi, H. L. Bertoni „Achievable Accuracy of Site-Specific Path-Loss Predictions in Residential Environments", IEEE Transactions on Vehicular Technology, Band 48, Nr. 3, Mai 1999 (im Folgenden "Site-Specific"); G. Durgin, T. S. Rappaport, H. Xu, "Measurements and Models for Radio Path Loss and Penetration Loss In and Around Homes and Trees at 5.85 GHz", IEEE Transactions on Communications, Band 46, Nr. 11, November 1998; T. S. Rappaport, M. P. Koushik, J. C. Liberti, C. Pendyala und T. P. Subramanian, „Radio Prapagation Prediction Techniques and Computer-Aided Channel Modeling for Embedded Wireless Microsystems", ARPA Annual Report, MPRG Technical Report MPRG-TR-94-12, Virginia Tech, Juli 1994; T. S. Rappaport, M. P. Koushik, C. Carter und M. Ahmed, „Radio Propagation Prediction Techniques and Computer-Aided Channel Modeling for Embedded Wireless Microsystems", MPRG Technical Report MPRG-TR-95-08, Virginia Tech, Juli 1994; T. S. Rappaport, M. P. Koushik, M. Ahmed, C. Carter, B. Newhall und N. Zhang, „Use of Topographic Maps with Building Information to Determine Antenna Placements and GPS Satellite Coverage for Radio Detection and Tracking in Urban Environments", MPRG Technical Report MPRG-TR-95-14, Virginia Tech, September 1995; T. S. Rappaport, M. P. Koushik, M. Ahmed, C. Carter, B. Newhall, R. Skidmore und N. Zhang, „Use of Topographic Maps with Building Information to Determine Antenna Placement for Radio Detection and Tracking in Urban Environments", MPRG Technical Report MPRG-TR-95-19, Virginia Tech, November 1995; S. Sandhu, M. P. Koushik und T. S. Rappaport, „Predicted Path Loss for Roslyn, VA, Second set of predictions for ORD Project on Site Specific Propagation Prediction", MPRG Technical Report MPRG-TR-95-03, Virginia Tech, März 1995, T. S. Rappaport et al., „Indoor Path Loss Measurements for Homes and Apartments at 2.4 und 5.85 GHz, von Wireless Valley Communications, Inc., 16. Dezember 1997; Russell Senate Office Building Study, Project Update, Roger R. Skidmore et al. für Joseph T. Loring & Associates; „Assessment and Study of the Proposed Enhancements of the Wireless Communications Environment of the Russell Senate Office Building (RSOB) and Associated Utility Tunnels", AoC Contract # Acbr96088, vorbereitet für das Büro des Architekten des Capitols, 20. Februar 1997; „Getting In", R. K. Morrow Jr. und T. S. Rappaport, 1. März 2000, Wireless Review Magazine; und „Isolating Interference" von T. S. Rappaport, 1. Mai 2000, Wireless Review Magazine, „Site Specific Indoor Planning" von R. K. Morrow, Jr., März 1999, Applied Microwave and Wireless Magazine, „Predicting RF coverage in large environments using ray-beam tracing and partitioning tree represented geometry", von Rajkumar et al, Wireless Networks, Band 2, 1996, „Cool Cloud Wireless LAN Design Gudelines and User Traffic Modeling for In-Store Use (Teil 1: System Deployment" TR November 2003, WNCG University of Texas von J. K. Chen und T. S. Rappaport und „Cool Cloud Wireless LAN Design Guidelines and User Traffic Modeling for In-Store Use", (Teil 2; Traffic Statistics), von C. Na und T. S. Rappaport, November 2003, A. Verstak, N. Ramakrishnan, K. K. Bae, W. H. Tranter, L. T. Watson, J. He, C. A. Shaffer, T. S. Rappaport, „Using Hierarchical Data Mining to Characterize Performance of Wireless „System Configurations", eingereicht bei ACM Transactions on Modelling and Computer Simulation, August 2002, beschrieben.
Das globale Positionsbestimmungssystem bzw. Global-Positioning-System (GPS) ist eine gut bekannte Positionsbestimmungstechnik, die weitverbreitet verwendet ist. Das Global-Positioning-System stützt sich auf eine drahtlose Vorrichtung, die Funksignale von einem oder mehreren umkreisenden Satelliten empfängt. Durch Korrelieren der empfangenen Funksignale von jedem Satelliten mit der vorher existierenden Kenntnis der genauen Position von jedem Satelliten in dem Moment, in dem die Signale empfangen werden, kann die GPS-Vorrichtung die Position derselben auf der Erde betreffend eine geographische Breite, eine geographische Länge und eine Höhe schätzen. Existierende GPS-Systeme stützen sich weder auf ein ortspezifisches Modell der Umgebung noch erwägen dieselben die Verwendung eines Leistungsnachsschlagtabellen-Nachschlagens, um gemessene HF-Kanalcharakteristika mit einer Position zu korrelieren.
Airespace^TM liefert das Airespace Control System (ACS), eine Verwaltungssoftwareanwendung für ein drahtloses Lokalbereichsnetz (WLAN), die einige begrenzte Fähigkeiten zum Bestimmen der Position von mobilen Client-Vorrichtungen bzw. Kunden-Vorrichtung aufweist. Das ACS verwendet ein grobes zweidimensionales Modell einer In-Gebäude-Umgebung mit bekannten Positionen von Zugriffspunkten. Die Zugriffspunkte können Empfangssignalstärkenintensitäts- (RSSI-) Informationen für drahtlose Client-Vorrichtungen messen und diese Informationen zu dem ACS kommunizieren. Das ACS verwendet dann ein Verfahren, auf das als ein Fingerabdruckabnehmen bzw. Fingerprinting Bezug genommen ist, bei dem die gemessenen RSSI-Daten für die Client-Vorrichtungen mit vorhergesagten RSSI-Daten bei verschiedenen Positionen verglichen werden. Ein solches Verfahren ist durch nicht in Betracht ziehen von anderen HF-Kanalcharakteristika oder der aktuellen Netzbetriebsbedingungen begrenzt. Das Verfahren verwendet zusätzlich kein Gitter mit einer oder mehreren Leistungsnachschlagtabellen, die jedem Knoten zugeordnet sind, und befasst sich nicht mit einer dreidimensionalen Umgebung.
Ekahau^TM liefert das Real-Time-Locationing-System (RTLS) bzw. Echtzeit-Ortungs-System zum Bestimmen der Position von mobilen drahtlosen Vorrichtungen in einem WLAN. Das RTLS verwendet ein grobes zweidimensionales Modell von einer In-Gebäude-Umgebung. Das RTLS stützt sich auf große Mengen von gemessenen RSSI-Daten, die mit Positionen in der Umgebung korreliert wurden. D. h., um eine Position unter Verwendung des RTLS zu bestimmen, muss man zuerst die fragliche Umgebung physisch besuchen und umfassende gemessene RSSI-Informationen unter Verwendung einer tatsächlichen drahtlosen Client-Vorrichtung sammeln. Diese gemessenen RSSI-Informationen werden dann mit Positionen in der Umgebung korreliert. Zu einem späteren Zeitpunkt vergleicht das RTLS gemessene RSSI-Daten, die von Drahtlosausstattungs-Überwachungs- und Messvorrichtungen empfangen werden, mit den vorher gemessenen RSSI-Daten. Durch diesen Vergleich wird die Position einer drahtlosen Vorrichtung bestimmt. Das Ekahau-RTLS befasst sich weder mit einem Verwenden von vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika oder mit einem Nachschlagen in einer Leistungsnachschlagtabelle, wie es hierin beschrieben ist, zieht nicht die aktuelle Netzbetriebsbedingung in Betracht noch befasst sich das RTLS mit einer dreidimensionalen Umgebung.
Newbury Networks^TM liefert den WiFi-Workplace^TM, eine Softwareanwendung, die entworfen ist, um verbesserte Sicherheits- und Positionsbestimmungs-Fähigkeiten für WLAN zu liefern. Der WiFi-Workplace verwendet ein grobes zweidimensionales Modell von einer In-Gebäude-Umgebung. Der WiFi-Workplace stützt sich auf große Mengen von gemessenen RSSI-Daten, die mit Positionen in der Umgebung korreliert wurden. D. h., um eine Position unter Verwendung des WiFi-Workplace zu bestimmen, muss man zuerst die fragliche Umgebung physisch besuchen und umfassende gemessene RSSI-Informationen unter Verwendung einer tatsächlichen drahtlosen Client-Vorrichtung sammeln. Diese gemessenen RSSI-Informationen werden dann mit Positionen in der Umgebung korreliert. Zu einem späteren Zeitpunkt vergleicht der WiFi-Workplace^TM gemessene RSSI-Daten, die von den Drahtlos-Ausstattungs-Überwachungs und Meß-Vorrichtungen empfangen werden mit den vorher gemessenen RSSI-Daten. Durch diesen Vergleich wird die Position einer drahtlosen Vorrichtung bestimmt. Newbury Networks^TM befasst sich weder mit einem Verwenden von vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika oder einem Nachschlagen von Leistungsnachschlagtabellen, wie hierin beschrieben ist, zieht nicht die aktuelle Netzbetriebsbedingung in Betracht noch befasst sich der WiFi-Workplace^TM mit einer dreidimensionalen Umgebung.
Verschiedene Systeme und Verfahren sind zusätzlich im Hinblick auf die Identifizierung des Orts von mobilen Clients, die in einem drahtlosen Netz wandern bzw. roamen, bekannt. Auf solche Systeme und Verfahren wird allgemein als Positionsortverfahren Bezug genommen, und dieselben sind auf dem Gebiet für ihre Fähigkeit bekannt, die HF-Charakteristika des Sendesignals zu oder von einer mobilen Vorrichtung als einen Bestimmungsfaktor für die Position der mobilen Vorrichtung zu verwenden. Verschiedenen Abhandlungen, wie z. B. P. Bahl, V. Padmanabhan und A. Balachandran „A Software System for Locating Mobile Users: Design, Evaluation and Lessons", April 2000, stellen verschiedene Verfahren zum Durchführen einer groben Positionsortung aus Signalstärkemessungen dar.
Andere Unternehmen, wie z. B. AirTight, Polaris Wireless und das Radio-Camera-Konzept von US Wireless (jetzt defunct) verwenden die Signalstärke, um die Position von drahtlosen Benutzern zu schätzen. Das US-Patent 6,674,403 an Gray et al., das US-Patent 6,664,925 an Moore et al., das US-Patent 6,799,047 an Bahl et al., das US-Patent 6,259,924 an Alexander, Jr. et al., das US-Patent 6,256,506 an Alexander, Jr. et al., das US-Patent 6,466,938 an Goldberg und die Patentanmeldung 20020028681 an Lee et al. behandeln das Schätzen von Positionsorten unter Verwendung von Datenbanken von Messungen. Einige der vorliegenden Erfinder haben zusätzlich die anhängige US-Patentanmeldung, Serien-Nr. 10/386,943 mit dem Titel „System and Method for Automated Configuration of Transceivers For Obtaining Desired Network Performance Objectives" und die anhängige US-Patentanmeldung, Serien-Nr. 10/830,446 mit dem Titel "System and Method for Prediction Network Perfomance and Position Location Using Multiple Table Lookups" eingereicht. Keines der im Vorhergehenden erwähnten Systeme, Verfahren oder Techniken befasst sich mit den neuen Fähigkeiten und Merkmalen, die aus der Kenntnis der Position stammen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein Netzverwaltungssystem (NMS; NMS = Network Management System) dar, das durch ortsspezifische Simulationen ermächtigt ist. Das NMS sieht Merkmale zum Erzeugen eines virtuellen Modells einer Heim/Büro/Unternehmens-Umgebung, zum Berechnen von erwarteten Netzdienstbereichen und einer Dienstqualität, zum Bestimmen der Platzierung und der Konfiguration einer Netzausstattung in der modellierten bzw. nachgebildeten Umgebung, zum Überwachen und/oder Steuern der Netzausstattung, um die Vollständigkeit des Netzes aufrechtzuerhalten, und/oder zum Liefern von Endbenutzerdiagnoseinformationen zu der Netzleistung vor. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung geben NMS-Benutzer ortspezifische Grundinformationen, die die Umgebung, in der das Netz aufge stellt wird, beschreiben, schnell ein. Die ortspezifischen Informationen können, sind jedoch nicht darauf begrenzt, den Ort und die Hochfrequenzausbreitungscharakteristika von Hindernissen, den Ort von Netzhardware und die erwartete Verteilung von Clients und die erforderliche Quality of Service bzw. Dienstqualität derselben aufweisen.
Die Hochfrequenzausbreitungscharakteristika von Hindernissen und andere detaillierte technische Informationen, die zum Verwalten des Netzes nützlich sind, können abstrahiert werden, um das NMS leichter verwenden zu können. Der Benutzer kann beispielsweise anzeigen, dass eine Wand von der Hindernisklasse „Trockenwand" ist, und diese Klassifizierung kann als einen 3-dB-Verlust der Signalleistung bei 2400 MHz für eine Signalleistung, die sich durch die Wand ausbreitet, implizierend interpretiert werden. Detaillierte HF-Charakteristika für verschiedene Hindernisse und/oder Klassen von Hindernissen sind in inneren Tabellen, die auf günstigerweise vertraute und abstrakte Namen, die für nichttechnische NMS-Benutzer erkennbar und bedeutungsvoll sind, abgebildet sind, gespeichert.
Sobald der NMS-Benutzer das NMS verwendet hat, um ein virtuelles Modell der HF-Umgebung zu erzeugen, wie es in dem vorhergehenden Absatz erörtert ist, schreitet die durch das ortspezifische Modell befähigte NMS-Software fort, um entwickelte HF-Ausbreitungs- und HF-Verbindungs-Etat-Berechnungen zu verwenden, um das Verhalten des Netzes zu simulieren. Zahlreiche Charakteristika, die für den NMS-Benutzer bedeutungsvoll sind, können am offensichtlichsten die erwartete Datenrate und/oder den Durchsatz für das Netz an Probeorten in dem Bereich der Aufstellung in dem Heim oder der Einrichtung aufweisend, jedoch ferner, jedoch nicht darauf begrenzt, die Empfangssignalleistung, Störung, das Rauschen und verschiedene abgeleitete Größen, wie z. B. das Signal-Rausch-Verhältnis, das Signal-Störungs-Verhältnis und andere abgeleitete Größen, aufweisend textlich, numerisch oder graphisch berechnet und angezeigt werden.
Da erwartet wird, dass der Benutzer einen großen Wert auf einen hohen Abstraktionsgrad und einen hohen Vereinfachungsgrad legt, ist die Darstellung des Verhaltens des Netzes bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung optional als eine einfache graphische Darstellung darüber verfügbar, welche Bereiche der Aufstellung (z. B. welche Räume in dem Gebäude) einen zufriedenstellenden Dienst aufweisen, wobei „zufriedenstellend" auf Industrienormen oder andere wünschenswerte Standardwerte vorgegeben und durch den Benutzer konfigurierbar ist. Das NMS liefert beispielsweise bei dem aktuellen Ausführungsbeispiel der Erfindung eine einfache graphische Darstellung einer grünen Überlagerung über einen Stockwerksplan eines Gebäudes, wobei die grüne Überlagerung oder „Füllung" jene Bereiche der Einrichtung markiert, in denen die simulierte Datenrate, die durch ein drahtloses 802.11g-Netz geliefert wird, mindestens 54 Mbps ist. Da ortspezifische Informationen über die Gebäudeumgebung verwendet werden, um eine erwartete Netzleistung zu berechnen, empfängt der durch ortspezifische Informationen befähigte NMS-Benutzer ein genaueres Bild der erwarteten Netzleistung, ein Bild, das kundenspezifisch auf seine Einrichtung angepasst ist. Es sollte jedoch klar sein, dass ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung überhaupt keine Anzeige, beispielsweise bei dem Fall eines Verbrauchergeräts, bei dem der Kunde/Benutzer keine Kenntnis oder kein Interesse an den Funkausbreitungs- oder Netzleistungscharakteristika besitzt, aufweist.
Das drahtlose System oder Netz kann die ortspezifische Kenntnis, Messfähigkeiten überall in dem Netz und Simulations- und Berechnungs-Fähigkeiten, die die ortspezifische Kenntnis verwerten, verwerten, um ein Netz zu befähigen, neue Vorrichtungen, die in das Heim oder die Einrichtung gebracht werden, handzuhaben, oder um das Netz zu befähigen, Vorrichtungen, die in dem Heim oder der Einrichtung entfernt oder deaktiviert werden, handzuhaben, oder um sich selbst anzupassen/zu heilen, wenn benachbarte drahtlose Vorrichtungen (wobei drahtlose Vorrichtungen hierin breit definiert sind und beispielsweise Client-Vorrichtungen, Zugriffspunkte, Drucker, Spielzeuge und sogar Server und Switches, die drahtlose Sender, Empfänger oder Sendeempfänger steuern, sein können) in einem benachbarten Heim oder Apartment das drahtlose System stören, oder um sich selbst anzupassen/zu heilen, wenn sich Netzverwendungserfordernisse in dem drahtlosen System geändert haben. Die ortspezifische Kenntnis ist beim Liefern von besseren Vorhersagen der Leistung und zum Korrelieren derselben mit Messungen wertvoll. Die ortspezifische Kenntnis verbessert ferner die Vorhersagen der Ursache und des Effekts von sich über die Zeit ändernden Netzen. Die ortspezifische Kenntnis ist zum Lernen des laufenden Netzverhaltens, zum Steuern von einer oder mehreren Vorrichtungen in dem Netz und zum Anpassen des Netzes, wie z. B. zum Identifizieren und Implementieren von geeigneten Handoffs bzw. Übergaben, einer Verkehrszuteilung zu verschiedenen Benutzern etc., wertvoll. Es sollte klar sein, dass der Endbenutzer eine Anzeige von solchen Entscheidungen nie tatsächlich sehen muss.
Ein drahtloser 802.11g-Zugriffspunkt kann beispielsweise typischerweise eine Erklärung, die auf die Erzeugnisverpackung gedruckt ist, aufweisen, die beansprucht, dass eine 54-Mbps-Spitzendatenrate bis zu einem Abstand von 50 Fuß bzw. 15,24 m von der Antenne erwartet werden kann. Der 15,24m-Bereich ist natürlicherweise eine grobe Näherung (bestens) basierend auf statistischen Durchschnitten, die in vielen unterschiedlichen Bereichen von vielen unterschiedlichen Gebäuden abgetastet werden, zusammengefasst auf einen Wert, für die Reichweite bzw. den Bereich. Das durch die ortspezifischen Informationen befähigte NMS weist jedoch benutzerspezifizierte oder automatisch gesammelte Informationen darüber auf, wo die Wände in der Einrichtung positioniert sind und ob dieselben eine Trockenwand, Ziegel, Beton etc. sind.
Das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS weiß ferner, wiederum aufgrund einer Benutzereingabe oder einer automatischen Bestimmung, wo die benutzereingerichtete Ausstattung positioniert ist. Das NMS kann bei diesem Beispiel durch den Benutzer darüber informiert werden, dass der Zugriffspunkt in dem Sitzungssaal positioniert ist und dass die Versorgung mit 54 Mbps in dem Imbissstuben- und dem Rezeptionsbereich gewünscht ist. Obwohl die Imbissstube weniger als 15,24m entfernt ist, kann das NMS bestimmen, dass aufgrund der Anwesenheit von äußeren Ziegelwänden zwischen dem Sitzungssaal und der Imbissstube (z. B. bei einem „L"-förmigen Stockwerksplan) die Imbisstube 54 Mbps tatsächlich nicht empfängt. Oder das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS könnte, obwohl einige Abschnitte des Rezeptionsbereichs mehr als 15,24 m entfernt sind, bestimmen, dass aufgrund der Anwe senheit von lediglich einer leichten Trockenwand zwischen dem Sitzungssaal und dem Rezeptionsbereich der gesamte Rezeptionsbereich eine passende Versorgung empfängt.
Das durch ortspezifische Informationen NMS kann ferner den Ort der Netzhardware zugunsten des Benutzers automatisch planen. Basierend auf der benutzerspezifizierten Beschreibung der HF-Umgebung und unter Verwendung von automatischen Netzentwurfsalgorithmen, die in den Bezugnahmen dieses Dokuments beschrieben sind, die im Stand der Technik beschrieben sind oder in der Zukunft entwickelt werden, empfiehlt das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung die beste Platzierung einer Netzhardware, um die Leistungsziele des Benutzers zu erreichen. Der Benutzer kann beispielsweise spezifizieren, dass zwei drahtlose 802.11a-Zugriffspunkte verfügbar sind und dass dieselben eine 54-Mbps-Spitzendatenrate in jedem der mehreren unterschiedlichen Bereiche eines Bürogebäudes wünschen; dann kann die Software eine Konfiguration bestimmen, bei der: ein Zugriffspunkt in dem Sitzungssaal platziert ist und ein weiterer auf dem halben Weg entlang einer Halle außerhalb einer besonderen „cubicle farm" bzw. „Schaltzellen-Farm" platziert ist; der 802.11a-Funk aktiviert sein sollte, während der 802.11g-Funk in den Zugriffspunkten deaktiviert ist; die Kanaleinstellung des einen Zugriffspunkts Kanal 32 ist und dieselbe des anderen Zugriffspunkts 48 ist; und die Leistungseinstellungen der zwei Zugriffspunkte 10 Milliwatt sind. Als ein Resultat des automatischen Planens bei diesem Beispiel erreicht der Benutzer sein Ziel von 54 Mbps in den spezifizierten Räumen seines Gebäudes, während ohne einen solchen Plan die Zugriffspunkte ohne weiteres an weniger effektiven Orten, die durch einen Anfängernutzer des drahtlosen Netzes ausgewählt werden, enden, und die Zugriffspunkte könnten ohne weiteres ihren Standardkanal verwendend hinterlassen werden, wodurch dieselben den gleichen Kanal gemeinsam verwenden und einander stören. Diese Probleme werden durch Implementieren des Plans, der durch das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS automatisch erzeugt wird, vermieden.
Zusätzlich zu dem Vorsehen von Visualisierungen des erwarteten Verhaltens des Netzes und zusätzlich zu dem automatischen Planen des Netzaufbaus verwaltet, konfiguriert, befiehlt und steuert das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ferner die Hardware, die das Netz implementiert. Dies kann unter Verwendung eines NMS, das an einem Ort bei einem Server, Client, Zugriffspunkt, Switch, Router etc. ist oder eines NMS, das fern positioniert ist und durch ein Web-Portal bzw. ein Netz-Portal oder durch eine andere Einrichtung verbunden ist, erreicht werden. Unter Verwendung des Netzes selbst oder über andere Kommunikationskanäle (Telefonmodems, USB-Schnittstellen, ein Web-Portal oder eine Schnittstelle, einen Heim-Zu-Medien-Gateway bzw. -Übergang, ein Betriebssystem oder eine andere Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch eine bestimmte Form eines Kommunikationsnetzes wechselzuwirken, und andere Kanäle und Verfahren, ob am Ort, lokal oder fern) ruft das NMS Netzvorrichtungen ab, um die aktuelle Konfiguration und den Status derselben zu bewerten und um eine Netzwerkstatistik oder andere Netzstatusbewertungen, die durch Netzvorrichtungen geliefert werden, zu sammeln.
Das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS kann beispielsweise über eine Standardschnittstelle oder eine gesetzlich geschützte Schnittstelle anfragen, dass ein Zugriffspunkt die aktuelle Konfiguration desselben auf das NMS bezieht, aufweisend den (die) Luftschnittstellenstandard(s), der aktuell aktiv ist, aktuell aktive Funkkanäle, eine aktuelle Sendeleistung in jedem Funkkanal, Sicherheitseinstellungen, Netzidentifizierer und Netzadressen, die durch den Zugriffspunkt verwendet oder demselben zugewiesen sind, Benutzerverbindungsstatistiken für den Zugriffspunkt und/oder andere Zugriffspunktcharakteristika. Das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS kann ferner andere Informationen aus den Netzvorrichtungen wiedergewinnen, aufweisend irgendwelche Messungen, die Netzvorrichtungen durchgeführt haben, oder Statistiken, die dieselben möglicherweise gesammelt haben. Das NMS kann beispielsweise Netzvorrichtungen nach der Kanalnummer, dem Signalpegel, der Sendeleistung, der Empfangssignalstärke von allen sichtbaren Netzvorrichtungen und anderen Charakteristika von irgendwelchen verbrecherischen Sendern, die möglicherweise während Routine-HF-Abtastungen erfasst wurden, abfragen.
Das NMS vergleicht die Informationen, die aus dem Netz (aktuelle oder historische Statusinformationen und tatsächliche Konfigurationsinformationen) abgerufen werden, mit einer benutzerspezifizierten oder automatisch bestimmten Netzkonfiguration und Leistungserwartungen und liefert dem Benutzer Mitteilungen (wenn gewünscht) über irgendwelche Widersprüche oder Probleme. Wenn beispielsweise der Benutzer spezifiziert hat, dass der Zugriffspunkt eingerichtet wird, um über einen Kanal mit der Nummer 1 zu übertragen, der Zugriffspunkt jedoch tatsächlich in dem Kanal 6 überträgt, empfängt der Benutzer eine Mitteilung über den Widerspruch. Dem Benutzer kann als ein weiteres Beispiel mitgeteilt werden, dass eine nicht erwartete Störung von einem verbrecherischen Sender die Signalqualität für bestimmte drahtlose Netzvorrichtungen negativ beeinflusst. Als ein weiteres Beispiel kann dem Benutzer mitgeteilt werden, dass ein bestimmter Prozentsatz des Heims oder der Einrichtung keine angemessene Versorgung, Signalqualität oder Dienstqualität aufweist, oder dass eine kritische Region des Heims oder der Einrichtung (wie z. B. ein Geschäftsführungskonferenzzimmer) keine angemessene Dienstqualität durch die gesamte Region aufweist.
Wenn es durch den Benutzer (der diese Ebene der Kompliziertheit in der Benutzerschnittstelle möglicherweise nicht wünscht) gewünscht ist, können dem NMS-Benutzer ferner mögliche Gegenmittel für die Widersprüche zwischen der geplanten und der erwarteten Netzkonfiguration und -Leistung und der tatsächlichen Netzkonfiguration und -Leistung dargestellt werden. Erweitert man das vorhergehende Beispiel berät das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS den Benutzer über ein Pop-Up-Fenster bzw. auftauchendes Fenster, eine E-Mail, ein Alarmprotokoll oder eine andere geeignete Mitteilung, dass der Benutzer die Kanaleinstellung an dem Zugriffspunkt auf einen Kanal 6 anpassen sollte, um den Konfigurationswiderspruch zu beheben. Um die Benutzererfahrung zu vereinfachen und die Arbeitslast des NMS-Benutzers zu reduzieren, kommuniziert das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung über verschiedene Verfahren (die im Vorhergehenden aufgelistet sind) direkt mit Netzvorrichtungen, um empfohlene Gegenmittel für Netzkonfigurationswidersprüche oder ein unerwünschtes Netzverhalten automatisch anzuwenden.
Zusätzlich oder anstelle einer Mitteilung an den Benutzer befiehlt beispielsweise das NMS dem Zugriffspunkt, dessen Kanal inkorrekt eingestellt ist, direkt, was den Zugriffspunkt zwingt, in dem korrekten Kanal 6 zu senden. Als eine Alternative kann das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS einen drahtlosen Zugriffspunkt neu konfigurieren, um einen Kanal zu verwenden, der unter der Störung eines nahen, verbrecherischen Senders, der durch diesen Zugriffspunkt erfasst wurde, nicht leidet, während gleichzeitig die Anwesenheit von anderen (geplanten) sendenden Netzvorrichtungen und deren Kanalzuweisungen, Positionen und resultierende Störungskonsequenzen berücksichtigt werden, und während gleichzeitig die Dienstqualität in allen interessierenden Regionen in der Einrichtung oder dem Heim sichergestellt wird. Mit jedem Ereignis, das auf die Leistung des Netzes negativ einwirkt, kann sich das MNS befassen, was die Kenntnis desselben über die Funkausbreitungsumgebung, die Verbindungsetats von drahtloser Netzhardware und Benutzererfordernisse beeinflusst.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS eine Anwendung, die in einer Host- bzw. Wirts-Hardwareplattform, die für den Benutzer ohne weiteres und billig verfügbar ist, aufweisend einen Personalcomputer (PC), einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), ein intelligentes Telefon bzw. Smart-Phone, einen Netz-Switch, einen Router, einen Hub, einen Gateway oder eine audiovisuelle Heim-Mediensteuerung, jedoch nicht darauf begrenzt, ausgeführt wird. Das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS liefert vorzugsweise eine Desktop- bzw. Tisch-Anwendung für Personalcomputer, auf denen das Microsoft-Windows-Betriebssystem läuft, die durch doppeltes Anklicken eines Desktop-Icons verwendet werden kann. Die NMS-Anwendung liefert eine graphische Benutzerschnittstelle, so dass Benutzer Informationen über die Umgebung, in der das Netz aufgestellt wird, eingeben können, Informationen über die Position und die Identität der Netzhardware eingeben können, Netzkonfigurationsparameter betrachten und editieren können, die Netzleistung visualisieren können und Netzkonfigurationsbefehle oder Gegenmittel ausführen können. Das NMS kann am Ort positioniert sein oder kann fern (z. B. durch ein Web-Portal etc. verbunden) sein.
Das NMS kann alternativ ohne eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI; GUI = Graphical User Interface) in Betrieb sein und auf eine zentralisierte oder verteilte Art und Weise implementiert sein. Ein Teil der Software wird beispielsweise in einer Steuerung, einem Netz-Switch, einem Zugriffspunkt oder einer Client-Vorrichtung ausgeführt, und eine andere Software wird in anderen Vorrichtungen in dem Netz ausgeführt, wie z. B. einer anderen Steuerung, Netz-Switches, Zugriffspunkten und Client-Vorrichtungen oder möglicherweise sogar fern über einen Web-Server oder ein Web-Portal. Das NMS kann sich auf die eigene innere Darstellung des Netzes und der Umgebung desselben oder auf eine Darstellung, die in einer anderen, vernetzten Vorrichtung gespeichert ist, stützen, ohne dass es erforderlich ist, dass der Benutzer einer NMS-eingebetteten Vorrichtung mit dieser Darstellung wechselwirkt, oder sogar, dass sich der Benutzer der Vorrichtung über die Anwesenheit des NMS bewusst ist. Das NMS, das in einer Vorrichtung eingebettet ist, kann ähnlicherweise eine Handlung vornehmen, um selbst Probleme zu korrigieren oder sich an dieselben anzupassen, indem Befehle erzeugt werden, die das Verhalten desselben oder dasselbe von anderen verteilten Netzvorrichtungen ohne ein Betroffensein des Benutzers der Vorrichtung ändern.
Das vorhergehende Beispiel erweiternd wird, wenn der Benutzer das relevante Desktop-Icon in einem Personalcomputer, auf dem das Microsoft-Windows-Betriebssystem läuft, doppelt anklickt, vorzugsweise ein Dialog erscheinen, der dem Benutzer verschiedene Felder darstellt, in die Konfigurationseinstellungen eingegeben werden können und die Felder, in die ein Kanal (z. B. 6), ein Luftschnittstellenstandard, eine Sendeleistung und/oder andere Konfigurationsparameter eingetippt werden können, aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind. Die durch ortspezifische Informationen befähigte NMS-Anwendung liefert ferner einen Softwareagenten, der im Hintergrund in der Host-Hardware-Plattform läuft und das Netz in Echtzeit automatisch überwacht, schnell und autonom Konfigurations- oder Leistungs-Probleme korrigiert und dem Benutzer lediglich etwas mitteilt, wenn Netzprobleme eine benutzerkonfigurierbare Dringlichkeitsschwelle erreichen und nicht automatisch gelöst werden können. Es ist offensichtlich, dass der Softwareagent alternativ zwischen einem Host-Schalter oder einer Steuerung oder einem Web-Server verteilt sein kann und lokal oder fern über das Internet oder ein Web-Portal auf denselben zugegriffen werden kann.
Wenn die Host-Plattform hochgefahren wird oder zu jeder Zeit danach kann der Softwareagent konfiguriert werden, um ohne eine graphische Benutzerschnittstelle hochzustarten und zu laufen, und der Softwareagent kann dann alle im Vorhergehenden detailliert dargestellten Netzverwaltungsfunktionen durchführen, die keine graphische Schnittstelle (das Abrufen der Netzvorrichtung nach einem Status und einer Konfiguration und das automatische Korrigieren einer ungeeigneten Konfiguration und/oder von Leistungsproblemen basierend auf einem im Vorhergehenden durch einen Benutzer spezifizierten Plan aufweisend, jedoch nicht darauf begrenzt) erfordern, wodurch dem Benutzer bis zu einer solchen Zeit ein sorgenfreier Dienst geliefert wird, bis der Benutzer entscheidet, die Desktopanwendung und die graphische Benutzerschnittstelle derselben manuell zu verwenden, um einzugreifen, um Einstellungen zu ändern, einen Systemstatus zu prüfen oder auf Alarme, die durch den Hintergrundsoftwareagenten erzeugt werden, zu antworten.
Das vorhergehende Beispiel erweiternd kann, wenn ein Personalcomputer, der das Microsoft-Windows-Betriebssystem laufen lässt, hochgefahren wird, der Softwareagent als ein Hintergrundsdienst automatisch eingeleitet werden, und zu jeder Zeit danach kann über eine Statusaktualisierungsanfrage, die über das lokale Netz gesendet wird, der Softwareagent entdecken, dass ein Zugriffspunkt in dem Netz ungeeignet konfiguriert wurde, um den Kanal 1 anstatt des Kanals 6 zu verwenden, und dann kann der Softwareagent geeignete Befehle über das Lokalbereichsnetz zu dem Zugriffspunkt automatisch senden, was bewirkt, das der Zugriffspunkt den Sendekanal desselben zu dem korrekten Kanal 6 ändert.
Es wird erwartet, dass das Netz aus einer heterogenen Mischung einer Ausstattung von verschiedenen Herstellern unter Verwendung von verschiedenen Luftschnittstellenstandards mit verschiedenen Netzcharakteristika und Funkcharakteristika besteht und variierende Grade einer wechselseitigen Betriebsfähigkeit zeigt. Der typische Benutzer ist natürlicherweise abgeneigt, die Wechselwirkungen zwischen einer Vielzahl von verschiedenen Netzeinheiten manuell zu optimieren. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist als ein Resultat hinsichtlich der Hersteller, des Luftschnittstellenstandards, der Funksendecharakteristika und anderer Charakteristika der Netzhardware, die dasselbe verwaltet, vielseitig. Das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS verwendet Standardverwaltungsschnittstellen, die das einfache Netzverwaltungsprotokoll bzw. Simple Network Management Protocol (SNMP) aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind, und verwendet ferner Verwaltungsschnittstellen, die durch Funkluftschnittstellenstandards, die sowohl IEEE-Standards, wie z. B. den IEEE 802.11, den 802.15 und die 802.16-Familie, wie z. B. den IEEE 802.16f und den IEEE 802.16g, als auch gesetzlich geschützte Schnittstellen, die durch einzelne Hersteller offenbart sind, um mit Netzhardware zu kommunizieren, aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind, definiert sind. Auf diese Weise charakterisiert, plant, und verwaltet das NMS nahtlos komplexe heterogene Netze. Standardisierte Protokolle sind beispielsweise in dem bevorstehenden 802.16g-Drahtlosfunk-Luftschnittstellenstandard für einen drahtlosen Breitbandzugang vorgesehen, die das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS befähigen, die Kanaleinstellung einer Teilnehmerstation in dem Netz ohne Rücksicht darauf, welcher Hersteller die Teilnehmerstationshardware erzeugt hat, direkt zu ändern.
Die Verwendung von ortspezifischen Informationen durch das NMS ist eine große Verbesserung gegenüber NMS, die vollständig von den gemessenen Netzstatistiken abhängen. Simulationen, die auf einer ortspezifischen Beschreibung der Umgebung basieren, können die Störung vorhersagen und sich direkt damit befassen. Eine Störung kann verhindern, dass Netzeinheiten zuverlässige und genaue Messungen sammeln, und kann daher die Anstrengungen eines Nur-Messungs-NMS zunichte machen, eine Netztopologie zu entwerfen oder Netzprobleme zu korrigieren. Ortspezifische Simulationen erwarten andererseits eine Störung, simulieren dieselbe, können dieselbe graphisch darstellen, darum herum planen und dieselbe korrigieren. Ortspezifische Simulationen der Netzleistung sind nicht durch eine Störung begrenzt oder zunichte gemacht. Simulationen können sich ferner in Echtzeit an berichtete Änderungen der Netzkonfiguration durch einfaches Aktualisieren der Netzmodellparameter der Simulation anpassen, während messungsbasierte Planverfahren erfordern, dass die Umgebung neu betrachtet wird, um neue Messungen zu erhalten, um sich an eine Netzkonfigurationsänderung anzupassen.
Als ein besonderes Beispiel beschreibt das klassische Problem des „verborgenen Knotens" eine (gewöhnliche) Situation, bei der Netzeinheiten A und B versuchen, trotz der Störung von einer Einheit C zu kommunizieren. Bei dem Szenario mit dem verborgenen Knoten ist die Einheit C derart positioniert, dass dieselbe Signale bei der Position einer nahen Einheit B stört. Die Einheit C ist jedoch zu weit von der Einheit A entfernt, um erfasst zu werden. Ein messungsbasiertes System stützt sich auf die Einheit B, um das Problem zu lösen, da dieselbe die einzigste Einheit ist, die beide anderen „sehen" kann. Aufgrund der Störung zwischen Signalen von A und C wird leider die Einheit B große Schwierigkeiten haben, die Signale von entweder A oder C zuverlässig zu bewerten. Daher wird es schwierig oder unmöglich sein, eine Lösung für das Problem des verborgenen Knotens basierend auf Messungen geeignet zu bestimmen. Schlimmer ist, dass je mehr Aktivität in dem Netz vorhanden ist und je mehr das Netz durch eine Benutzerlast belastet ist, umso mehr Störung vorhanden ist und umso weniger zuverlässig Messungen werden. Ein messungsbasiertes System hat daher die meisten Probleme, wenn das Netz am meisten Hilfe benötigt. Eine Simulation, die auf bekannten Positionen von A und C und, wenn verfügbar, von B basiert, kann andererseits die Störung, die von dem Netzentwurf erwartet wird, unmittelbar simulieren und kann unmittelbar alternative Kanal- oder Leistungseinstellungen vorschlagen, um das Problem des verborgenen Knotens zu lösen und einen Dienst zu der Netzvorrichtung B wieder herzustellen.
Das durch ortspezifische Informationen befähigte Netzverwaltungssystem, das im Vorhergehenden beschrieben ist, bietet dem Benutzer viele Vorteile, die ein Verbessern der Netz-Leistung oder -Verfügbarkeit auf eine anpassende selbstheilende Art und Weise aufweisen. Durch Kapitalschlagen aus den Merkmalen des durch ortspezifische Informationen befähigten NMS ist es wahrscheinlicher, dass der Benutzer das Netz desselben erfolgreich einrichtet. Das NMS reduziert ferner die Wahrscheinlichkeit von un erwünschten Netzausstattungsrückgaben, indem sichergestellt wird, dass das Netz, eine gute Leistung zeigt, und indem der Benutzer über Gegenmittel, die kein Zurückgeben der Software erfordern, informiert wird (oder indem Probleme im Hintergrund automatisch beseitigt werden). Das NMS reduziert ferner den Bedarf an einer Kundenunterstützung oder einer anderen Hilfe durch erfahrenes Korrigieren von Problemen oder Beraten des Benutzers. Probleme, die technisch über das Verständnis des Benutzers hinausgehen können, können durch das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS, z. B. durch ein automatisches Kanalplanen für Mehr-Sender-Mehr-Technik-Mehr-Luftschnittstellen-Standard-Drahtlosnetze, um die Funkstörung zu reduzieren und die Netzleistung zu verbessern, gelöst werden. Ein drahtloses Netz, das geeignet konfiguriert ist, und mit einer georteten Hardware kann beispielsweise ohne Weiteres eine bessere Signalstärke, ein besseres Signal-Stör-Verhältnis, eine bessere Signalqualität, einen besseren Durchsatz oder eine bessere Versorgung in Bereichen, in denen ein Dienst gewünscht ist, erreichen und dadurch Netznutzern eine wesentlich höhere Datenrate anbieten.
Abgesehen von Geschäfts- und Unternehmens-Nutzern können auch Heimnutzer aus einem durch ortspezifische Informationen befähigten NMS Vorteile ziehen. Es wird erwartet, dass Heimnutzer den höchsten Wert auf eine Vereinfachung legen, derart, dass eine minimale Benutzerschnittstelle oder überhaupt keine Benutzerschnittstelle höchst wünschenswert ist. Von einem solchen Heim-NMS mit niedriger Wartung wird erwartet, dass dasselbe höchst autonom ist. Von den im Vorhergehenden beschriebenen Optionen für das NMS wird daher erwartet, dass das Heim-NMS dieselben ausführt, die die geringste Benutzerschnittstelle erfordern und die höchstmögliche Automation bewirken. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung maximiert die Automation, die für die Erzeugung eines virtuellen Gebäudemodells und zum Entwerfen, Aufstellen und Warten der Netztopologie und der Netzkonfiguration vorgesehen ist.
Es ist für Fachleute offensichtlich, dass die gleichen Merkmale und Fähigkeiten, die dem im Vorhergehenden beschriebenen allgemeinen durch ortspezifische Informationen befähigten NMS innewohnend sind, in anderen Plattformen und bei verschiedenen Positionen in dem Netz implementiert sein können. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung implementiert insbesondere die NMS-Funktionen, die im Vorhergehenden detailliert dargestellt sind, die in der Hardware und der Software der Netzvorrichtungen eingebettet sind. Netzverwaltungsmerkmale, die in dem vorhergehenden Abschnitt erörtert sind, können beispielsweise Teil der Funktionalität eines Switch bzw. Schalters oder einer Steuerung sein, die eine Zahl von Zugriffspunkten eines drahtlosen Lokalbereichsnetzes (WLAN AP; WLAN AP = Wireless Local Area Network Access Point) steuert, oder können ein Teil von einzelnen Zugriffspunkten sein. Das durch ortspezifische Informationen befähigte NMS kann vorteilhafterweise in einer großen Vielfalt von Netzvorrichtungen eingebettet sein, die Zugriffspunkte, WLAN-Client-Karten, Zellentelefonhandgeräte/PCS-Telefonhandgeräte/3G-Telefonhandgeräte, persönliche digitale Assistenten (PDA), Personalcomputer (tragbar und sonst), netzbefähigte Geräte und eine netzbefähigte Herstellungsausstattung aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind.
Es wäre ferner nützlich, das NMS in Vorrichtungen einzubetten, die sonst das Netz nicht nutzen, deren Position jedoch interessant ist, oder in Vorrichtungen einzubetten, die sich in Abschnitten, bei denen es nützlich wäre, dieselben zu überwachen, der Umgebung befinden oder sich durch dieselben bewegen. Bei einigen Fällen wäre das NMS nützlich in einer zweckgebundenen Vorrichtung mit oder ohne eine Benutzerschnittstelle mit oder ohne eigene direkte Messfähigkeiten, deren einziger Zweck das Planen und Verwalten des Netzes ist und die an sich bewegenden Fahrzeugen befestigt sein können, durch Menschen, die in der Netzumgebung arbeiten, getragen werden, an Wänden von Gebäuden befestigt sind, in Gehsteigen implantiert sind usw., eingerichtet.
Das hierin beschriebene NMS kann fern implementiert oder über eine drahtlose oder verdrahtete Kommunikationsschnittstelle ferngesteuert werden. Das NMS selbst kann in einem Host-Switch oder einer anderen Netzvorrichtung in einem Heim oder einem Unternehmen implementiert sein, der Zugriff auf und von der Host-Vorrichtung kann jedoch über jedes Kommunikationsprotokoll oder jeden Weg, der ein Web-Portal aufweist, oder über das Internet vorgesehen sein. Dies kann durch ein Erlauben, dass die Vorrichtung, die den NMS hosted bzw. als Gast hat, eine Internet- oder Web-Adresse oder eine andere Einrichtung zum eindeutigen Erkennen und Adressieren der Vorrichtung aufweist, ermöglicht sein.
Netzvorrichtungen weisen gewöhnlich keine richtige visuelle Anzeige (z. B. eine CRT oder einen LCD-Monitor) auf. Netzvorrichtungen weisen jedoch allgemein eine Art von Schnittstelle, entweder über das Netz als eine HTML-Schnittstelle oder durch eine Art einer seriellen Verbindung auf. Daher, soweit es die Benutzerschnittstelle betrifft, gibt es keine Grenze der Funktionalität, die durch ein eingebettetes Netzverwaltungssystem vorgesehen ist. Es wird jedoch erwartet, dass das eingebettete NMS eine minimale oder eine nicht existierende Benutzerschnittstelle erfordert, da dieselbe zum größten Teil oder vollständig autonom ist, derart, dass Vorrichtungen, in denen das NMS eingebettet ist, in der breitest möglichen Vielfalt von Situationen aufgestellt werden können. In dieser Hinsicht ist das eingebettete NMS ähnlicher zu dem im Vorhergehenden beschriebenen Softwareagenten als die desktopzentralisierte NMS-Anwendung.
Das eingebettete NMS zieht aus den ortspezifischen Beschreibungen der Netzaufstellungsumgebung auf die gleiche Weise wie das zentralisierte NMS einen Vorteil. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Benutzer mit einer Benutzerschnittstelle für einen Benutzer versehen, um ortspezifische Informationen zu dem eingebetteten NMS über eine HTML-Web-Schnittstelle, eine serielle Schnittstelle oder eine andere direkte Schnittstelle anfänglich und/oder periodisch zu spezifizieren. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung weist zusätzlich eine Einrichtung zum „Schieben" oder Kommunizieren von ortspezifischen Informationen von anderen NMS, die diese Informationen besitzen, auf die Netzvorrichtung, die das eingebettete NMS als Gast hat, auf, derart, dass das eingebettete NMS auf dieselben zugreifen kann. Das zentralisierte, durch ortspezifische Informationen befähigte NMS, das in dem vorhergehenden Abschnitten dieses Dokuments beschrieben ist, kann beispielsweise verwendet sein, um ein virtuelles 2D- oder 3D-Modell von einem Bürogebäude, das den Ort und die HF-Charakteristika von Wänden und anderen Hindernissen aufweist, zu erzeugen, und dann kann das zentralisierte NMS dieses Modell über das Lokal- oder Weit-Bereichsnetz (drahtlos, wenn passend) zu anderen Netzvorrichtungen, in denen ein eingebettetes durch ortspezifische Informationen befähigtes NMS in Betrieb ist, kommunizieren, um dort verwendet zu werden, um die NMS-Funktionen, die hierin beschrieben sind, zu implementieren. Neue eingebettete NMS-Vorrichtungen, die in ein Netz gebracht werden, laden die ortspezifischen Daten, die durch die anderen Netzvorrichtungen gemeinsam verwendet werden, automatisch herunter, und dieselben konfigurieren sich dann selbst für einen Betrieb in dem Netz. Es sei bemerkt, dass tatsächlich die eingebettete NMS-Anwendung selbst über das Netz verteilt werden kann und in Netzvorrichtungen automatisch eingerichtet werden kann, derart, dass Vorrichtungen, die in dem System neu sind, die Fähigkeit erlangen können, sich selbst einfach geeignet zu konfigurieren, indem dieselben an dem Netz physisch angeschlossen werden.
Die Funktionen, die durch ein durch ortspezifische Informationen befähigtes eingebettetes NMS geliefert werden, weisen dieselben auf, die durch das zentralisierte NMS geliefert werden, und erweitern sich auf diese Funktionen. Das eingebettete NMS kann insbesondere Informationen über das Netz abrufen und darstellen und kann bei anderen Netzvorrichtungen autonom anfragen oder denselben befehlen, die Konfiguration derselben zu verändern, um die Netzleistung zu verbessern. In vielen Fällen wird diese Aktivität keine Benutzerwechselwirkung erfordern, genauso wie der Software-Agent des zentralisierten NMS viele Netzverbesserungen autonom durchführen kann. Die Netzvorrichtung kann ferner Benutzer über E-Mail, Paging, bzw. einen Personenruf oder andere Mitteilungen alarmieren, wenn das eingebettete NMS entscheidet, dass ein Benutzereingriff erforderlich ist, um ein Problem zu beheben, wie es der Softwareagent des im Vorhergehenden beschriebenen zentralisierten, durch ortspezifische Informationen befähigten NMS durchführt.
Das Verteilen einer Netzintelligenz auf viele Netzvorrichtungen besitzt viele Vorteile gegenüber dem Begrenzen des NMS auf einen zentralen Host. Ferne Vorrichtungen können nicht fähig sein, mit dem Host ohne ein Anpassen der eigenen Einstellungen derselben zu kommunizieren, und ein eingebettetes NMS sieht die ferne Vorrichtung vor, um die Netzverbindung intelligent wiederzugewinnen. Ein WLAN-Client kann beispielsweise aufgrund einer Störung einen Kontakt mit dem Netz desselben verlieren. Ein NMS, das in diesem Client eingebettet ist, kann ohne Weiteres eine bessere Sende- und Empfangs-Frequenz, die für den Client eingestellt ist, basierend auf der ortspezifischen Kenntnis der Umgebung und auf bekannten Orten von verfügbaren Netz-Servern und Charakteristika derselben empfehlen. Eine solche Bestimmung zieht im Wesentlichen einen Vorteil aus der genauen Information über die aktuelle Position des Clients, die durch das eingebettete NMS über eine Triangulation der Empfangsleistung von verschiedenen nahen Sendern oder über ein Netz von vorhergesagten Signalwerten von Sendern nah und fern, wie durch das eingebettete NMS berechnet oder heruntergeladen, bestimmt werden kann.
Ein weiterer Vorteil des eingebetteten NMS besteht darin, dass vertrauliche Informationen über die Netzvorrichtung zu einem zentralen (möglicherweise unsicheren) Server kommuniziert werden müssen, um Entscheidungen fern zu fällen. Ein PDA in einem WLAN kann beispielsweise private oder sonst sensible Informationen über Verwendungsmuster, die Position des PDA und andere solche Informationen besitzen. Die sensiblen Informationen sind beim Entscheiden nützlich, wie die Netzparameter des PDA zu konfigurieren sind, so dass dieselben durch das eingebettete NMS ohne eine Offenbarung zu äußeren Einheiten beeinflusst werden. Auf diese Weise könnte beispielsweise ein PDA den Kanal desselben auf einen Kanal mit weniger erwarteter Störung in dem erwarteten Bereich, in dem derselbe in Zukunft wandert bzw. roamt, basierend auf vorher aufgezeichneten Benutzergewohnheiten für die Netzvorrichtung und auf ortspezifischen Informationen über das Netz und die Betriebsumgebung desselben anpassen, ohne den Ort oder die Ausdehnung der zukünftigen Position desselben zu offenbaren. Ein NMS, das in diesem gleichen PDA eingebettet ist, kann ferner Konfigurationsänderungen für andere Einheiten in dem Netz anfragen oder befehlen, um die eigenen erforderlichen Dienste desselben zu erreichen, ohne diese Erfordernisse anderen Netzeinheiten zu offenbaren.
Das in einem PDA eingebettete NMS kann beispielsweise die vergangene Netzaktivität des PDA und die Position desselben protokollieren und dadurch erwarten, dass zu einer Zeit A die Vorrichtung einen Zugriff auf die Netzdatenressource bzw. die Netzdaten-Betriebsmitteln B benötigt, während die Vorrichtung in der physischen Position C war. Oder die gleiche Bestimmung kann durch den Benutzer des PDA durchgeführt werden und über eine einfache Benutzerschnittstelle eingegeben werden. Diese Informationen über die Netzverwendungserfordernisse können dann mit einer allgemeinen Netzintelligenz, die früher als Teil einer Verteilung zu allen NMS in dem Netz empfangen wurde, kombiniert werden. Das NMS, das in dem PDA eingebettet ist, kann dann entdecken, dass aufgrund der Konfiguration des PDA oder des Netzes ein zuverlässiger Zugriff auf die Ressource B in der Position C zu der Zeit A aufgrund der Tatsache nicht vorgesehen werden kann, dass zwei Netzzugriffspunkte D und E einander in der Position C stören und einen Zugriff auf jeden Netzzugriffspunkt, der der Ressource B eine Route bzw. einen Leitweg zuführen könnte, verhindern. Das NMS kann dann die Situation durch Anfragen oder Befehlen von Zugriffspunkten D und E, die Kanalkonfigurationen derselben zu verändern, automatisch korrigieren. Die einzige Information, die erforderlich ist, um den Zugriffspunkten D und E und daher anderen, die den Netzverkehr überwachen, offenbart zu werden, ist die Notwendigkeit einer Änderung des Funkkanals, den dieselben verwendet haben. Die Information, dass der PDA bei der Position C ist und auf die Ressource B zu der Zeit A schaut, kann eine geheime lokale Information alleine in dem PDA bleiben.
Das Einbetten des durch ortspezifische Informationen befähigten NMS in jeder Netzvorrichtung besitzt noch einen weiteren Vorteil dahingehend, dass dasselbe den Netzverkehr reduziert. Vielmehr als das Erfordern, dass alle Netzinformationen zu einem zentralen NMS gesendet werden, müssen lediglich diese Informationen, die für den zentralen NMS notwendig sind, um dessen Arbeit auszuführen, gesendet werden. Das zentrale NMS kann in einem gemütlicheren Zeitmaßstab aktualisiert werden, da man sich auf das eingebettete NMS stützen kann, um kurzfristige Probleme handzuhaben oder zu bessern. Bei einigen Fällen ist überhaupt kein zentrales NMS erforderlich, solange erlaubt ist, dass die eingebetteten (und daher verteilten) NMS in jeder Netzvorrichtung zusammenarbeiten oder eine Hierarchie eines Entscheidungsfällens/eines Planens von Leistung aufweisen. Jedes verteilte eingebettete NMS kann so viel oder wenig Informationen, wie dasselbe benötigt, sammeln und offenbaren und lediglich jene Informationen kommunizieren, die durch andere Vorrichtungen benötigt werden, um ihre eigenen informierten Entscheidungen zu fällen, während die Sicherheit von sensiblen oder privaten Informationen gewahrt ist.
Es sei bemerkt, dass die Verarbeitungsleistung und der Speicher von Netzvorrichtungen weiter schnell zunimmt. Die Batterietechnik und die Batterielebensdauer verbessern sich andererseits wesentlich langsamer. Das Verwenden von Versuch-und-Irrtum-Messungen, eines Sendens von Tests und eines Verhandelns von Einstellungen kontinuierlich in Echtzeit verbraucht Batterieleistung. Es ist wesentlich besser, die reichliche Bandbreite und den Speicher von Netzvorrichtungen zu verwenden, um Netzprobleme zu lösen, als es ist, wertvolle Batterieleistung zu verwenden, um solche Probleme durch Versuch und Irrtum zu lösen.
Die vorliegende Erfindung stellt ferner einen neuen Lösungsansatz zu der Vorhersage einer Position einer drahtlosen Vorrichtung dar. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kombiniert ortspezifische Umgebungsmodelle, vorhergesagte HF-Kanalcharakteristika und mehrdimensionale Nachschlagtabellen, die HF-Kanalcharakteristika mit tatsächlichen Positionen in dem Umgebungsmodell korrelieren.
Auftauchende Netzerzeugnisse und -vorrichtungen liefern eine Echtzeitmessung oder eine abgerufene Messung des Netzverhaltens; solche gemessenen Daten, die direkt von den Netzvorrichtungen hinsichtlich anderer drahtloser Vorrichtungen gezogen werden, können, wie hierin beschrieben ist, verwendet werden, um die Position der gemessenen drahtlosen Vorrichtungen in einer bekannten Umgebung zu bestimmen. Durch einen Vergleich der tatsächlich gemessenen Daten mit vorhergesagten Daten, die Nachschlagtabellen in sich aufweisen, die mit tatsächlichen Positionen in der Umgebung korreliert sind, kann eine genaue Bestimmung der Position einer drahtlosen Vorrichtung durchgeführt werden.
Es gibt mehrere Erzeugnisse für einen computerunterstützten Entwurf (CAD; CAD = Computer Aided Design) auf dem Markt, die auf eine bestimmte Art und Weise verwendet werden können, um die Positionsbestimmung zu unterstützen, aber keines befasst sich mit der Kombination eines ortspezifischen Umweltmodels, einer Vorhersage von HF-Kanalcharakteristika und der Verwendung von mehrdimensionalen Tabellen, die eine Korrelation zwischen HF-Kanalcharakteristika und anderen Dienstqualitätsmetriken, wie hierin beschrieben ist, liefern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Erzeugung von mehrdimensionalen Tabellen, die eine Korrelation zwischen vorhergesagten oder gemessenen HF-Kanalcharakteristika und spezifischen Orten in einer bekannten Umgebung liefern. D. h., gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann bei einem Ort in einer bekannten Umgebung die vorliegende Erfindung vorhersagende Modelle verwenden, um eine oder mehrer HF-Kanalcharakteristika mit einer gegebenen oder angenommenen Netzausstattung in der Umgebung zu berechnen; diese berechneten HF-Kanalcharakteristika sind in Nachschlagtabellen gespeichert, die mehrere HF-Kanalcharakteristika mit einer Position in der Umgebung korrelieren. Bei jeder gegebenen Position können eine oder mehre Nachschlagtabellen existieren, die mehreren HF-Kanalcharakteristika oder anderen Metriken, die aus den HF-Kanalcharakteristika, wie im Folgenden beschrieben ist, abgeleitet werden, entsprechen. Empfangene gemessene HF-Kanalcharakteristika für drahtlose Vorrichtungen, die durch die existierende Netzausstattung erfassbar sind, werden dann durch dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet, um eine oder mehrere mögliche Positionen der drahtlosen Vorrichtungen zu bestimmen. Dies wird durch Korrelieren der gemessenen HF-Kanalcharakteristika mit den passenden Nachschlagtabellen über mehrere Positionen und Identifizieren der Nachschlagtabellen, die am nächsten an die tatsächlich gemessenen HF-Kanalcharakteristika angepasst sind, durchgeführt.
Während Bezugnahmen auf den Stand der Technik ein Verfahren zum Korrelieren von gemessenen oder vorhergesagten RSSI mit bekannten Positionen beschreiben, befassen sich dieselben mit keinem Verfahren zum Korrelieren von ortspezifischen Um gebungsmodellen und von einer oder mehreren HF-Kanalcharakteristika unter Verwendung von einer oder mehreren Nachschlagtabellen zum Zweck des schnellen und effektiven Bestimmens oder Analysierens der Position einer drahtlosen Vorrichtung. Die Fähigkeit, die Position von Benutzern oder die Leistung eines drahtlosen Netzes unter Verwendung von Daten oder mehreren Daten von mehreren ergänzenden Nachschlagtabellen zu bestimmen, ist neu. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert einen bedeutenden Vorteil auf dem Gebiet der Positionsbestimmung unter Verwendung von einer ortspezifischen Ausbreitungsvorhersage, um die vorhergehende Bestimmung der HF-Ausbreitung und der Kanalumgebung in der Einrichtung ohne einen Bedarf an erschöpfenden Messkampagnen zu ermöglichen, und verwendet dann diese Vorhersagefähigkeit, um Nachschlagtabellen basierend auf ortspezifischen Vorhersagen aufzubauen.
Die vorhersagende Fähigkeit von einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ermöglicht eine Korrelation von mehreren HF-Kanalcharakteristika mit einem besonderen Ort oder über viele Orte und nicht das Stützen auf einer einzigen HF-Kanalcharakteristik, um Eingangsdaten zum Schätzen der Position zu liefern. Mehrere vorhergesagte HF-Kanalcharakteristika, die jeweils eine Nachschlagtabelle, die HF-Kanalparameter mit einer bekannten oder geschätzten Position korreliert, aufweisen, können mit der Mehr-Nachschlagtabelleneinrichtung, die durch diese Erfindung geliefert wird, zur schnellen Verwendung beim Ausführen einer Positionsortberechnung für Anzeigen, Untersuchungen und Analysen von ortspezifischen Daten verwendet werden. Dieses Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung ermöglicht eine laufende Messung (durch beispielsweise ein Netz von Empfängern oder Zugriffspunkten) oder eine Vorhersage (unter Verwendung eines ortspezifischen Ausbreitungsmodellierens) durch die Verwendung von mehreren Tabellen von Daten, die schnell verarbeitet (z. B. gelesen, betrachtet, interpoliert etc.) werden können, um Eingaben in empirische oder theoretische Modelle einer Leistung oder eines Orts zu liefern. Durch die Verwendung von Nachschlagtabellen wird es möglich, sehr schnelle Schätzungen einer Position einer drahtlosen Vorrichtung mit spärlichen Daten durchzuführen. Die Vorrichtung, die die Positionen schätzt, benötigt keine ausreichende Rechenleistung, um die Nachschlagtabellen zu erzeugen, lediglich, um relativ einfache Vergleiche zwischen Werten in der Tabelle und Wertabtastungen durch die Messung oder Vorhersage durchzuführen. Dies ermöglicht, dass die Positionsschätzvorrichtung relativ einfach, klein und unaufwändig ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet sowohl mehrere Nachschlagtabellen, die mit einer oder mehreren Positionen in einer Umgebung korreliert sind, und die passende Gewichtung oder Korrelation von solchen mehreren Nachschlagtabellen als auch eine Abbildungsfunktion, die eine oder mehrere Eingangsvariablen in dieser einen oder den mehreren Nachschlagtabellen (beispielsweise HF-Kanalcharakteristika, wie z. B. RSSI, SIR, SNR, die Verzögerungsstreuung und andere Parameter) in eine einzige Ausgangsvariable oder mehrere Ausgangsvariablen (beispielsweise Netzleistungsmetriken, wie z. B. ein Durchsatz, FER, PER, BER oder einen Positionsort von einem oder mehreren Benutzern) abbildet. Eine bevorzugte Form der Transformationsfunktion, die das Abbilden zwischen einer oder mehreren HF-Kanalcharakteristika identifiziert, und die interessierende gewünschte Netzleistungsmetrik oder die interessierenden gewünschten Netzleistungsmetriken sind in der anhängigen Anmeldung Serien-Nr. 09/668,145 mit dem Titel „System and Method for Design, Measurement, Prediction and Optimization of Data Communication Networks", eingereicht durch T. S. Rappaport, R. R. Skidmore und Ben Henty, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, angegeben.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Ermöglichen, dass ein Kommunikationsnetzentwerfer, ein Netzbenutzer, ein ausgebildeter oder nicht ausgebildeter Betreiber oder eine autonome Steuerung ein verdrahtetes oder drahtloses System in einer physischen Umgebung unter Verwendung von ortspezifischen Modellen der interessierenden physischen Umgebung elektronisch dynamisch nachbildet, geschaffen. Das Verfahren weist die Auswahl und die Platzierung von Modellen, die verschiedene drahtlose oder optische oder Basisbandkommunikationsnetzhardwarekomponenten, wie z. B. Antennen (Punkt, omnidirektional bzw. rundstrahlend, direktional bzw. gerichtet, anpassend, mit leckender Speisung, verteilt etc.), Basisstationen, Basisstationssteuerungen, Verstärker, Kabel, HF-ID-Tags bzw. -Etiket ten, HF-ID-Leser, mobile oder tragbare Sender, Empfänger oder Sendeempfangsvorrichtungen, Splitter bzw. Zerteiler, Dämpfer, Repeater bzw. Zwischenvrstärker, drahtlose Zugriffspunkte, Koppler, Verbinder, Verbindungskästen bzw. Anschlussdosen, Splicer, Switches, Router, Hubs, Sensoren, Umformer, Umsetzer (wie z. B. Vorrichtungen, die zwischen HF-Frequenzen und optischen Frequenzen umwandeln, oder die zwischen HF- und Basisband-Frequenzen umwandeln, oder die zwischen Basisbandfrequenzen und optischen Frequenzen umwandeln, und Vorrichtungen, die Energie von einem Teil des elektromagnetischen Spektrums in einen anderen umsetzen) Stromkabel, verdrillte Doppelkabel, optische Faserkabel und dergleichen, als auch MIMO- ( = Multiple Input, Multiple Output = Mehreingang, Mehrausgang) Antennensysteme, darstellen, auf, und ermöglicht dem Benutzer, die Effekte der Platzierung und Bewegung derselben auf eine Gesamt-System/Netz-Leistung überall in der modellierten Umgebung in zwei oder drei Dimensionen zu visualisieren, während viele neue Merkmale und Dienste, die den Positionsort verwenden, um ein robusteres oder verbessertes drahtloses Netz zu liefern, gewonnen werden.
Zum Zweck dieser Erfindung wird der Ausdruck „Transceiver bzw. Sendeempfänger" verwendet, um eine Netzkomponente zu meinen, die fähig ist, ein Kommunikationssignal eines Typs zu erzeugen, zu empfangen, zu manipulieren, auf dasselbe zu antworten, dasselbe weiterzugeben, weiterzuleiten, zu lenken, zu kopieren, zu analysieren und/oder zu beenden. Der Ausdruck „Sendeempfänger" kann hierin gegeneinander austauschbar mit „Zugriffspunkt", „Basisstation", „Sender" oder andere gewöhnlich verwendete beschreibende Ausdrücke, die für drahtlose Vorrichtungen verwendet werden, die fähig sind, sich als ein Sendeempfänger, wie definiert, zu verhalten, verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann zusätzlich in einer Rechenvorrichtung, die fähig ist, auf eine bestimmte Weise mit einem Kommunikationsnetz wechselzuwirken, gehostet sein und in derselben ausgeführt sein. Beispiele von solchen Rechenvorrichtungen weisen, sind jedoch nicht darauf begrenzt, Zugriffspunkte, einen Netz-Switch, einen Router, einen Hub, einen Gateway, einen Netzknoten, einen Netz-Client, einen Verstär ker, eine Basisstation, ein Web-Portal, einen Zwischenverstärker, einen Sendeempfänger, einen Sensor, eine Sonde, einen Sender, einen Empfänger, ein Modem, ein Telefon, ein drahtloses Telefon, ein HFID-Tag, einen Zigbee-Transceiver, einen Personalcomputer, einen Server, einen Laptop, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), ein Zellentelefon, eine tragbare Spielesteuerung, einen Heim-Medien-Gateway oder -Hub, eine Heim-Medien-Steuerung oder jede andere Form einer Netz-Vorrichtung- oder eines -Geräts auf. Solche Vorrichtungen können ferner Vorrichtungen aufweisen, die keine andere innewohnende Rechenfähigkeit über dieselbe, die spezifisch vorgesehen ist, um das NMS zu Gast zu haben, hinaus aufweisen, deren Position jedoch interessant ist, oder die sich in nützlichen Positionen zum Zweck des Erfassens, Anzeigens, Steuerns oder sonst Verwaltens des Netzes beispielsweise Kleidung, Kühlschränken, Autolenkrädern, Armbanduhren, Brillen, Fernsehern etc., befinden. Die Wechselwirkung mit einem Kommunikationsnetz kann jede Kombination des Sendens, Empfangens, Messens, Überwachens, Horchens, Störens oder sonst Manipulieren von Nachrichten oder Signalen über das Kommunikationsnetz betreffen.
Die Platzierung von Komponenten kann vor der tatsächlichen Implementierung eines Systems oder eines Netzes, bei der ein Leistungsvorhersagemodellieren oder eine Messung zum Entwurf und zur Aufstellung verwendet werden kann, verfeinert oder feinabgestimmt werden; und um sicherzustellen, dass alle erforderlichen Regionen des gewünschten Dienstbereichs mit einer angemessenen Verbindungsfähigkeit, einer HF-Versorgung, einem Datendurchsatz, einer Sicherheit, einer geeigneten oder gewünschten Position, einer geeigneten Leistung oder einer Spektrenzuteilung für eine notwendige Kommunikation bedeckt sind oder andere erforderliche Netzsystemleistungswerte, wie z. B. akzeptable Dienstqualitäts- (QoS-) Pegel, eine Paketfehlerrate, einen Paketdurchsatz, eine Paketlatenz, eine Bitfehlerrate, ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), ein Träger-Rausch-Verhältnis (CNR; CNR = Carrier-To-Noise-Ratio), eine Signalstärke oder eine RSSI, eine mittlere quadratische Verzögerunsstreuung, eine Verzerrung und andere gewöhnlich verwendete Kommunikationsnetzleistungsmetriken, die jetzt oder in der Zukunft bekannt sind, die gemessen oder vorhergesagt werden können und die zum Unterstützen eines Ingenieurs oder eines Nicht-Fachmanns bei der ordnungsgemäßen Einrichtung, dem Entwurf, der Verwaltung oder der laufenden Wartung eines verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsnetzes nützlich sein können, besitzen.
Bei dem Fall von einem verdrahteten optischen Netz oder einem Basisbandnetz kann beispielsweise die Platzierung und Leistung von Komponenten bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung visualisiert werden, um sicherzustellen, dass geeigneten Abschnitten der Umgebung ein Dienst geliefert wird, derart, dass sich Benutzer in der Umgebung direkt (mit einer fest verdrahteten Verbindung) oder über eine drahtlose Verbindung oder Infrarotverbindung, die durch das verdrahtete Netz unter Verwendung von Umsetzern, Wandlern, drahtlosen Zugriffspunkten und anderen Kommunikationskomponenten, die eine Frequenzumsetzung und einen drahtlosen Zugriff auf das drahtlose Netz erleichtern, hindurch vorgesehen sein können, verbinden können. Die 2-D und 3-D-Visualisierung der Systemleistung, wie unter Verwendung des hierin beschriebenen Verfahrens vorhergesagt oder gemessen, liefert Netzentwerfern und einem Wartungspersonal einen gewaltigen Einblick in die Funktion des modellierten drahtlosen oder verdrahteten Kommunikationssystems und stellt eine deutliche Verbesserung gegenüber vorhergehenden Visualisierungsverfahren dar.
Um das Vorhergehende zu erreichen, wird ein ortspezifisches 2-D- oder 3-D-Modell der physischen Umgebung als ein CAD-Modell in einer elektronischen Datenbank gespeichert. Dieses Modell kann mit starken Details umfassend und sorgfältig ausgeführt sein, oder dasselbe kann extrem einfach sein, um eine unaufwändige und extreme Mühelosigkeit der Verwendung durch nichttechnische Personen, die den physischen Aufbau des Netzes betrachten möchten, zu ermöglichen. Die physischen, elektrischen und ästhetischen Parameter, die den verschiedenen Teilen der Umgebung, wie z. B. Wänden, Decken, Türen, Fenstern, Stockwerken, Blätterwerk, Gebäuden, Hügeln und anderen Hindernissen, die Funkwellen beeinflussen oder die das Leiten von Verdrahtungswegen und anderen verdrahteten Komponenten behindern oder diktieren, zugeschrieben werden, können ferner in dem CAD-Modell/der Datenbank, wie z. B. unter Verwendung der Erzeugnisse Wireless Valley Site Planner oder LANPlanner durchgeführt, gespeichert sein.
Eine Darstellung der Umgebung wird vorzugsweise auf einem Computerschirm für den Entwerfer oder den Nicht-Fachmann zum Betrachten angezeigt. Es sei bemerkt, dass die Netz/Computer-Steuerung den Schirm fern auf einer anderen Vorrichtung als derjenigen, bei der das Rechnen und das Vorhersagen durchgeführt wird, (z. B. durch ein Internet-Web-Browsen oder zweckgebundene Videokanäle) anzeigen kann oder den Schirm auf einem Monitor, der Teil der Computersteuerung, die die Vorhersagemaschine und das Tabellennachschlagverarbeiten und die Netzsteuersignale implementiert, ist, anzeigen. Die Computersteuerung kann ferner zwischen unterschiedlichen Orten oder Computerplattformen entweder in dem Netz oder verteilt zwischen Clients und Servern oder zusammen positioniert oder fern positioniert von dem interessierenden tatsächlichen Netz verteilt sein. Der Entwerfer kann die gesamte Umgebung in simulierten 2-D oder 3-D betrachten, einen besonderen interessierenden Bereich zoomen bzw. heranholen oder die Betrachtungsposition und -perspektive ändern, um einen „Durchfliege"- Effekt zu erzeugen.
Unter Verwendung einer Maus oder einer anderen Eingabepositionsbestimmungsvorrichtung kann der Benutzer verschiedene Kommunikationshardwarevorrichtungsmodelle, die tatsächliche Kommunikationssystemkomponenten darstellen, aus einer Reise von Pull-Down- bzw. Herunterzieh-Menüs auswählen und betrachten. Eine Vielfalt von Verstärkern, Kabeln, Verbindern und anderen im Vorhergehenden beschriebenen Hardwarevorrichtungen, die ein verdrahtetes oder drahtloses Kommunikationssystem oder Kommunikationsnetz bilden, kann ausgewählt, positioniert und auf eine ähnliche Weise durch den Entwerfer miteinander verbunden sein, um Darstellungen von vollständigen drahtlosen oder verdrahteten Kommunikationssystemen zu bilden. Das US-Patent Nr. 6,493,679 mit dem Titel „Method and System for Managing a Real-Time Bill of Materials", erteilt an Rappaport et al., legt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Erzeugen, Manipulieren und Verwalten der Kommunikationssysteminfrastruktur, wie in der CAD-Softwareanwendung modelliert, dar.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann der Entwerfer/Benutzer das System verwenden, um Berechnungen durchzuführen, um die Positionen von erfassbaren drahtlosen Vorrichtungen in der Umgebung vorherzusagen. Das computerisierte System kann alternativ Positionen ohne einen menschlichen Eingriff oder eine Wechselwirkung berechnen. Eine Position ist als ein Ort in einer bekannten Umgebung, der als eine {x,y}- oder {x,y,z}-Koordinate von bekannten Einheiten relativ zu einem bekannten oder implizierten Koordinatensystem dargestellt sein kann, definiert. Dies wird durch Vergleichen der gemessenen HF-Kanalcharakteristika oder der gemessenen Leistung der drahtlosen Vorrichtung mit vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika in Nachschlagtabellen erreicht. Leistung bezieht sich in diesem Zusammenhang auf eine Form messbarer Kriterien und weist, ist jedoch nicht darauf begrenzt, eine angemessene Verbindungsfähigkeit, eine HF-Versorgung, einen Datendurchsatz oder erforderliche Netzsystemleistungswerte, wie z. B. akzeptable Dienstqualitäts- (QoS-) Pegel, eine Paketfehlerrate, einen Paketdurchsatz, eine Paketlatenz, eine Bitfehlerrate, ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), ein Träger-Rausch-Verhältnis (CNR), eine Signalstärke oder eine RSSI, eine gewünschte mittlere quadratische Verzögerungsstreuung, eine Verzerrung und andere gewöhnlich verwendete Kommunikationsnetzleistungsmetriken, die jetzt oder in Zukunft bekannt sind, auf. Da jede Nachschlagtabelle mit einer bekannten Position in dem Umgebungsmodell korreliert ist, bestimmt die vorliegende Erfindung den Satz von Nachschlagtabellen, der die beste Anpassung an die gemessenen HF-Kanalcharakteristika und die Leistung liefert, um mögliche Positionen der drahtlosen Vorrichtungen zu identifizieren.
Die Bestimmung der besten Anpassung unter den Nachschlagtabellen kann auf eine Zahl von Weisen durchgeführt werden. Bei einer gegebenen Position kann beispielsweise ein WLAN-Client die Empfangssignalleistung desselben von allen WLAN-Zugriffspunkten in einem Bereich bzw. einer Reichweite und den Gesamtdatendurchsatz desselben von jedem Zugriffspunkt, der in letzter Zeit einen Dienst zu dem fraglichen Client geliefert hat, messen. Eine Signalleistungs-basierte Nachschlagtabelle kann verwendet werden, um einen geschätzten Ort basierend auf den abgetasteten Signalleistungswerten zu bestimmen, und eine getrennte datendurchsatzbasierte Tabelle kann verwendet werden, um einen zweiten unabhängigen geschätzten Ort basierend auf den abgetasteten Datendurchsatzwerten zu bestimmen. Ein Maß des Vertrauens oder der Zuverlässigkeit, die jeder der zwei Schätzungen zugeordnet ist, kann dann erzeugt werden. Verschiedene Maße des Vertrauens wären geeignet, die einen Zählwert der Zahl von möglichen Positionen, die sich durch das Nachschlagen für jede Tabelle ergeben (ein Nachschlagen, das weniger mögliche Positionen erzeugt, könnte als zuverlässiger oder nützlicher betrachtet werden); einen Zählwert der Zahl von einzelnen Messungen, die zur Verwendung in der Nachschlagtabelle verfügbar sind (ein Nachschlagen unter Verwendung von mehr Werten könnte als zuverlässiger betrachtet werden, derart, dass ein Nachschlagen basierend auf Signalleistungsmessungen von drei nahen Zugriffspunkten als zuverlässiger als ein Nachschlagen basierend auf Datendurchsatzmessungen von lediglich einem Zugriffspunkt betrachtet werden könnte); eine Rangliste, die eingerichtet sein kann, die bestimmte Charakteristika gegenüber anderen, wenn verfügbar, bevorzugt (derart, dass einer Positionsschätzung basierend auf einem SIR immer ein Vorzug gegenüber Positionsschätzungen basierend auf einer Signalleistung gegeben werden könnte); und andere solche Bewertungen des Vertrauens aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind.
Das dargestellte Verfahren liefert zusätzliche eine Einrichtung zum Visualisieren der vorhergesagten Position von drahtlosen Vorrichtungen, die dem ortspezifischen Modell der Umgebung überlagert ist und/oder in demselben eingebettet ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen dehnt das vorliegende System den Stand der Technik in diesem Bereich aus, indem einem Entwerfer eine 2-D- oder 3-D-Ansicht von Positionsdaten, die dem Umgebungsmodell überlagert sind, ermöglicht ist. Das US-Patent Nr. 6,317,599, mit dem Titel „Method and System for Automated Optimization of Antenna Positioning in 3-D", erteilt an Rappaport et al. legt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zum Vorhersagen der Leistung eines Kommunikationsnetzes in einem ortspezifischen Modell der Umgebung dar.
Die folgende Beschreibung von zusätzlichen Ausführungsbeispielen beschreibt weiter die im Folgenden ausgewählten Aspekte von Systemen, die die Position von drahtlosen Vorrichtungen vorhersagen:
Ortspezifische 2D/3D-Datenbank mit Anzeige;
Mehrere Netze (die im Folgenden beschrieben sind) können in einer polygonalen Form und in jeder Höhe mit zweidimensionalen oder dreidimensionalen Verteilungen der Gitterknotenpunkte in einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen regelmäßigen oder unregelmäßigen Beziehung zueinander erzeugt werden;
Jeder Knoten (der im Folgenden beschrieben ist) in dem Netz kann nicht nur eine demselben zugeordnete Leistungstabelle aufweisen, sondern kann ferner andere Daten – wie z. B. ein digitales Bild, eine Tondatei, Sicherheitsprivilegien etc. – die demselben zugeordnet sind, aufweisen;
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung verwendet Leistungsnachschlagtabellen, die mit einer {x,y}- oder einer {x,y,z}-Position korreliert sind;
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert die Fähigkeit, Leistungsnachschlagtabellen zu definieren und zu verwenden, die einen besonderen Betriebszustand des Netzes (z. B. das Aufweisen einer bestimmten Zahl von verbundenen Benutzern, eine Bandbreitenverwendung, eine Tageszeit, eine aktuelle Ausstattungskonfiguration, einen speziellen Betriebsmodus etc.) korrelieren. Dies ermöglicht, dass die Positionsberechnungsanwendung die Genauigkeit der Resultate derselben weiter verfeinert, indem dieselbe fähig ist, einen aktuellen Betriebszustand des Netzes bei der Berechnung der Position einer drahtlosen Vorrichtung zu berücksichtigen.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert die Fähigkeit, gemessene HF-Kanalcharakteristika von drahtlosen Vorrichtungen (z. B. eine RSSI, eine Verzögerungsstreuung, ein SNR, eine Paketfehlerrate etc.) mit anderen Informationen über den aktuellen Betriebszustand des Netzes (z. B. Last, Bandbreite, Ausstattungskonfigurationen, Tageszeit etc.) zu korrelieren; dies wird dann in die Nachschlagtabellen gespeist, um den Satz von möglichen Orten zu verfeinern.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert die Fähigkeit, aktuelle Netzbetriebsbedingungen mit einer anderen Position zu korrelieren. D. h., wenn ein bestimmter Satz von gemessenen HF-Kanalcharakteristika beispielsweise um 3 Uhr nachmittags aufgezeichnet wird, kann derselbe auf einen anderen Ort abgebildet werden, als wenn derselbe beispielsweise um 4 Uhr nachmittags aufgezeichnet wird, da sich das Netz zu einer anderen Konfiguration zwischen diesen zwei Zeiten verschiebt.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert die Fähigkeit, historisch gemessene HF-Kanalcharakteristika und mögliche Informationen über eine Geschwindigkeit einer drahtlosen Vorrichtung (und einer möglichen Richtung) zu verwenden, um die Positionsbestimmungsgenauigkeit zu verbessern.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert die Fähigkeit, die Positionsberechnungsanwendung in einer nicht üblichen Rechenvorrichtung zu Gast zu haben oder einzubetten, wie z. B. einem WLAN-Zugriffspunkt, einer WLAN-Client-Vorrichtung, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Gateway, einer PCMCIA-Karte, einem HFID-Tag, einem Sensor, einem Telefon, einem Zellentelefon, einem PDA, einem Stifttablett oder einer anderen ähnlichen Vorrichtung, derart, dass die Vorrichtung fähig ist, die Position von entweder sich selbst oder anderen drahtlosen Vorrichtungen in der Umgebung durch die hierin erörterten Einrichtungen zu bestimmen.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert die Fähigkeit der Positionsberechnungsanwendung, der ortspezifischen Umgebungsdatenbank, der vorhergesagten Leistungsnachschlagtabellen und der Messanwendung, um entweder in der gleichen Rechenvorrichtung oder in getrennten, vernetzten Rechenvorrichtungen zu sein.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung enthält eine Kenntnis über die Umgebung, eine nahe Netzausstattung, und die Konfiguration der Status einer nahen Netzausstattung kann zwischen autorisierten Vorrichtungen, befähigten Client- und Netzvorrichtungen, die die Positionsberechnungsanwendung, um die eigene Position derselben zu identifizieren, zu Gast haben können oder mit derselben kommunizieren können, kommuniziert werden. Ortspezifische Informationen können mit neuen autorisierten drahtlosen Vorrichtungen, Messvorrichtungen, Messanwendungen oder anderen solchen Vorrichtungen, die dem Netz hinzugefügt sind, wie z. B. neuen autorisierten Client-Vorrichtungen, gemeinsam verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung enthält ortspezifische Daten, die in Silizium/Hardware eingebettet sind, was ein genaueres Fällen einer Entscheidung und als ein Resultat eine bessere Netzleistung ermöglicht. Wenn die Positionsberechnungsanwendung in drahtlosen Vorrichtungen eingebettet ist oder auf verteilten Rechenplattformen zu Gast ist, kann jede solche drahtlose Vorrichtung oder Rechenplattform eine Entscheidung über die eigene Konfiguration und Position derselben fällen.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung liefert in einem Chip ortspezifische Informationen, was die Positionsberechnung verbessert, da Client-Vorrichtungen ihre eigene Position unabhängig von der eingerichteten Infrastruktur auflösen können.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung ermöglicht eine Positionsverfolgung für eine große Zahl von Client-Vorrichtungen mit einem minimalen Netzmehraufwand.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung weist Client-Vorrichtungen auf, die die Position von verbrecherischen Zugriffspunkten und Benutzern, die für den Rest des Netzes unsichtbar sein können, auflösen können.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung ermöglicht eine ortspezifische Kenntnis der Umgebung und der Netzinfrastruktur, um in einem Netz oder einer Client-Vorrichtung eingebettet zu sein.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung weist eine Netzvorrichtung oder eine Client-Vorrichtung auf, die eine Signalstärke, eine Paketverzögerung etc. von der umgebenden Ausstattung überwachen kann und diese Informationen mit den ortspezifischen Daten, die derselben gegeben wurden, korrelieren kann, um den eigenen Ort derselben zu bestimmen.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung weist eine berechnete Positionsinformation einer Netz- oder Client-Vorrichtung, die mit anderen gemeinsam verwendet werden kann, auf.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung kann die Rechenlast des Bestimmens des Orts zu jeder Netz- oder Client-Vorrichtung verteilen, was maßstabsgerechte Positionsortfähigkeiten ermöglicht, ohne eine Netzbandbreite zu belasten oder zentralisierte Rechenressourcen zu schwächen.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung ermöglicht Client-Vorrichtungen, die eigene Position derselben ohne eine verbrauchte zusätzliche Netzbandbreite unabhängig zu bestimmen.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung ermöglicht Anwendungen, die in Client-Vorrichtungen laufen, die ortspezifischen Informationen für andere Zwecke zu verwenden.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung weist einen Client auf, der die eigene Position desselben in der Umgebung identifizieren kann, und daher vorher die Dienstregionen, in denen derselbe wandert, kennt. Der Client weiß dann, welche Netze oder Netzvorrichtungen er sehen können sollte und welche Dienste diese Netze oder Netzvorrichtungen anbieten. Das dauernde Abtasten und Aktualisieren von Tabellen von verfügbaren Netzen ist daher nicht erforderlich. Der Client kann stattdessen die ortspezifischen Daten und die Kenntnis der Position verwenden, um eine minimale Sendeleistung zu berechnen, die erforderlich ist, um mit gewünschten Netzen oder Netzvorrichtungen zu kommunizieren und eine bestimmte Dienstqualität aufrecht zu erhalten. Dies negiert den Bedarf, dass Clients maximale Leistungspegel während der Zuordnung verwenden und ermöglicht Clients, die Sendeleistungspegel derselben intelligenter zu regulieren. Clients können ferner ortspezifische Daten und eine Kenntnis der Position verwenden, um Übergaben intelligenter einzuleiten. Clients können ferner erfassen, ob dieselben tatsächlich in einer bedeutend breiten Versorgungsregion eines gegebenen Netzes oder einer Netzvorrichtung sind oder einfach in einer Splitterversorgungszone sind, um sich bevorzugt Netzen und Vorrichtungen zuzuordnen, die fähig sind, eine konsistente Verbindung über den weitestmöglichen Bereich zu liefern.
Ein Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung weist eine Client-Vorrichtung, die die eigenen Position derselben in der Umgebung sowie die Position und beobachtbare Details von anderen erfassbaren drahtlosen Vorrichtungen in der Umgebung identifizieren kann, auf. Die Client-Vorrichtung kann diese Information einem Benutzer anzeigen oder diese Information entweder proaktiv, auf Anfrage oder in regelmäßigen Intervallen über eine Kommunikationsverbindung zu einer anderen Vorrichtung gemäß einer eingerichteten Sicherheit und Autorisierungsprotokollen, die einen Zugriff auf solche Informationen bestimmen, liefern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und andere Aufgaben, Aspekte und Vorteile sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlicher, in denen:
1 eine typische Netzkonfiguration darstellt;
2 ein Beispielumgebungsmodell darstellt;
3 ein dreidimensionales Umgebungsmodell darstellt;
4 ein Umgebungsmodell, in dem Darstellungen einer Netzausstattung platziert werden können, darstellt;
5 ein Umgebungsmodell, das eine Netzausstattung, der ein Gitter von Knoten überlagert ist, aufweist, darstellt;
6 ein dreidimensionales Umgebungsmodell, das eine Netzausstattung, der ein Gitter von Knoten bei einer bestimmten Höhe überlagert ist, aufweist, darstellt;
7 ein dreidimensionales Umgebungsmodell, dem mehrere Gitter von Knoten bei verschiedenen Höhen überlagert sind, darstellt;
8 die Korrelation von einer oder mehreren Leistungsnachschlagtabellen mit einzelnen Knoten in einem Gitter darstellt;
9 das bevorzugte Verfahren zum Erzeugen der Leistungsnachschlagtabellen und zum Korrelieren derselben mit Knoten in dem Gitter darstellt;
10 das bevorzugte Verfahren für die Positionsberechnung der vorliegenden Erfindung darstellt;
11 ferner das bevorzugte Verfahren der Identifizierung von möglichen Positionen, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet ist, darstellt;
12 das bevorzugte Verfahren zum Verfeinern des Satzes von möglichen Positionen darstellt;
13 das bevorzugte Verfahren zum Verfeinern des Satzes von möglichen Positionen darstellt;
14 die Anzeige von möglichen Positionen für eine erfasste drahtlose Vorrichtung durch die vorliegende Erfindung darstellt;
15 die Korrelation von einer oder mehreren Leistungsnachschlagtabellen, die für unterschiedliche Netzbetriebszustände spezifisch sind, mit einzelnen Knoten in einem Gitter darstellt;
16 ein Umgebungsmodell eines Gebäudes, das verschiedene drahtlose Vorrichtungen, Messvorrichtungen, verbrecherische Vorrichtungen und zusätzliche neue Hardware aufweist, darstellt;
17 ein Umgebungsmodell eines Gebäudes, das verschiedene drahtlose Vorrichtungen und die Dienstbereiche derselben aufweist, zusammen mit einer Darstellung einer drahtlosen Client-Vorrichtung, die mit den Dienstbereichen wechselwirkt, darstellt;
18 die Lösung des Problems der Störung durch den „verborgenen Knoten" und der Sicherheit, das bei vielen drahtlosen Netzen vorhanden ist, darstellt;
19 ein ortspezifisches Modell eines Stockwerks eines Gebäudes, das einen Betrieb darstellt, so wie sich ein mobiler Netz-Client in dem Bereich bewegt, zeigt; und
20 ein Schema ist, dass die Kommunikation oder Wechselwirkung zwischen verschiedenen Netzvorrichtungen zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Unter Verwendung des vorliegenden Verfahrens ist es nun möglich, die Positionen von erfassbaren drahtlosen Vorrichtungen in einer bekannten Umgebung schnell und genau zu bestimmen, und ferner eine Positionskenntnis zu verwenden, um verbesserte Fähigkeiten für drahtlose und kombinierte verdrahtete/drahtlose Netze zu liefern. Die vorliegende Erfindung ist ein bedeutender Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik durch die Verwendung eines neuen Verfahrens des Verwendens von einer oder mehreren Leistungsnachschlagtabellen durch dieselbe, um HF-Kanalcharakteristika auf tatsächliche Positionen in einem Umgebungsmodell abzubilden, und durch eine Verwertung dieses neuen Positionsschätzungsverfahrens durch dieselbe, um eine verbesserte Dienstqualität, Leistungsverwaltung, Sicherheit und Störungserfassung und -linderung und eine autonome oder anpassende Netzkommunikation in drahtlosen Netzen vorzusehen.
Nun bezugnehmend auf 1 ist die logische Darstellung eines drahtlosen Kommunikationsnetzes dort dargestellt, so wie sich dieselbe auf die vorliegende Erfindung bezieht. In 1 existieren in einem drahtlosen Netz eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen 100. In diesem Zusammenhang kann eine drahtlose Vorrichtung jeder aktive oder passive Sendeempfänger sein, der fähig ist, ein drahtloses Signal auf eine solche Weise zu senden, zu strahlen, zwischen zu verstärken, zu reflektieren, zu brechen, zu beugen oder sonst zu manipulieren oder zu beeinflussen, um durch eine andere drahtlose Vorrichtung erfassbar zu sein oder um die drahtlose Kommunikation einer anderen drahtlosen Vorrichtung zu beeinflussen. In dem Zusammenhang eines WLAN kann beispielsweise eine drahtlose Vorrichtung 100 ein drahtloser Netz-Client, ein Zugriffspunkt, ein verbrecherischer Zugriffspunkt oder ein anderer möglicherweise störender Sendeempfänger sein. In anderen drahtlosen Netzen oder bei einer anderen Technik können Beispiele einer drahtlosen Vorrichtung 100 HFID-Tags, Zigbee-Sendeempfänger, Zellentelefone, drahtlose Telefone, Ultrabreitbandsendeempfänger oder Zwischenverstärker, Netzsendeempfänger, Leitstrahlsendeempfänger, drahtlose Kameras oder Sicherheitskameras, drahtlose Messgerätlese- oder Thermostatsteuervorrichtungen oder jede andere solche Vorrichtung, die jetzt oder in Zukunft bekannt ist, aufweisen, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Fachleute können erkennen, wie das Konzept einer drahtlosen Vorrichtung auf eine andere drahtlose Technik im Schutzbereich dieser Beschreibung ausgedehnt sein kann.
In dem drahtlosen Netz sind ferner Messvorrichtungen 101. Die Messvorrichtungen sind drahtlose Vorrichtungen, die fähig sind, die HF-Kanalcharakteristika von anderen drahtlosen Vorrichtungen 100 zu erfassen („messen") und die gemessenen HF-Kanalcharakteristika zu einer oder mehreren anderen Vorrichtungen oder Anwendungen zu liefern. In dem Zusammenhang eines drahtlosen Netzes kann beispielsweise eine Messvorrichtung 101 ein Zugriffspunkt, ein Sensor oder eine Sonde, ein drahtloser Netz-Client oder eine andere empfangende oder horchende Vorrichtung sein, die fähig ist, drahtlose Sendungen zu erfassen und zu interpretieren. Bei einer anderen drahtlosen Technik können Beispiele einer Messvorrichtung 101 HFID-Tag-Leser, Gitternetzsendeempfänger, drahtlose Sicherheitskameras, Zigbee-Sendeempfänger, Zellenbasisstationen, Schnurlostelefonbasisstationen oder jede andere von solchen Vorrichtungen, die jetzt oder in der Zukunft bekannt sind, aufweisen. Fachleute können erkennen, wie das Konzept einer drahtlosen Vorrichtung auf eine andere drahtlose Technik in dem Schutzbereich dieser Beschreibung ausgedehnt sein kann.
Die Messvorrichtungen 101 erfassen und messen die HF-Kanalcharakteristika (auf die ferner als Leistung Bezug genommen ist) der drahtlosen Vorrichtungen 100 durch Empfangen der Funksignale 102, die entweder von den drahtlosen Vorrichtungen 100 gesendet, durch dieselben reflektiert oder dieselben manipuliert werden. Die messbaren HF-Kanalcharakteristika können eine Empfangssignalstärkenintensität (RSSI), einen Durchsatz, eine BER, eine PER, eine FER, ein Systemrauschen (SNR), eine Systemstörung (SIR), Verzögerungsstreupegel, ein Leistungsverzögerungsprofil, einen Paket-Jit ter, eine Dienstqualität (QoS), eine Paketfehlerrate und eine Paketlatenz aufweisen, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Es kann zusätzlich möglich sein, dass die Messvorrichtungen 101 die aktuelle Konfiguration der gemessenen drahtlosen Vorrichtungen 100 bestimmen, wie z. B. die aktuelle Sendeleistung, einen Kanal, eine Ausrichtung, eine Antennenkonfiguration, einen aktuellen Zugriffspunkt oder eine Trägerzuordnung und andere Vorrichtungskonfigurationsinformationen. Diese Bestimmung der aktuellen Konfiguration der gemessenen drahtlosen Vorrichtungen 100 kann durch eine Annahme bei gegebener Kenntnis der drahtlosen Vorrichtung erreicht werden, kann zu der Messvorrichtung 101 von der drahtlosen Vorrichtung 101 in einer bestimmten Form einer Mitteilungsnachricht geliefert werden, oder kann durch eine Analyse der Funksignale 102, die von der drahtlosen Vorrichtung 100 empfangen werden, abgeleitet werden. Fachleute erkennen, dass andere HF-Kanalcharakteristika, die jetzt oder in der Zukunft bekannt sind, in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung ebenfalls messbar sind.
Abhängig von dem Typ der fraglichen Messvorrichtung kann jede Messvorrichtung 101 gemessene HF-Kanalcharakteristika für jede drahtlose Vorrichtung 100 für eine bestimmte Zeitdauer speichern, lediglich die letzte Messung halten, lediglich die aktuellste Messung berichten und eine bestimmte Zahl von Messungen für jede drahtlose Vorrichtung oder für eine bestimmte Zahl von drahtlosen Vorrichtungen halten, oder überhaupt keine gespeicherten Messungen halten.
Es kann ferner eine Messanwendung 103 existieren, deren Zweck darin besteht, die HF-Kanalcharakteristika, die durch die Messvorrichtungen 101 gemessen werden, anzusammeln. In dieser Situation weist die Messanwendung 103 eine eingerichtete Kommunikationsverbindung mit jeder fraglichen Messvorrichtung 101 auf, durch die die Messvorrichtung 101 die gemessenen HF-Kanalcharakteristikdaten für jede drahtlose Vorrichtung 100 sendet. Die Kommunikationsverbindung zwischen der Messanwendung 103 und der Messvorrichtung 101 kann die Form eines drahtlosen oder eines verdrahteten Kommunikationsweges annehmen und jede Form eines jetzt oder in der Zukunft bekannten Kommunikationsprotokolls verwenden. In dem Zusammenhang ei nes WLAN kann beispielsweise die Messanwendung 103 mit Messvorrichtungen 101 unter Verwendung des Simple Network Management Protocol (SNMP), der erweiterbaren Auszeichnungssprache bzw. Extendable Markup Language (XML) oder jedem anderen ähnlichen Netzprotokoll kommunizieren. Die Messanwendung 103 empfängt die HF-Kanalcharakteristikadaten und speichert typischerweise die Informationen oder versendet dieselben zu einer weiteren Anwendung. Abhängig von dem Typ der Messanwendung kann die Messanwendung 103 eine oder mehrere gemessene HF-Kanalcharakteristika für jede drahtlose Messvorrichtung 101 und jede drahtlose Vorrichtung 100 für eine bestimmte Zeitdauer speichern oder kann lediglich die aktuellste Messung speichern und berichten oder kann überhaupt keine gespeicherten Messungen halten.
Es kann zusätzlich eine tatsächliche oder implizierte Verbindungshierarchie zwischen den Messvorrichtungen 101 und/oder den Messanwendungen 103 existieren, die definiert, wie gemessene HF-Kanalcharakteristika kommuniziert oder gemeinsam verwendet werden. D. h., die Messvorrichtungen 101 und/oder die Messanwendungen 103 können Kommunikationswege zwischen oder unter denselben derart eingerichtet haben, dass die gemessenen HF-Kanalcharakteristika pro drahtloser Vorrichtung 100 zwischen denselben kommuniziert werden. Eine Messvorrichtung 101 oder eine Messanwendung 103 kann alternativ gemessene HF-Kanalcharakteristika, die dieselbe von einer getrennten Messvorrichtung oder Messanwendung empfangen hat, zu einer anderen Messvorrichtung oder Messanwendung 103 versenden. Die Messvorrichtungen 101 und Messanwendungen 103 können, mit anderen Worten selbst die Fähigkeit aufweisen, miteinander zu kommunizieren, um den Austausch von HF-Kanalcharakteristika pro drahtloser Vorrichtung 100, wie benötigt, zu erleichtern. Während dieses gemeinsamen Verwendens von Daten auf eine hierarchische Weise dort typischerweise durchgeführt wird, wo bestimmte Messvorrichtungen 101 oder Messanwendungen 103 als Ansammler von Messungen 102 von anderen Vorrichtungen 101 und Anwendungen 103 wirken, können diese Messvorrichtungen 101 oder Messanwendungen 103, die als Ansammler dienen, dann ähnlicherweise empfangene Messinformationen zu anderen Vorrichtungen oder Anwendungen weiter oben in der Hierarchie geben.
Als ein weiteres Beispiel kann es für eine Messvorrichtung 101 notwendig sein, gemessene HF-Kanalcharakteristika zu einer zweiten Messvorrichtung (oder zu einer Messanwendung 103) zu kommunizieren, wo kein direkter Kommunikationsweg zwischen den beiden existiert. In dieser Situation kann die Messvorrichtung 101 die gemessenen HF-Kanalcharakteristika zu einer dritten Messvorrichtung (oder getrennten Messanwendung 103) versenden, die ihrerseits die gemessenen HF-Kanalcharakteristika zu dem gewünschten Ziel kommuniziert. Durch dieses Verfahren kann jede Verbindung von Kommunikationswegen zwischen einer oder mehreren Messvorrichtungen 101 und/oder Messanwendungen 103 bei einem gegebenen Netz existieren, um eine Kommunikation der gemessenen HF-Kanalcharakteristika von einer gegebenen Messvorrichtung 101 und einer anderen Messvorrichtung 101 oder Messanwendung 103 zu ermöglichen.
Messanwendungen 103 können auf einer breiten Vielfalt von Rechen- oder Netzplattformen realisiert sein. Während bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Messanwendung 103 in einem Netz-Switch oder einem Netz-Server realisiert ist, kann die tatsächliche Form der Rechen- oder Netz-Plattform abhängig von der drahtlosen Technik, die gemessen wird, variieren. In dem Zusammenhang eines WLAN können beispielsweise die Messanwendungen 103 auf Plattformen realisiert sein, die Zugriffspunkte, Netz-Switches, Netz-Router, Netz-Hubs, Netz-Gateways, Netz-Server, Personalcomputer (PC), persönliche digitale Assistenten (PDA), Netz-Client-Computer, Handendgeräte oder andere ähnliche Vorrichtungen aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind. Bei anderen drahtlosen Netztechniken weisen wahrscheinlich Plattformen zum Zu-Gast-haben einer Messanwendung 103 HFID-Tag-Leser, Netz-Server, PCs, PDAs, Basisstationen, Netz-Switches, Netz-Router, Netz-Hubs, Netz-Gateways, Zellentelefone oder andere Rechenplattformen, die nun oder in der Zukunft bekannt sind, auf, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Fachleute erkennen, wie die Messanwendung 103 auf verschiedenen Rechen- und Netzplattformen in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung realisiert sein kann.
Es sei bemerkt, dass, wie im Vorhergehenden erwähnt ist, eine Messvorrichtung 101 eine mobile, tragbare oder andere drahtlose Vorrichtung 100 sein kann. Eine Messanwendung 103 kann ähnlicherweise selbst in einer Messvorrichtung 101 oder einer tragbaren, mobilen oder anderen drahtlosen Vorrichtung 100 realisiert sein. Eine Messanwendung 103 kann beispielsweise als eine Softwareanwendung, die in einer drahtlosen Client-Vorrichtung 100 ist oder in derselben eingebettet ist, realisiert sein, wobei die Anwesenheit der Messanwendung 103 ermöglicht, dass die drahtlose Client-Vorrichtung 100 entweder, wie benötigt, bei regelmäßigen Intervallen oder unter anderen bestimmten Bedingungen als eine Messvorrichtung 101, wie z. B. ein Benutzer oder eine andere Steuereinheit, die die Messanwendung einleitet und einen Befehl liefert, wirkt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung existiert eine Positionsberechnungsanwendung 104, die als eine Softwareanwendung in einer Rechenvorrichtung realisiert ist, die fähig ist, mit einer oder mehreren Messvorrichtungen 101 und/oder Messanwendungen 103 zu kommunizieren. Diese Positionsberechnungsanwendung 104 fragt ab nach, ruft ab oder empfängt über einen Alarm oder eine andere Einrichtung HF-Kanalcharakteristika pro drahtlose Vorrichtung 100, pro Messvorrichtung 101. Die HF-Kanalcharakteristika werden typischerweise zu der Positionsortanwendung 104 über einen bestimmten Kommunikationsweg 105, der eine Form einer verdrahteten oder einer drahtlosen Verbindung, die fähig ist, einen Typ eines Kommunikationsprotokolls zu tragen, aufweisen kann, geliefert. Beispiele von Kommunikationsprotokollen, die bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet sind, weisen TCP/IP, SNMP, XML oder SOAP auf, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Fachleute erkennen, wie unterschiedliche Kommunikationsprotokolle in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung verwendet sein können.
Die Hardwarevorrichtung, auf der die Positionsberechnungsanwendung realisiert ist, kann ein getrennter Computer (wie z. B. ein Personalcomputer oder PC), ein Netz-Switch, eine Basisstation, ein Router, ein Hub, ein Gateway, ein Zugriffspunkt, ein Zwischenverstärker, eine feste oder mobile Client-Vorrichtung oder jede andere solche Rechen- oder Netzvorrichtung sein.
Es existiert ferner eine ortspezifische Umgebungsdatenbank 106 und zugeordnete Nachschlagtabellen 107. Die ortspezifische Umgebungsdatenbank 106 liefert das Umgebungsmodell der physischen Region, in der die Messvorrichtungen 101 und die drahtlosen Vorrichtungen 100 existieren, während die Leistungsnachschlagtabellen 107 eine Korrelation zwischen vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika für drahtlose Vorrichtungen 100 und einer oder mehreren physischen Positionen in der ortspezifischen Umgebungsdatenbank 106 liefern. Die Positionsberechnungsanwendung 104 vergleicht die gemessenen HF-Kanalcharakteristika für drahtlose Vorrichtungen 100, die durch die Kommunikationsschnittstelle 105 mit den Messnetzvorrichtungen 101 und/oder den Messnetzanwendungen 103 empfangen werden, mit den vorhergesagten Leistungsnachschlagtabellen 107. Durch diesen Vergleich wird ein Satz von möglichen Orten, bei denen die drahtlosen Vorrichtungen 100 positioniert sein müssen, in dem Zusammenhang der ortspezifischen Umgebungsdatenbank 106 abgeleitet, wie im Folgenden detailliert dargestellt ist.
Der Satz von möglichen Positionen wird typischerweise durch die Positionsberechnungsanwendung 104 typischerweise in der Form von Positionskoordinaten 111 identifiziert. Positionskoordinaten 111 identifizieren eindeutige Positionen relativ zu einem bestimmten computerisierten Modell der Umgebung, in der die drahtlosen Vorrichtungen 100 existieren. Die Positionskoordinaten 111 können die Form von {x, y, z}, {x, y, Stockwerk}, {x, y, Höhe}, {x, y}, {geographische Breite, geographische Länge, Höhe}, {geographische Breite, geographische Länge} oder jedes anderen ähnlichen Koordinatenanzeigers, der zum Identifizieren einer eindeutigen Position in einem 2D- oder 3D-Raum ausreichend ist, annehmen. Während die gelieferten Beispiele in der Form von kartesischen Koordinaten vorgesehen sind, können andere Koordinatensysteme, wie z. B. ein Kugel- und ein Zylinder-Koordinatensystem, ebenso verwendet sein, um Positionen zu identifizieren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Positionskoordinaten 111 relativ zu dem Koordinatensystem und der Geometrie, die durch die ortspezifische Umgebungsdatenbank 106 vorgesehen sind.
Die Positionskoordinaten 111 können zu anderen Vorrichtungen oder Anwendungen durch eine bestimmte Form einer drahtlosen oder verdrahteten Datenverbindung 110 geliefert werden. Dies ermöglicht, dass die Positionsberechnungsanwendung 104 als eine getrennte einzelne Anwendung, deren primärer Zweck darin besteht, Positionskoordinaten 111 über eine bestimmte Kommunikationsverbindung 110 zu anderen Anwendungen, die ihrerseits die Positionskoordinaten 111 auf eine bestimmte Weise verwenden, einfach zu kommunizieren, wirkt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können die Positionsberechnungsanwendungen 104, die ortspezifische Datenbank 106 und die Leistungsnachschlagtabellen 107 zusammen in der gleichen Rechenvorrichtung existieren. Es ist jedoch ziemlich möglich, dass alle drei in getrennten Rechenvorrichtungen existieren, oder dass zwei in einer Vorrichtung getrennt von der dritten realisiert sind. Bei diesem Fall ist eine Form von Kommunikationswegen 108, 109 zwischen der Positionsberechnungsanwendung 104 und der ortspezifischen Umgebungsdatenbank 106 und den Leistungsnachschlagtabellen 107 realisiert. Diese Kommunikationswege 108, 109 sind typischerweise verdrahtete oder drahtlose Standardnetzkommunikationsverfahren und -protokolle. Es sei bemerkt, dass die Positionsortanwendung 104, die ortspezifische Datenbank 106 und die Leistungsnachschlagtabellen 107 alle in drahtlosen Vorrichtungen 100, Messvorrichtungen 101 oder neben oder integriert mit Messanwendungen 103 realisiert sein können.
Die Positionsberechnungsanwendung 104 kann historische Aufzeichnungen von HF-Kanalcharakteristika speichern. Wenn dies der Fall ist, kann diese Datenbank in der gleichen Rechenplattform wie die Positionsberechnungsanwendung 104 zusammen existieren oder kann anderswo in dem Netz realisiert sein.
Systeme gemäß der vorliegenden Erfindung können Wiedergaben eines 2-D oder 3-D-computerunterstützten Entwurfs (CAD) eines Teils eines Gebäudes, eines Gebäudes oder einer Sammlung von Gebäuden und/oder eines umgebenden Geländes und Blätterwerks verwenden. Jede Information hinsichtlich der Umgebung ist jedoch, 2-D oder 3-D-Zeichnungen, Raster- oder Vektor-Bilder, abgetastete Bilder oder digitale Bilder aufweisend, ausreichend. Die ortspezifischen Informationen werden durch die vorliegende Erfindung verwendet, um eine Visualisierung und eine relativ genaue Positionsbestimmung der Kommunikationsinfrastruktur beim Modellieren bzw. Nachbilden der Funkwellenleistung in der Umgebung zu ermöglichen, und um ein Modell bzw. eine Nachbildung der Umgebung zu liefern, das zum Durchführen von Visualisierungen, die die Benutzermessungen und/oder Vorhersagen der Netzleistung oder Positionsortinformationen zeigen, ausreichend ist.
Gemäß einem Aspekt eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sind digitale ortspezifische Informationen hinsichtlich sowohl einer Geländehöhe und einer Landverwendung, Gebäudepositionen, Hochhauspositionen als auch Geometrien, einer Höhe und eines inneren Entwurfs von Wänden, Türen, Decken, Stockwerken, Möbeln und anderen Objekten in dem Gebäude vorgesehen, wobei die digitalen Informationen in getrennten Datenformaten oder Darstellungen, die eine 2- oder 3-dimensionale Raster- oder Vektor-Bilddarstellung aufweisen, vorliegen können und in ein ein-, zwei- oder drei-dimensionales digitales Modell der physischen Umgebung kombiniert sind. Eine Reihe von 2-D-Bildern kann alternativ gesammelt sein, um die 2-D- oder 3-D-Umgebung darzustellen. Das resultierende 2- oder 3-dimensionale digitale Modell kombiniert Aspekte der physischen Umgebung, die die verwendeten getrennten Stücke von Informationen in sich aufweisen, und ist für jede Form einer Anzeige, Analyse oder archivarischen Aufzeichnung eines drahtlosen Kommunikationssystems, eines Computernetzsystems gut geeignet, oder kann für ein Planen von staatlichen Versorgungsbetrieben und Wartungszwecken verwendet werden, um den Ort von Komponenten sowie den Aufwand und die Spezifikationen und die Eigenschaften derselben zu identifizieren.
Obwohl viele Beispiele und Fig. hierin eine Innenumgebung darstellen, sind diese lediglich als Beispiel vorgesehen und zeigen keine Begrenzung der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist fähig, in oder auf jeder modellierten physischen Umgebung, ob innen oder außen, die eine endliche Zahl von Gebäuden, Gelände, Blätterwerk, Fahrzeugen, Menschen, Tieren, Ausstattung, Möbeln, meteorologischen Be dingungen oder andere von Menschen geschaffene oder natürliche Behinderungen betrifft, in Betrieb zu sein.
Nun bezugnehmend auf 2 ist ein Beispielumgebungsmodell dargestellt. Das ortspezifische Umgebungsmodell, das in 2 dargestellt ist, ist von einem Stockwerk 200 eines Gebäudes. Das dargestellte Umgebungsmodell 200 weist graphische Darstellungen von Wänden 202, Türen, Fenstern und anderen gewöhnlich in einem Gebäude vorgefundenen Dingen auf.
Nun bezugnehmend auf 3 ist ein weiteres Beispielumgebungsmodell dargestellt. Das in 3 dargestellte ortspezifische Umgebungsmodell ist von einem Stockwerksplan 300 eines Gebäudes. Das dargestellte Umgebungsmodell 300 weist graphische Darstellungen von Wänden 302, Türen, Fenstern und anderen gewöhnlich in einem Gebäude vorgefundenen Dingen auf. Bei diesem Beispiel besitzt das ortspezifische Umgebungsmodell eine dreidimensionale Natur.
Viele Formen einer Behinderung oder einer Unordnung, die auf die Leistung oder den physischen Entwurf eines Kommunikationsnetzes einwirken oder dieselben verändern, können in Systemen, die gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen sind, dargestellt sein. Die elektrischen, mechanischen, ästhetischen Charakteristika von allen Behinderungen und Objekten in der modellierten Umgebung können ferner in Systeme, die gemäß der Erfindung hergestellt sind, eingegeben und durch dieselben verwendet werden. Solche Daten sind zum Verbessern der Genauigkeit von Leistungsvorhersagen in drahtlosen Netzen vorteilhaft. Für einen Entwurf eines drahtlosen Kommunikationssystems weisen beispielsweise die relevanten Informationen für jede Behinderung eine Materialzusammensetzung, eine Größe, eine Position, eine Oberflächenrauhigkeit, eine Dämpfung, ein Reflexionsvermögen, eine Absorption und einen Streukoeffizienten auf, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Aussenwänden kann beispielsweise ein Dämpfungsverlust von 10 dB gegeben werden, Signalen, die durch Innenwände gehen, kann ein Dämpfungsverlust von 3 dB zugewiesen sein, und Fenster können einen HF-Durchdrin gungsverlust von 2 dB abhängig von den physischen Charakteristika derselben aufweisen.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ermöglicht einem Benutzer ferner, andere physische, elektrische, elektromagnetische, mechanische und ästhetische Charakteristika von jeder Oberfläche oder jedem Objekt in dem 2- oder 3-dimensionalen Modell zu spezifizieren. Die Charakteristika weisen eine Dämpfung, eine Oberflächenrauhigkeit, eine Breite, ein Material, einen Reflexionskoeffizienten, eine Absorption, eine Farbe, eine Bewegung, Streukoeffizienten, ein Gewicht, Amortisationsdaten, eine Dicke, einen Trennwandtyp, einen Eigentümer und einen Aufwand auf, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Informationen, die in vielen weit akzeptierten Formaten ohne weiteres lesbar oder schreibbar sind, können zusätzlich in der Datenbankstruktur gespeichert sein, wie z. B. sowohl allgemeine Ortsdaten, eine Straßenadresse, eine Suiten- oder Wohnungs-Nummer, einen Eigentümer, einen Mieter oder Vermieter, Pächter- oder Eigentumsinformationen, Modellnummern, Dienstaufzeichnungen, Wartungsaufzeichnungen, Kosten- oder Wertminderungsaufzeichnungen, Buchungsaufzeichnungen, wie z. B. ein Kauf-, Wartungs- oder Lebensdauerwartungsaufwand, als auch allgemeine Bemerkungen oder Notizen, die einer einzelnen Oberfläche oder einem einzelnen Gebäude oder Objekt oder Stück einer Infrastrukturausstattung in dem resultierenden zwei- oder dreidimensionalen Modell der tatsächlichen physischen Umgebung ferner zugeordnet sein können.
Es sei bemerkt, dass alle diese Typen von Daten, die in den vorhergehenden Absätzen spezifiziert sind, typischerweise in einer Computer-CAD-Anwendung sind, die die Fähigkeit besitzt, alternative Kommunikationsnetzkonfigurationen der gesamten Netzausstattung basierend auf einem voreingestellten oder Benutzer-spezifizierten Entwurf oder auf Betriebspunkten iterativ oder autonom zu berechnen. Diese Datenaufzeichnungen können jedoch ferner digitalisiert und zwischen einzelnen Stücken einer Hardwareausstattung in dem Netz zur Speicherung oder zum Verarbeiten bei jedem besonderen Stück einer Ausstattung weitergegeben und/oder gespeichert werden.
Geschätzte Verteilungsverlustwerte von elektrischen Eigenschaften können aus bereits veröffentlichten umfassenden Ausbreitungsmessungen, die aus einer Gebietserfahrung gefolgert werden, extrahiert werden, oder die Verteilungsverluste von einem besonderen Objekt können direkt gemessen werden und gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kombiniert mit jenen Verfahren, die in dem US-Patent 6,442,507, das hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, beschrieben sind, sofort optimiert werden.
Obwohl 2 und 3 einen Stockwerksplan eines Gebäudes darstellen, ist das ortspezifische Umgebungsmodell 106 nicht auf Innenumgebungen begrenzt. Eine Innen-, Außen- oder Campusumgebung, die eine oder mehrere Stockwerke eines Gebäudes, eines oder mehrere vielstöckige Gebäude, einen oder mehrere Campusse von Gebäuden, ein Gelände, Blätterwerk und andere Behinderungen aufweist, jedoch nicht darauf begrenzt ist, kann bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt sein. 2 und 3 stellen lediglich zur Einfachheit ein einzelnes Stockwerk eines Gebäudes dar. Die bevorzugten Verfahren zum Aufbauen des ortspezifischen Umgebungsmodells sind in dem US-Patent 6,721,769 mit dem Titel „Method and System for Building Database Manipulator" von Rappaport et al. und in der anhängigen US-Patentanmeldung 09/954,273 mit dem Titel „Method and System for Modeling and Managing Terrain, Buildings, and Infrastructure" von Rappaport et al., angegeben.
Bezugnehmend auf 4 kann, sobald das passende ortspezifische Modell der Umgebung spezifiziert ist, jede gewünschte Zahl von Hardwarekomponenten, einer Kommunikationsinfrastruktur, von mobilen oder tragbaren oder festen drahtlosen Vorrichtungen oder einer Ausstattung in dem ortspezifischen Umgebungsmodell positioniert, konfiguriert und miteinander verbunden werden. Das Kommunikationsnetz wird bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung durch eine manuelle oder automatische Einrichtung ortspezifisch modelliert, wodurch die tatsächlichen physischen Komponenten, die verwendet werden, um das tatsächliche physische Netz zu erzeugen, modelliert, platziert und graphisch, visuell und räumlich in dem ortspezifischen Datenbankmodell verbunden werden, um die vorgeschlagenen oder tatsächlichen wirklichen physischen Platzierungen derselben in der tatsächlichen physischen Umgebung darzustellen. Dies liefert ein ortspezifisches Modell eines Netzes von verbundenen Komponenten in dem Datenbankmodell, wobei eine solche Verbindung unter Verwendung von optischen Frequenzen, Basisband- oder HF-Trägerfrequenzen verdrahtet oder drahtlos verbunden sein kann.
Mindestens einigen der Kommunikationsnetzkomponenten (auf die manchmal als eine Infrastrukturausstattung oder Hardware Bezug genommen ist) in dem Datenbankmodell sind Infrastrukturinformationen zugeordnet, die die Form von Datenaufzeichnungen, Speicherdaten, Dateien oder Texteinträgen, die die Infrastrukturinformationen, die jeder einzelnen Komponente im Raum in der modellierten Umgebung eindeutig zugeordnet sind, aufweisen, aufweisen. D. h., drei unterschiedliche Stücke des gleichen Typs einer Ausstattung in einem Netz, das in einer Stadt unter Verwendung eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung modelliert ist, weisen drei verschiedene Sätze von Infrastrukturinformationsaufzeichnungen auf. Die Infrastrukturinformationsaufzeichnungen sind entweder als eine verbundene Liste von textlichen oder numerischen Informationen zu den graphisch dargestellten Komponenten oder als Datenstrukturen, die auf eine bestimmte Art und Weise an die spezifischen Komponenten in dem Datenbankformat etikettiert oder mit denselben verbunden sind, gespeichert.
Die Infrastrukturinformationen für jede tatsächliche physische Komponente können auf eine ortspezifische Art und Weise in dem Umgebungsmodell der physischen Umgebung dargestellt sein, und solche Infrastrukturinformationen sind vorzugsweise in dem Umgebungsmodell, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, eingebettet. Das Einbetten von Infrastrukturinformationen für tatsächliche Komponenten kann entweder vor, während oder nach der ortspezifischen Platzierung der modellierten Komponenten in dem Datenbankmodell durchgeführt werden.
Die Infrastrukturinformationen weisen sowohl graphische Objekte, die die tatsächlichen physischen Orte einer Infrastrukturausstattung, die bei dem tatsächlichem Kommunikationssystem verwendet ist, darstellen, als auch Daten, die die physische Ausstattungsart oder den Ausstattungstyp beschreiben, eine Beschreibung eines Orts der physischen Ausstattung (wie z. B. eine Straßenadresse, eine Suiten- oder Wohnungsnummer, einen Eigentümer oder Pächter, geographische Breiten-Längen-Höhen-Informationen, eine Stockwerksnummer, eine Kellergeschossbezeichnung oder unterirdische Bezeichnung etc.), Ausstattungseinstellungen oder -konfigurationen, gewünschte oder spezifizierte Leistungsmetriken oder Leistungsziele für die Ausstattung, wodurch solche gewünschte oder spezifizierte Daten durch den Benutzer oder das Vorhersagesystem geliefert werden, gewünschte oder spezifizierte Leistungsmetriken oder Leistungsziele für das Netz, von dem die Ausstattung ein Teil ist, wodurch solche gewünschte oder spezifizierte Daten durch den Benutzer oder das Vorhersagesystem geliefert werden, gemessene Leistungsmetriken oder Netzmetriken, wie durch die Ausstattung berichtet, vorhergesagte Alarmereignisstatistiken oder Ausfallraten, tatsächlich gemessene Alarmereignisstatistiken oder Ausfallraten, Alarmschwelleneinstellungen oder Alarmmetriken, wie durch die Ausstattung oder den Benutzer oder das Vorhersagesystem berichtet, eine Ausstattungsausrichtung, Ausstattungsspezifikationen und -parameter, einen Ausstattungshersteller, eine Ausstattungsseriennummer, einen Ausstattungsaufwand, einen Ausstattungseinrichtungsaufwand, laufende tatsächliche Ausstattungsunterhaltskosten und -aufzeichnungen, vorhergesagte laufende Ausstattungsunterhaltskosten, Ausstattungsverwendungsprotokolle, eine Ausstattungswartungsgeschichte, Ausstattungswertminderungs- und -steueraufzeichnungen, vorhergesagte oder gemessene Leistungsmetriken, Ausstattungsgarantie- oder Lizenzinformationen, Ausstattungsstrichcodes und zugeordnete Daten, Informationen hinsichtlich Verfahren zum Kommunizieren mit der physischen Ausstattung zum Zweck des Fernüberwachens und/oder Alarmierens, Alarmaufzeichnungen, Fehlfunktionsaufzeichnungen, periodische oder kontinuierliche Leistungs- oder Ausstattungsstatusdaten, vorhergehende oder aktuelle Nutzer oder Eigentümer der physischen Ausstattung, Kontaktinformationen für Fragen oder Probleme mit der Ausstattung, Informationen über den Verkäufer, Einrichter, Eigentümer, Benutzer, Vermieter, Mieter und Wartenden der Ausstattung und elektronische Ausstattungsidentifizierer, wie z. B. Hochfrequenzidentifizierer (HF-IDs oder HF-Tags), Internetprotokoll- (IP) Adressen, Strichcodes oder eine andere graphische, ver drahtete oder drahtlose Adresse oder digitale Signatur auf, sind jedoch darauf nicht begrenzt.
Die „Ausstattung" oder „Komponente" im Vorhergehenden bezieht sich auf jedes tatsächliche physische Objekt oder jede tatsächliche physische Vorrichtung, die hinsichtlich ihrer Natur mechanisch oder elektrisch oder arteriell sein kann, oder jedes architektonische oder strukturelle Element eines verteilten Netzes, das eine Verdrahtung, ein Rohrnetz, eine Kanalführung, Arterien oder andere verteilte Komponenten oder eine verteilte Infrastruktur aufweist.
Obwohl ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das ortspezifische Datenbankmodell, anpassende Steuerfähigkeiten und eine Gegenstandsverwaltung eines verdrahteten oder drahtlosen Kommunikationsnetzes als ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Betracht zieht, sollte Fachleuten klar sein, dass jede Infrastrukturausstattung einer verteilten Natur, wie z. B. eine strukturierte Verkabelung, ein Rohrnetz oder eine Klimatisierung, auf eine solche anpassende Art und Weise gesteuert sein kann. Einige bevorzugte Verfahren zum Einbetten der Infrastrukturinformationen in ein ortspezifisches Umgebungsmodell und zum Liefern einer anpassenden Steuerung sind in dem US-Patent Nr. 6,493,679 mit dem Titel „Method and System for Managing a Real Time Bill of Materials", erteilt an T. S. Rappaport et al., der anhängigen Anmeldung Serien-Nr. 09/764,834 mit dem Titel „Method and System for Modeling and Managing Terrain, Buildings, and Infrastructure", eingereicht durch T. S. Rappaport und R. R. Skidmore und der anhängigen Anmeldung Serien-Nr. 10/386,943 mit dem Titel „System and Method for Automated Configuration of Transceivers for Obtaining Desired Network Performance Objectives", eingereicht von T. S. Rappaport und R. R. Skidmore, detailliert dargestellt, die hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind.
Das resultierende kombinierte Umgebungs- und Infrastrukturmodell, bei dem die modellierte Infrastruktur und die zugeordneten Infrastrukturinformationen für jede Komponente in dem Umgebungsmodell auf eine ortspezifische Art und Weise eingebettet sind und ferner in jedem Stück einer tatsächlichen Ausstattung eingebettet sind, kann dann in einer Vielfalt von Computermedien gespeichert sein. Das kombinierte Modell ist als detaillierte Aufwandsdaten und Wartungsdaten als auch spezifische Leistungseigenschaften und spezifische Betriebsparameter von jedem Stück einer Netzhardware, von denen einige oder alle für verwendbare Vorhersagen und Simulationen und eine iterative Steuerung des Netzes erforderlich sein können, aufweisend zu verstehen. Zu jedem Zeitpunkt kann das kombinierte Umgebungs- und Infrastrukturmodell aus den Computermedien wiedergewonnen, angezeigt oder auf eine ortspezifische Art und Weise mit tatsächlichen Positionen von Komponenten und Komponentenverbindungen, die in der Umgebung gezeigt sind, auf einem Computermonitor, einem Drucker oder einer anderen Computerausgabevorrichtung angezeigt oder verarbeitet werden und/oder unter Verwendung einer Computermaus, einer Tastatur oder einer anderen Computereingabevorrichtung, die jetzt oder in der Zukunft bekannt ist, editiert werden. Das kombinierte Modell kann ferner in Software eingebettet sein oder in einer oder mehreren integrierten Schaltungen für eine Echtzeit- oder Nah-Echtzeit-Implementierung in einer Hardwarevorrichtung, einem tragbaren Computer, einem drahtlosen Zugriffspunkt oder einer anderen fern positionierten Vorrichtung implementiert sein.
Das vorhergehende Editieren kann das Ändern von entweder den Infrastruktur- oder Umgebungsinformation, die das Modell in sich aufweist, einschließlich irgendwelcher Ausrüstungs- oder Betriebsparameter von besonderen Stücken einer Hardware, die durch die Steuerung der Computer-CAD-Anwendung eines Ausführungsbeispiels dieser Erfindung verändert werden können, betreffen. Solche Änderungen können unabhängig davon passieren, ob das kombinierte Modell in einem Chip implementiert ist, in Software eingebettet ist oder eine eigenständige Form aufweist.
Die kombinierten Umgebungs- und Infrastrukturmodelle, die auf Computermedien gespeichert sind, können ferner Modelle einer Infrastrukturausstattung aufweisen, die fähig sind, Daten mit der CAD-Rechenplattform in Echtzeit zu kommunizieren und auszutauschen. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung kann beispielsweise gewünschte Netzbetriebsleistungsparameter, die zu bestimmten Stücken einer tatsächlichen Ausstattung kommuniziert werden, speichern, und, wenn die Ausstattung jemals die Netz leistung misst und herausfindet, dass die Leistungsparameter außerhalb eines Bereichs liegen, dann wird ein Alarm ausgelöst und dem System zur Anzeige, Speicherung, Verarbeitung und zum möglichen fernen Neuabstimmen von Stücken der Ausstattung durch die Erfindung berichtet, um das Netz neu anzupassen, um die Leistung zurück in den gewünschten Bereich zu bewegen. Das bevorzugte Verfahren dieser Kommunikation ist in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/714,929 mit dem Titel „System and Method for Automated Placement or Configuration of Equipment for Obtaining Desired Network Performance Objectives and for Security, RF Tags, and Bandwidth Provisioning" von Rappaport et al. beschrieben, die hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen ist. Ein Zugreifen und Verwenden dieser Kommunikationsverbindung zwischen dem ortspezifischen Modell des Kommunikationsnetzes und der physischen Ausstattung kann durch eine Vielfalt von Einrichtungen durchgeführt werden, von denen eine in der anhängigen Anmeldung Serien-Nr. 09/954,273, die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, detailliert dargestellt ist.
Die Platzierung einer Infrastrukturausstattung kann Kabel, Router, Antennen, Switches, Zugriffspunkte und dergleichen aufweisen, die für ein verteiltes Netz von Komponenten bei einem physischen System erforderlich sind. Wichtige Informationen, die einigen oder allen Stücken der Infrastrukturausstattung, die durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Verwendung des beschriebenen Datenbankformats modelliert werden und aufrechterhalten werden, zugeordnet sind, weisen einen physischen Ort (Platzierung der Ausstattung in der Datenbank, um die tatsächliche physische Platzierung derselben ortspezifisch darzustellen) als auch Daten, wie z. B. den Ausstattungsverkäufer, Teilenummern, Einrichtungs- und Wartungsinformationen und eine Einrichtungs- und Wartungsgeschichte, eine System- oder Ausstattungsleistung und Alarmdaten und eine Alarmgeschichte als auch Kosten- und Wertminderungsinformationen der spezifischen Komponenten und Teilsysteme, auf.
4 stellt ein ortspezifisches Beispielumgebungsmodell 106 mit überlagerter Netzausstattung dar. In 4 sind drei Messvorrichtungen 101 in dem ortspezifischen Umgebungsmodell identifiziert. Diese drei Messvorrichtungen 400, 402, 404 sind in dem ortspezifischen Umgebungsmodell graphisch identifiziert und weisen die relevanten Konfigurationsinformationen, die denselben ebenfalls entweder in dem ortspezifischen Umgebungsmodell oder durch eine getrennte Datenbankdatei zugeordnet sind, auf. Bei dem Fall der Messvorrichtung 404 weist die fragliche Vorrichtung eine getrennte Antenne 408, die über ein Kabel 406 verbunden ist, auf. Die drei modellierten Messvorrichtungen 400, 402, 404 weisen in der tatsächlichen Umgebung Pendants auf, die fähig sind, HF-Kanalcharakteristika aus den erfassbaren drahtlosen Vorrichtungen 100 zu messen und die gemessenen HF-Kanalcharakteristika zu der Positionsberechnungsanwendung 104, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, zu berichten.
5 stellt das gleiche ortspezifische Umgebungsmodell von 4, das mit einem Gitter 500 überlagert ist, dar, wobei ein Gitter als eine Sammlung von Knoten, die sich auf die ortspezifische Darstellung der Umgebung beziehen, definiert ist und in einem weiten Array von Konfigurationen, wie z. B. einer regelmäßigen, unregelmäßigen, spärlichen oder dichten Sammlung von Knoten, angeordnet sein kann. Die Knoten in einem Gitter können sich überlappen oder nicht. Das Gitter 500, wie in 5 gezeigt ist, ist als ein Gitternetz von regelmäßig beabstandeten Knoten gezeigt, das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet ist. Jeder Knoten 502 stellt eine besondere Position oder Region in dem ortspezifischen Umgebungsmodell dar. Jeder Knoten kann durch eine Form von {x, y}- oder {x, y, z}- Koordinaten mit bekannten Einheiten dargestellt sein und kann einen besonderen Punkt darstellen oder kann die Mitte, der Rand oder ein Ort in einer Region, die einen Bereich oder ein Volumen darstellt, sein. Ein Knoten kann beispielsweise tatsächlich eine 1m × 1m-Fläche in einem 2D-Stockwerk bzw. auf einer 2D-Grundläche oder ein 1m × 1m-Volumen in einem 3D-Modell darstellen. Es ist klar, dass die geeignete Größe der Region, die durch einen Knoten dargestellt ist, durch einen Benutzer spezifiziert sein kann und in einem Stockwerks- bzw. Grundflächenplan eines Gebäudes oder eines Stadtmodells anders ist. Obwohl kartesische Koordinaten bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und verwendet sind, können Fachleute erkennen, dass jede Kombination einer Koordinatensystemdarstellung und von Koordinatensystemeinheiten verwendet sein kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Benutzer sowohl die Grenzen des Gitters als auch die Beabstandung zwischen den Knoten auswählen. Fachleute können erkennen, dass ein Gitter, das aus unregelmäßig beabstandeten Knoten besteht, oder ein spärlich gefülltes Gitter von Knoten ebenfalls verwendet sein kann.
Obwohl das in 5 gezeigte Gitter 500 eine rechtwinklige Form aufweist, können Fachleute ohne Weiteres erkennen, wie ein Gitter in der Form von jedem geschlossenen Polygon jeder Geometrie oder Zahl von Knoten genauso einfach in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung verwendet sein kann.
Es sei bemerkt, dass die ortspezifische Umgebungsdatenbank 106 ferner ein gegebene {x, y}- oder {x, y, z}-Positionskoordinate mit zusätzlichen Informationen hinsichtlich der Position selbst korrelieren kann. Jede Position kann beispielsweise mit einer Datenbank korreliert sein, die eine textliche Beschreibung des Bereichs, in dem sich die Position befindet, liefert. Dies ermöglicht einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dem Benutzer zusätzliche Informationen in der Form von textlichen Beschreibungen des Bereichs, für den bestimmt ist, dass sich die drahtlose Vorrichtung dort befindet, darzustellen. Die Positionsberechnungsanwendung 104 kann beispielsweise bestimmen, dass ein drahtloser Client bei einer Position {23, 45} ist. Die ortspezifische Umgebungsdatenbank 106 kann einen Zugriff auf eine Datenbank aufweisen, die die Position {23, 45} mit der textlichen Beschreibung einer „Vorhalle" korreliert. Dies ermöglicht dann, dass ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nicht nur graphisch die Koordinatenposition der drahtlosen Vorrichtung liefert, sondern ferner weitere Informationen hinsichtlich der Position eines Benutzers liefert.
Obwohl das gegebene Beispiel textliche Beschreiber einer Positionskoordinate verwendet, können Fachleute erkennen, wie andere Daten jeder Art, ob textlich oder graphisch hinsichtlich der Natur, mit einer gegebenen Positionskoordinate in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung korreliert sein können. Ein gegebener Knoten in dem Gitter kann beispielsweise eine digitale Fotographie, die von dem entsprechenden Bereich in der tatsächlichen physischen Umgebung aufgenommen ist, eine aufge zeichnete Tondatei, die den Ort beschreibt oder bei dem Ort aufgezeichnet wurde, Sicherheitsprivilegien oder eine Prozedur, die dem Ort zugeordnet ist, oder jede andere solche Information aufweisen. Das bevorzugte Verfahren des Korrelierens einer gegebenen Koordinatenposition mit zusätzlichen textlichen oder graphischen Informationen ist in der anhängigen Anmeldung Serien-Nr. 10/015,954 mit dem Titel „Textual and Graphical Demarcation of Location and Interpretation of Measurements", eingereicht von T. S. Rappaport et al., die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, angegeben.
6 stellt eine dreidimensionale Perspektive des in 5 gezeigten gleichen ortspezifischen Umgebungsmodells dar. Man kann erkennen, dass das Gitter 600 auf einer besonderen Höhe existiert. Jeder Knoten 602 stellt eine besondere Position in dem ortspezifischen Umgebungsmodell dar. Jede Position kann durch eine Form einer {x, y}- oder {x, y, z}-Koordinate mit bekannten Einheiten dargestellt sein. Obwohl kartesische Koordinaten bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt und verwendet sind, können Fachleute erkennen, dass jede Kombination einer Koordinatensystemdarstellung und von Einheiten verwendet sein kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Benutzer sowohl die Grenzen des Gitters als auch die Beabstandung zwischen den Knoten auswählen. Fachleute können erkennen, dass ein Gitter, das aus unregelmäßig beabstandeten Knoten besteht, oder ein spärlich gefülltes Gitter von Knoten ebenfalls verwendet sein können. Es sei bemerkt, dass der Satz von einer oder mehreren Koordinatenpositionen in einem Gitter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung positioniert sein kann.
Gitter können auf jeder Höhe, in jeder Ausrichtung oder in jedem vertikalen oder horizontalen Versatz von einer Oberfläche (z. B. einem Stockwerk, einer Decke, einem Boden oder jeder anderen definierten Oberfläche), der gewünscht ist, erzeugt sein. 7 stellt beispielsweise eine dreidimensionale Perspektive eines ortspezifischen Umgebungsmodells eines vielstöckigen Gebäudes 700 dar. In 7 sind das erste 700, das zweite 702 und das dritte 704 Stockwerk des Gebäudes aus einer Winkelperspektive gezeigt. Mehrere Gitter 706 sind bei verschiedenen Höhen erzeugt. Obwohl eine Ge bäudeumgebung zur Einfachheit in 7 gezeigt ist, kann die Datenbank der ortspezifischen Umgebung die Form jeder Innen- oder Außenumgebung annehmen.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet Funkwellenausbreitungsvorhersageverfahren, um HF-Kanalcharakteristika bei jedem verfügbaren Knoten in jedem Gitter vorherzusagen. Die Resultate sind in Leistungsnachschlagtabellen für jeden Knoten in jedem Gitter gespeichert, wobei jede Tabelle eine Korrelation zwischen der Position des fraglichen Knotens in dem Umgebungsmodell und einer oder mehreren vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika aufweist. Es gibt viele gut bekannte Verfahren zum Vorhersagen einer Funkwellenausbreitung in einem ortspezifischen Umgebungsmodell, und Fachleute können erkennen, dass jedes solche Verfahren auf dieser Stufe bei dem Verfahren der Erfindung angewendet sein kann, um eine oder mehrere HF-Kanalcharakteristika abzuleiten. Bevorzugte Verfahren zum Vorhersagen von HF-Kanalcharakteristika sind in dem US-Patent Nr. 6,317,599 mit dem Titel „Method and System for Automated Optimization of Antenna Positioning in 3-D" von Rappaport et al. und in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/830,445 mit dem Titel „System and Method for Ray Tracing Using Reception Surfaces" von Skidmore et al., die jeweils hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind, umrissen.
Zusätzlich oder anstelle des Vorhersagens von HF-Kanalcharakteristika können alternativ gemessene HF-Kanalcharakteristika gesammelt werden 104. Es gibt in der Industrie viele gut bekannte Verfahren zum Messen von HF-Kanalcharakteristika. Ein Verfahren zum Messen von HF-Kanalcharakteristika, das bei einigen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet ist, ist in dem US-Patent Nr. 6,442,507 mit dem Titel „System for Creating a Computer Model and Measurement Database of a Wireless Communication Network" von Skidmore et al. umrissen. Die Erfindung kann ferner Messungen, die durch eine Vielfalt von Empfängern, wie es in der Patentanmeldung, Serien-Nr. 09/632,803 mit dem Titel „System and Method for Efficiently Visualizing and Comparing Communication Network System Performance", eingereicht von Rappaport et al., offenbart ist, durchgeführt und gesammelt werden, verwenden oder kann alternativ Mess- und/oder Steuerverfahren, wie in der Patentanmeldung Serien-Nr. 09/764,834 mit dem Titel „Method and System for Modeling and Managing Terrain, Buildings and Infrastructure", eingereicht von T. S. Rappaport and R. R. Skidmore beschrieben ist, verwenden, oder kann Messsysteme und -verfahren, wie sie sowohl in der Patentanmeldung, Serien-Nr. 10/015,954 mit dem Titel „Textual and Graphical Demarcation of Location, and Interpretation of Measurements", eingereicht von Rappaport et al., als auch anderen Patentanmeldungen von Wireless Valley Communications, Inc., die alle hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen sind, offenbart sind, verwenden.
Es sei bemerkt, dass, wie im Stand der Technik offenbart, Messvorrichtungen fähig sein können, HF-Kanalmessungen und Netzleistungsmessungen gleichzeitig oder alternativ durchzuführen; ein drahtloser Sendeempfänger (beispielsweise eine WLAN-Karte oder ein Zellentelefon) kann z. B. das Netz mit einer anwendungsspezifischen Sendung sondieren und die Leistung der Sendung derselben in dem Netz aufzeichnen, wodurch ein Durchsatz und andere Netzleistungsdaten gesammelt werden, während man ferner fähig ist, HF-Kanaldaten, wie z. B. die RSSI oder das SNR, zu messen. In solchen Fällen werden die HF-Kanaldaten und die Netzleistungsdaten in Tabellen von Daten platziert, die dann mit einer Position in der Umgebung korreliert werden und unter Verwendung von einem Tabellennachschlagen, wie hierin beschrieben ist, verarbeitet werden.
Sobald HF-Kanalcharakteristika vorhergesagt oder gemessen sind, werden Nachschlagtabellen für jede definierte Messvorrichtung erzeugt, die die vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika mit jedem verfügbaren Knoten in jedem Netz korrelieren. D. h., jeder verfügbare Knoten in jedem Gitter weist eine oder mehrere HF-Kanalcharakteristiknachschlagtabellen, die demselben zugeordnet sind, auf. Jede Nachschlagtabelle weist eine oder mehrere vorhergesagte oder gemessene HF-Kanalcharakteristika für drahtlose Vorrichtungen 100 auf, wie sie erfasst würden, wenn jede drahtlose Vorrichtung 100 an dem gegebenen Ort positioniert ist, wie es durch Messvorrichtungen 101 gemessen wird oder wie es vorhergesagt wird. Es sei bemerkt, dass getrennte Nachschlagtabellen pro Typ einer drahtlosen Vorrichtung oder einer drahtlosen Technik gebildet werden können. Die Nachschlagtabelle, die drahtlose PDA in einem WLAN dar stellt, kann eine sehr unterschiedliche, verschiedene Nachschlagtabelle als dieselbe für ein Zellentelefon oder ein HFID-Tag sein, selbst wenn die fraglichen Vorrichtungen alle in der gleichen physischen Umgebung sind. Dies liegt an dem Ändern der HF-Kanalcharakteristika für die unterschiedlichen drahtlosen Techniken, die durch jede drahtlose Vorrichtung verwendet sind, als auch an den unterschiedlichen Sende- und Empfangsfähigkeiten der drahtlosen Vorrichtungen und der Messvorrichtungen selbst.
Ein unterscheidender Aspekt dieser Erfindung besteht beispielsweise darin, dass eine besondere Leistungsnachschlagtabelle bei einem besonderen Knoten für ein drahtloses Netz eine Korrelation, ein Abbilden oder eine Beziehung zwischen einer Zugriffspunktzuordnung, einer RSSI und einer Verzögerungsstreuung aufweisen kann. Eine solche Leistungsnachschlagtabelle definiert die HF-Kanalcharakteristika in der Umgebung bei der spezifischen Position oder dem Ort/der Region, die dem zugeordneten Knoten derselben entspricht, und liefert eine Einrichtung zum Vergleichen einer gemessenen Zugriffspunktzuordnung, einer RSSI und einer Verzögerungsstreuung, um zu bestimmen, wie nahe der Inhalt der besonderen Nachschlagtabelle bei dem besonderen Knoten (Ort/Region) angepasst ist. Wenn die gemessenen HF-Kanalcharakteristika an die besondere Leistungsnachschlagtabelle bei dem besonderen Knoten nahe angepasst sind, wird die drahtlose Vorrichtung, für die die HF-Kanalcharakteristika gemessen wurden, bei oder nahe zu der Position in der Umgebung, die dem besonderen Knoten, dem die Leistungsnachschlagtabelle zugeordnet wurde, entspricht, erachtet. Es sollte klar sein, dass eine besondere Umgebung mit jeder endlichen Zahl von Leistungstabellen modelliert werden kann, und dass Tabelleninhalte weit variieren können und unterschiedliche Eigenschaften und Werte für eine besondere Umgebung aufweisen.
Dies ist in 8 graphisch dargestellt. In 8 ist das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 806 mit drei Messvorrichtungen 808 – AP1, AP2 und AP3 – identifiziert gezeigt. Ein Gitter 800 ist für das ortspezifische Umgebungsmodell definiert. Bei jedem verfügbaren Knoten 804 in dem Gitter wurden eine oder mehrere Leistungsnachschlagtabellen 802 erzeugt. Jede Leistungsnachschlagtabelle 802 weist HF-Kanalcharakteristikinformationen pro Messvorrichtung 808 auf. Es sei bemerkt, dass obwohl die in 8 gezeigten Leistungsnachschlagtabellen als mehrere Nachschlagtabellen, die einem gegebenen Knoten zugeordnet sind, identifiziert sind, ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung liefert, um die getrennten Leistungsnachschlagtabellen in eine einzige mehrdimensionale Nachschlagtabelle, wie es in der anhängigen US-Patentanmeldung, Serien-Nr. 10/830,446 mit dem Titel „System and Method for Predicting Network Performance and Position Location Using Multiple Table Lookups", eingereicht von Skidmore et al., die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist, definiert ist, zu kombinieren.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Leistungsnachschlagtabellen 804 unter Verwendung von Funkwellenausbreitungsverfahren, die im Vorhergehenden erörtert sind, erzeugt, um vorherzusagen, welche HF-Kanalcharakteristika jede Messvorrichtung 808 erfasst, wenn eine tatsächliche drahtlose Vorrichtung 100 bei der Position in dem ortspezifischen Modell, das durch den Knoten dargestellt ist, positioniert ist. Bezugnehmend auf 8 ist eine Vielfalt von Leistungsnachschlagtabellen 802, die HF-Kanalcharakteristika für jede Messvorrichtung 808 hinsichtlich einer RSSI, eines Durchsatzes und einer Paketlatenz angeben, gezeigt. Andere Typen von Leistungsnachschlagtabellen sind ebenfalls verfügbar, die eine BER, eine PER, eine FER, ein Systemrauschen (SNR), eine Systemstörung (SIR), Verzögerungsstreupegel, ein Leistungsverzögerungsprofil, einen Paket-Jitter, eine Dienstqualität (QoS) und eine Paketfehlerrate aufweisen. Jede endliche Zahl von solchen Leistungsnachschlagtabellen oder jede endliche Zahl von mehrdimensionalen Leistungsnachschlagtabellen kann jedem gegebenen Knoten in jedem gegebenen Gitter zugeordnet sein. Durch diese Einrichtung ist jeder Knoten in dem Gitter hinsichtlich der erwarteten HF-Kanalcharakteristika bei der entsprechenden Position in der Umgebung klar definiert.
Es sei bemerkt, dass die Leistungsnachschlagtabellen unter Verwendung einer spezifischen Konfiguration einer Ausrüstung erzeugt werden. D. h., die vorhersagenden Algorithmen oder Messdaten, die verwendet werden, um die Nachschlagtabellen bei jedem Knoten in dem Gitter zu bilden, verwenden die bekannten Positionen und Konfigurationen für Messvorrichtungen 808. Wenn sich die Position und/oder Konfiguration einer Messvorrichtung 808 ändert, müssen möglicherweise eine oder mehrere Leistungsnachschlagtabellen bei den Gitterknoten ähnlicherweise aktualisiert werden. Die Postionsberechnungsanwendung zieht die tatsächliche Position und Konfiguration von Messvorrichtungen im Vergleich zu der ursprünglichen Position und Konfiguration, die verwendet wurden, um die Leistungsnachschlagtabellen zu erzeugen, in Betracht, um eine genauere Positionsschätzung zu liefern. Dieses Verfahren ist im Folgenden detaillierter angegeben.
Bezugnehmend auf 9 ist das allgemeine Verfahren des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung zum Erzeugen des ortspezifischen Umgebungsmodells und zum Zuordnen von Positionen in dem Modell zu Leistungsnachschlagtabellen gezeigt. Ein ortspezifisches Umgebungsmodell der gewünschten Umgebung wird erstens 900, wie im Vorhergehenden erörtert ist, aufgebaut. Es sei bemerkt, dass ortspezifische Modelle aus computerisierten 2-D- oder 3-D-Modellen einer Einrichtung oder einer Region, 2-D-Bildern (z. B. Bitmaps, AutoCAD-Dateien etc.), graphischen Informationssystems(GIS-; GIS = Graphical Information System) Daten (z. B. einer Straßenkarte), digitalen Photographien oder einer anderen Bilddarstellung oder aus jeder Kombination derselben bestehen können.
Sobald das ortspezifische Umgebungsmodell verfügbar ist, werden Netzvorrichtungen, die als Messnetzvorrichtungen 101 wirken können, in dem ortspezifischen Umgebungsmodell 902 identifiziert. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft dies sowohl die Identifizierung des Orts und von Konfigurationsdetails jeder relevanten Messvorrichtung in dem ortspezifischen Umgebungsmodell als auch das Verfahren, durch das die gemessenen HF-Kanalcharakteristika entweder von jeder Messvorrichtung oder über jede Messanwendung wiedergewonnen werden können. Konfigurationsinformationen für jede Vorrichtung können eine Frequenz, einen Kanal, eine Bandbreite, ein Modulationsschema, eine Luftschnittstelle, einen Drahtlosstandard, ein Kommunikationsprotokoll, eine Sendeleistung, einen Antennentyp, eine Antennenausrichtung, einen aktuellen Zustand von Antennenkeulen oder ein Strahlungsmuster für elektrisch gesteuerte oder „intelligente" Antennen, Verteilungssysteminformationen, ein Grundrauschen, eine Empfängerempfindlichkeit, eine aktuelle Temperatur oder andere Umgebungsbedingungen, einen Hersteller, eine Ausführung, ein Modell, eine Seriennummer, eine Internetadresse, eine Medienzugriffssteuer- (MAC-; Media Access Control) Adresse oder jede andere relevante Information aufweisen, sind jedoch nicht darauf begrenzt.
Dem ortspezifischen Umgebungsmodell wird dann ein oder werden mehrere Gitter überlagert, wobei jedes Gitter einen Satz von regelmäßig oder unregelmäßig beabstandeten Knoten, die einer besonderen Position in dem ortspezifischen Umgebungsmodell entsprechen, aufweist. In dem Zusammenhang des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung entspricht jede Position einer {x, y}- oder {x, y, z}-Koordinate, obwohl jede Form eines Koordinatensystems oder von Einheiten zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung geeignet ist. Es sei bemerkt, dass das Gitter spärlich besetzt sein kann, was bedeutet, das jeder Knoten in dem Gitter möglicherweise nicht ohne Weiteres zur Verwendung verfügbar ist.
Bei jedem verfügbaren Knoten wird schließlich eine Funkwellenausbreitungsvorhersage ausgeführt, um eine oder mehrere Leistungsnachschlagtabellen zu erzeugen, wobei jede Leistungsnachschlagtabelle Werte aufweist, die sich auf die erwarteten HF-Kanalcharakteristika für drahtlose Vorrichtungen beziehen, die sich bei der Position in dem ortspezifischen Umgebungsmodell, die durch den entsprechenden Knoten identifiziert ist, wie durch die Messvorrichtung gemessen ist, befinden. D. h., es werden vorhersagende Algorithmen verwendet, um drahtlose Vorrichtungen bei jedem verfügbaren Knoten in jedem Gitter zu simulieren; die vorhersagenden Algorithmen bestimmen die HF-Kanalcharakteristika, von denen erwartet wird, dass jede Messvorrichtung, wenn dieselbe bei der entsprechenden Position in der tatsächlichen Umgebung ist, dieselben für eine drahtlose Vorrichtung misst.
Leistungsnachschlagtabellen können ebenfalls erzeugt, organisiert und durch in Betracht ziehen von anderen Netzbetriebsbedingungen oder -zuständen indiziert werden. Die Zahl der Benutzer, die derzeit in dem Netz ist, die Tagezeit, die Gesamtmenge eines Datenflusses durch das Netz oder die aktuellen Leistungspegel der existierenden Netzausstattung können alle beispielsweise als eine Betriebsbedingung oder ein Zustand des Netzes in Betracht gezogen werden und durch einen vorhersagenden Algorithmus simuliert werden. Unter jeder Betriebsbedingung können die vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika bei einem gegebenen Knoten variieren. Abhängig von der Sendeleistung einer besonderen drahtlosen Vorrichtung können beispielsweise die HF-Kanalcharakteristika, die für diese Vorrichtung gemessen werden, variieren; Leistungsnachschlagtabellen können jedoch erzeugt werden, die die variierenden Sendeleistungen der drahtlosen Vorrichtung darstellen. Wenn dann gemessene HF-Kanalcharakteristika für die drahtlose Vorrichtung verfügbar sind, wenn die vorliegende Erfindung die Sendeleistung der fraglichen drahtlosen Vorrichtung identifizieren kann, kann die passende Leistungsnachschlagtabelle – die Tabelle, die für die identifizierte Sendeleistung für die drahtlose Vorrichtung spezifisch ist – bei jedem Knoten ausgewählt werden und als eine mögliche Position für die drahtlose Vorrichtung getestet werden.
Sobald das ortspezifische Umgebungsmodell 106 und die Leistungsnachschlagtabellen 107 verfügbar sind, wird ein bevorzugtes Verfahren für die Positionsberechnungsanwendung 104 in 10 dargestellt. Bezugnehmend auf 10 empfängt die Positionsortanwendung HF-Kanalcharakteristika für jede drahtlose Vorrichtung, die durch die Messvorrichtungen in dem Netz 1000 erfasst wird.
Die Positionsberechnungsanwendung vergleicht dann die tatsächlich gemessenen HF-Kanalcharakteristika, Informationen über den aktuellen Netzbetriebszustand und/oder Informationen über die Netzbetriebsbedingungen mit den vorhergesagten HF-Kanalcharakteristika, die die Leistungsnachschlagtabellen, die jedem verfügbaren Knoten von jedem Gitter 1002 zugeordnet sind, in sich aufweisen. Dieser Vergleich kann durch eine Vielfalt von Verfahren ausgeführt werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Verfahren zum Verwenden von mehrdimensionalen Nachschlagtabellen, um eine Leistung abzuleiten, wie in der anhängigen US-Patentanmeldung 10/830,446 mit dem Titel „System and Method for Predicting Network Performance and Position Location Using Multiple Table Lookups" von Rappaport et al. beschrieben, angewendet. Durch dieses Verfahren akzeptiert jede Nachschlagtabelle die gemessenen HF-Kanalcharakteristikwerte als Indizes in die Tabelle, wobei die Ausgabe eine Anzeige der relativen Wahrscheinlichkeit ist, dass sich die drahtlose Vorrichtung bei einer Position befindet, der die Nachschlagtabelle zugeordnet ist. Wenn beispielsweise die gemessene Paketlatenz und die RSSI für eine drahtlose Vorrichtung durch eine besondere Messvorrichtung 10 ms bzw. –82 dBm ist, dient dies als die Eingaben in die entsprechende Nachschlagtabelle (oder Nachschlagtabellen) für eine Paketlatenz und eine RSSI für die besondere Messvorrichtung bei jedem verfügbaren Knoten. Die Ausgabe aus der Nachschlagtabelle ist eine Anzeige der Wahrscheinlichkeit, dass die drahtlose Vorrichtung bei der Position oder den Positionen, die der Nachschlagtabelle 1004 entsprechen, war. Die Positionsberechnungsanwendung identifiziert dann die ausgewählten Positionen als den wahrscheinlichen Ort der drahtlosen Vorrichtung 1006.
Unter der Vorraussetzung, dass mehrere HF-Kanalcharakteristika verfügbar sind und dass jeder verfügbare Knoten von jedem Gitter eine oder mehrere Leistungsnachschlagtabellen (oder mehrdimensionale Nachschlagtabellen), die demselben zugeordnet sind, aufweist, wird das Verfahren zum Identifizieren von möglichen Orten für eine drahtlose Vorrichtung durch Priorisieren der verschiedenen HF-Kanalcharakteristika ergänzt. Zu diesem Zweck erlaubt das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung den Benutzern, ihre eigenen Priorisierung auf die verschiedenen HF-Kanalcharakteristika anzuwenden, um das Positionsberechnungsverfahren weiter zu verfeinern.
Ein Benutzer kann beispielsweise wählen, eine Zugriffspunktzuordnung, eine RSSI und Paketlatenzinformationen in dieser Reihenfolge zu priorisieren. In diesem Fall verwendet die Positionsberechnungsanwendung zuerst die gemessene Zugriffspunktzuordnung der drahtlosen Vorrichtung. Diese HF-Kanalcharakteristik liefert eine Anpassung eines bestimmten Teilsatzes von Knoten, da bestimmte Knoten zugeordnete Leistungsnachschlagtabellen aufweisen, die an eine besondere Zugriffspunktzuordnung angepasst sind. Die Positionsberechnung verwendet als Nächstes die gemessenen RSSI-Werte der drahtlosen Vorrichtung und vergleicht die gemessenen RSSI-Werte mit den Werten, die die Nachschlagtabellen für den vorhergehend bestimmten Teilsatz von Knoten in sich aufweisen. Dies beschränkt weiter die mögliche Auswahl von passenden Knoten, was einen noch kleineren Teilsatz von möglichen passenden Knoten erzeugt. Die Positionsberechnungsanwendung verwendet schließlich eine gemessene Paketlatenz, um den Endteilsatz von passenden Knoten zu erzeugen. Dieses Verfahren kann mit irgendwelchen HF-Kanalcharakteristika, die in irgendeiner Weise priorisiert sind, wiederholt werden, um eine geeignetes Resultat in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung zu erzeugen, wobei das Ziel ist, die wahrscheinliche Position der drahtlosen Vorrichtung bei dem gegebenen Satz von gemessenen HF-Kanalcharakteristika zu bestimmen.
Zusätzlich zu einem Priorisierungsschema verwenden alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung stattdessen eine Gewichtungseinrichtung, durch die die Resultate des Verwendens von bestimmten HF-Kanalcharakteristika, um eine Position unter Verwendung der Nachschlagtabellen zu berechnen, schwerer als andere gewichtet sind. Das Resultat ist eine Prozentwahrscheinlichkeit pro Knoten, dass sich die drahtlose Vorrichtung bei der zugeordneten Position befindet. Der Benutzer kann dann wählen, Knoten aufzuweisen, deren Prozentwahrscheinlichkeiten, die tatsächliche Position der drahtlosen Vorrichtung zu sein, über bestimmten Schwellen, die auf irgendeine Weise identifiziert sind, sind.
Die Einrichtung zum Bestimmen, wie nahe ein gegebener Satz von gemessenen HF-Kanalcharakteristika an einen gegebenen Satz von vorhergesagten oder gemessenen Leistungsnachschlagtabelleneinträgen angepasst ist, kann eine Beurteilung des statistischen Vertrauens der Positionsschätzung vorsehen. Alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können solche Vorrichtungen verwenden, um die Positionsschätzungen, die unter Verwendung von verschiedenen Nachschlagtabellen erzeugt werden, zu priorisieren, wobei eine Priorität einer Positionsschätzung gegeben wird, die das höchste statistische Vertrauen aufweist. Die Berechnung des statistischen Vertrauens bei einem solchen alternativen Ausführungsbeispiel hängt von der Einrichtung ab, die verwendet wird, um die gemessenen Charakteristika mit der Nachschlagtabelle zu vergleichen, was die statistische Wahrscheinlichkeit, dass die Verteilung von gemessenen Werten und die Verteilung von Werten in der Nachschlagtabelle gleich sind, aufweist, jedoch nicht darauf begrenzt ist.
Es sei bemerkt, dass die Einrichtung zum Bestimmen, wie nahe ein gegebener Satz von gemessenen HF-Kanalcharakteristika an einen gegebenen Satz von vorhergesagten oder gemessenen Leistungsnachschlagtabellen angepasst ist, viele Formen annehmen kann. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Widerspruch zwischen den gemessenen HF-Kanalcharakteristika und den Leistungsnachschlagtabellen durch Bestimmen des prozentualen Unterschieds zwischen den Messungen und den Tabellen ausgemessen. Wenn beispielsweise die RSSI die Haupt-HF-Kanalcharakteristik ist, kann ein System, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, bestimmen, welcher Satz von Leistungsnachschlagtabellen an die gegebenen gemessenen HF-Kanalcharakteristika (RSSI) für die fragliche drahtlose Vorrichtung am nächsten angepasst ist; d. h., mit dem geringsten mittleren Unterschied. Fachleute können erkennen, wie andere Verfahren, die entweder jetzt oder in der Zukunft bekannt sind, in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Einige Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung können ferner historische Informationen über vorher gemessene HF-Kanalcharakteristika und die Netzbedingungen, unter denen die Messungen vorgenommen wurden, speichern. D. h., für jede gemessene drahtlose Vorrichtung können Ausführungsbeispiele, die mit dieser Fähigkeit hergestellt sind, einzelne Messungen in einer inneren oder äußeren Datenbank speichern. Diese historischen HF-Kanalcharakteristika können dann später wiedergewonnen werden und für verschiedene Zwecke verwendet werden. Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise verwendet werden, um einen Weg einer drahtlosen Vorrichtung, die über die Zeit bewegt wird, durch Inanspruchnehmen der historischen HF-Kanalcharakteristika und erneutes Berechnen der Position der drahtlosen Vorrichtung bei jeder Messung hinsichtlich der Zeit zu zeigen.
Solche historischen Daten können ferner verwendet werden, um die Positionsbestimmungsgenauigkeit weiter zu verbessern, wenn dieselben mit entweder angenommenen oder bekannten Informationen hinsichtlich der erwarteten Geschwindigkeit oder Richtung der drahtlosen Vorrichtung, die gemessen wird, kombiniert werden. Wenn die aktuelle Geschwindigkeit der drahtlosen Vorrichtung bekannt oder angenommen ist, kann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung diese Informationen verwenden, um den Satz von Knoten, deren Leistungsnachschlagtabellenresultate dann gegen gemessene HF-Kanalcharakteristika getestet werden, durch Streichen von allen Knoten, deren Positionen bei gegebener Geschwindigkeit der drahtlosen Vorrichtung im Vergleich zu der letzten Zeit, zu der ein Satz von gemessenen HF-Kanalcharakteristika für die drahtlose Vorrichtung verfügbar war, nicht erreichbar waren, einzuschränken. Wenn beispielsweise die HF-Kanalcharakteristika einer drahtlosen Vorrichtung zu einer Zeit 0 gemessen werden und für dieselbe bestimmt wird, dass sich dieselbe mit 5 Fuß bzw. 1,524 m pro Sekunde bewegt, kann, wenn die HF-Kanalcharakteristika für die drahtlose Vorrichtung 5 Sekunden später wieder gemessen werden, angenommen werden, dass sich die drahtlose Vorrichtung ein Maximum von 25 Fuß bzw. 7,62 m bewegt hat. Daher kann durch Nehmen der gemessenen HF-Kanalcharakteristika und Bestimmen einer geschätzten Position zu der Zeit 0 das System jegliche Knoten vernachlässigen, die mehr als 7,62 m weg von der Position für die Messung 5 Sekunden später liegen. Obwohl dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Speicherung von gemessenen HF-Kanalcharakteristika und Netzbetriebsbedingungen identifiziert, können Fachleute erkennen, wie andere Verfahren zum Speichern von historischen Informationen in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Ein Beispiel des Verfahrens, das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet ist, um die wahrscheinlichen Positionen von drahtlosen Vorrichtungen zu bestimmen, ist im Folgenden detailliert dargestellt. Bezugnehmend auf 11a werden Messinformationen 1100 durch Messvorrichtungen für eine drahtlose Vorrichtung gesammelt, deren Position zu bestimmen ist. Bei diesem Beispiel nehmen die gemessenen Informationen 1100 die Form einer RSSI in dBm pro Messvorrichtung, die bei diesem Beispiel als „AP1", „AP2", „AP3" etc. bezeichnet sind, an. Die Messvorrichtung AP1 berichtet insbesondere –79 dBm; die Messvorrichtung AP2 berichtet –75 dBm; die Messvorrichtung AP3 berichtet –100 dBm für eine zu positionierende, besondere drahtlose Vorrichtung. Diese Messinformationen werden zu der Positionsberechnungsanwendung über die im Vorhergehenden erörterte Einrichtung geliefert.
Die vorliegende Erfindung bestimmt dann, ob die passenden Leistungsnachschlagtabellen existieren, um die gemessenen Informationen 1100 damit zu vergleichen. Die aktuelle Konfiguration der Messvorrichtungen wird erstens mit der Konfiguration der Messvorrichtungen verglichen, für die Leistungsnachschlagtabellen erzeugt wurden. Die tatsächliche, aktuelle Position, die Sendeleistung, der Kanal, die Antennenausrichtung, die Antennenstrahlcharakteristika und andere Konfigurationsinformationen von jeder Messvorrichtung werden mit der Konfiguration von jeder Messvorrichtung, die verwendet wird, um die Leistungsnachschlagtabelle zu erzeugen, verglichen. Wenn einen Anpassung gefunden wird, werden jene Leistungsnachschlagtabellen ausgewählt und für den Rest des Verfahrens verwendet. Wenn keine Anpassung gefunden wird, werden neue Leistungsnachschlagtabellen, die der tatsächlichen, aktuellen Konfiguration der betreffenden Messvorrichtungen entsprechen über eine Simulation erzeugt und verwendet. Es sei bemerkt, dass die Leistungsnachschlagtabellen jedem Knoten eines Gitters, das für die ortspezifische Umgebung definiert ist, zugeordnet sind, und die Tabellen bei jedem Knoten von jedem Gitter müssen entsprechend geprüft und aktualisiert werden.
Sobald die passenden Leistungsnachschlagtabellen identifiziert wurden, die zu der aktuellen Konfiguration der Messvorrichtungen zusammen mit den gemessenen Daten (bei diesem Beispiel RSSI) passen, schreitet das Verfahren fort, um die gemessenen Informationen 1100 mit jeder Leistungsnachschlagtabelle 1102, 1104, die jedem Knoten in jedem Gitter, das für die ortspezifische Umgebung definiert ist, zugeordnet ist, zu vergleichen. Es sei bemerkt, dass obwohl lediglich zwei Leistungsnachschlagtabellen 1102, 1104 bei dem Beispiel gezeigt sind, wahrscheinlich Hunderte von solchen betroffenen Tabellen abhängig von der Zahl von Gitterknoten, die für die Umgebung definiert sind, vorhanden sein werden. Bezugnehmend auf 11a ist jede Leistungsnachschlagtabelle 1102, 1104, die den Vergleich mit den gemessenen Informationen 1100 betrifft, einem gegeben Knoten in einem besonderen Gitter zugeordnet. Eine Leistungstabelle 1 1100 entspricht beispielsweise dem Gitterknoten, der sich bei einer Position × = 35, y = 40, z = 1,8 befindet, was bei dem ortspezifischen Modell eine Position in dem Stockwerk 1 ist.
Der Vergleich zwischen den gemessenen Informationen 1100 und den Werten in den Leistungsnachschlagtabellen 1102, 1104, kann auf zahlreiche Weisen erreicht werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nimmt der Schritt des Vergleichens eine Form des Bestimmens des Absolutwerts des Fehlers zwischen den gemessenen Informationen und den Leistungsnachschlagtabellen bei jedem Gitterknoten an. Für die Leistungstabelle 1 1102 nimmt beispielsweise das aktuelle Verfahren jede Messvorrichtung als einen Index in die Leistungsnachschlagtabelle. Für die AP1 sind daher die Messinformationen 1100 für AP1 –79 dBm; unter Verwendung der AP1 als den Index in die Leistungsnachschlagtabelle 1102 ist der vorhergesagte Wert für die AP1 bei den zugeordneten Gitterknoten –75 dBm. Der Absolutwert des Fehlers zwischen den gemessenen Informationen und der Leistungsnachschlagtabelle ist 4 dB. Diese Bestimmung eines Fehlers wird über alle Messvorrichtungen für die gemessenen Informationen und die Leistungsnachschlagtabelle durchgeführt, wobei das Resultat die Gesamtmenge des Fehlers über alle Einträge in der Leistungsnachschlagtabelle ist. Für den Gesamtfehler kann durch einfaches Teilen durch die Zahl von Einträgen in der Leistungsnachschlagtabelle ein Durchschnitt gebildet werden, derselbe kann in einen prozentualen Fehlerausdruck umgewandelt werden oder eine Standardabweichung des Fehlers kann genommen werden. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung erlaubt dem Benutzer, zu wählen, welches Verfahren verwendet werden sollte, um einen Fehlerwert oder -ausdruck, der die Gesamtdisparität zwischen der Leistungsnachschlagtabelle und den gemessenen Informationen quantifiziert, jeder Leistungsnachschlagtabelle zuzuweisen.
Es sei bemerkt, dass bei einigen Fällen gemessene Informationen für eine besondere Messvorrichtung möglicherweise nicht verfügbar sind; wenn beispielsweise eine Messvorrichtung nicht fähig ist, die fragliche drahtlose Vorrichtung zu erfassen. Bei einer solchen Situation erlaubt das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dem Benutzer, zu entscheiden, ob solche fehlenden gemessenen Informationen einfach ignoriert werden, was bedeutet, dass der entsprechende Eintrag in der Leistungsnachschlagtabelle für die Messvorrichtung einfach ignoriert wird und nicht als Teil der Positionsberechnung in Betracht gezogen wird, oder ob der fehlende gemessene Wert für die gegebene Messvorrichtung durch einen Wert ersetzt wird, der dem Grundrauschen des Systems entspricht.
Bei dem Beispiel in 11a wird das Verfahren zum Quantifizieren des Gesamtfehlers zwischen den gemessenen Informationen 1100 und jeder Leistungsnachschlagtabelle 1102, 1104 für jede Leistungsnachschlagtabelle ausgeführt. Das Resultat besteht darin, dass jede Leistungsnachschlagtabelle – und durch Zuordnung jeder Gitterknoten -jetzt einen Fehlerwert aufweist, der die Disparität zwischen den vorhergesagten und gemessenen Informationen an dem gegebenen Ort identifiziert. Je niedriger der Fehlerwert bei jedem Gitterknoten ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass sich die erfasste drahtlose Vorrichtung bei dieser entsprechenden Position in der physischen Umgebung befindet. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erlaubt dem Benutzer, zu entscheiden, wie viele mögliche Orte als wahrscheinliche Orte für eine erfasste drahtlose Vorrichtung in Betracht zu ziehen sind. Wenn der Benutzer beispielsweise ausgewählt hat, bis zu 12 mögliche Positionen zu identifizieren, werden die 12 Gitterknoten mit den entsprechenden besten Fehlerwerten (d. h. der nächsten Anpassung zwischen den gemessenen Informationen und den Leistungsnachschlagtabellen) herausgegriffen.
Eine Tabelle dieser wahrscheinlichen Positionen ist in 11b gezeigt. Die Tabelle stuft Gitterknoten durch ihren Fehlerwert ein, der bei diesem Beispiel einfach der gesamte mittlere Fehler zwischen den gemessenen Informationen 1100 und den Leistungsnachschlagtabellen für den entsprechenden Gitterknoten ist. Das bevorzugte Aus führungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erlaubt zusätzlich, dass jeder wahrscheinlichen Position eine Gewichtung zugewiesen ist, die eine numerische Anzeige der Gesamtwahrscheinlichkeit ist, dass die gegebene Position wirklich die tatsächliche Position der verfolgten drahtlosen Vorrichtung ist. Die Gewichtung ist ein numerischer Wert, wobei ein höherer Gewichtungswert anzeigt, dass die zugeordnete Position wahrscheinlicher die tatsächliche Position der erfassten drahtlosen Vorrichtung ist. Die zugewiesenen Gewichtungswerte werden bei einem nächsten Schritt der im Folgenden erörterten Berechnung verwendet. Dieses Gewichtungssystem ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vollständig für einen Benutzer kundenspezifisch anpassbar und wird erreicht, indem dem Benutzer erlaubt wird, Gewichtungswerte basierend auf dem Gesamtfehler zwischen gemessenen Informationen und Leistungsnachschlagtabellen zuzuweisen. Wenn beispielsweise der Gesamtfehlerwert kleiner als oder gleich einer gegebenen Schwelle ist, wird ein besonderer Gewichtungswert zugewiesen. Wenn der Benutzer wählt, keine Form einer Gewichtung anzuwenden, wird standardmäßig ein Gewichtungswert von 1 allen wahrscheinlichen Positionen zugewiesen; indem allen Positionen die gleiche Gewichtung gegeben wird, wird der Effekt der Gewichtungswerte auf den Rest des Positionsbestimmungsverfahrens aufgehoben.
Abhängig von den Wünschen des Benutzers ist es vollständig möglich, dass die Positionsberechnungsanwendung einfach den Satz von wahrscheinlichen Positionen zusammen mit deren Rang oder vielleicht einfach die soweit bestimmte, einzelne wahrscheinlichste Position zurückgibt. D. h., der Benutzer kann wählen, die nächste Stufe des Positionsbestimmungsverfahrens auszulassen und einfach den Satz von wahrscheinlichsten Positionen, der durch die Positionsberechnungsanwendung auf dieser Stufe erzeugt wird, zu verwenden. Sobald der Satz von möglichen Positionen identifiziert ist, wobei die Zahl von Positionen und ihre zugewiesene Gewichtung durch den Benutzer als Teil eines Konfigurierens der Positionsberechnungsanwendung bestimmt ist, schreitet sonst das Verfahren zum Bestimmen der Position zu der nächsten Stufe fort, die dazu bestimmt ist, den Satz von wahrscheinlichen Positionen zu verfeinern.
Bezugnehmend auf 12 ist das ortspezifische Umgebungsmodell der Einrichtung gezeigt. Der Satz von wahrscheinlichen Positionen für die drahtlose Vorrichtung, der soweit durch die Positionsberechnungsanwendung bestimmt ist, ist als ausgefüllte Quadrate 1200, 1202, die dem ortspezifischen Umgebungsmodell, das bei diesem Beispiel ein Gebäudestockwerksplan ist, überlagert sind, angezeigt. Wie aus 12 zu erkennen ist, sind die identifizierten Positionen über mehrere mögliche Gitterknoten gestreut. Bei diesem Beispiel hat der Benutzergewählt, bis zu zwölf mögliche Positionen, die bei dieser Stufe der Positionsberechnung zu verwenden sind, zu erlauben, und daher sind zwölf mögliche Positionen in 12 identifiziert. Es sei bemerkt, dass die möglichen Positionen in zwei Gruppierungen, einer größeren Gruppierung 1200 und einer kleineren Gruppierung 1202, erscheinen.
Die nächste Stufe bei der Positionsberechnung versucht, den Satz von identifizierten wahrscheinlichen Positionen weiter zu verfeinern. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dies durch eine einzigartige Anwendung der gleichen Algorithmen, die beim Berechnen des Massenschwerpunktes eines Objektes verwendet werden, erreicht. Jede identifizierte Position weist eine gegebene Gewichtung (basierend auf dem Gesamtfehler zwischen gemessenen Informationen und den Leistungsnachschlagtabellen bei dieser Position zugewiesen) auf und ist von anderen Positionen räumlich verschieden. Die Form der Massenschwerpunktberechnung sieht wie folgt aus:
X, Y und Z sind die {x, y, z}-Positionskoordinaten des Massenschwerpunktes, der über die wahrscheinlichen Positionen berechnet wird, W ist die Summe der Gewichtungen, die den wahrscheinlichen Positionen zugewiesen sind; n ist die Zahl der wahrscheinlichen Positionen; w_k ist die Gewichtung, die jeder Position zugewiesen ist; und {x_k, y_k, z_k} sind die einzelnen {x, y, z}-Koordinaten von jeder wahrscheinlichen Position.
Sobald die Position des Massenschwerpunktes {X, Y, Z} identifiziert ist, kann eine geometrische Region einer für den Benutzer kundenspezifisch angepassten Größe um den Massenschwerpunkt zentriert platziert werden. Bezugnehmend auf 12 ist diese geometrische Region 1204 ein Kreis eines benutzerdefinierten Radius, der um die {X, Y, Z}-Position, die als der Massenschwerpunkt für den gegebenen Satz von wahrscheinlichen Positionen berechnet wurde, zentriert wurde. Obwohl ein Kreis 1204 in 12 verwendet ist, können Fachleute erkennen, wie andere alternative Geometrien ebenfalls in dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ausgewählt sein könnten.
Der Radius der geometrischen Region 1204 wird typischerweise durch den Benutzer ausgewählt, um die gewünschte Toleranz des Positionsbestimmungsalgorithmus aufzuweisen. Durch Einstellen der Toleranzschwelle, um 30 Fuß bzw. 9,144 m zu sein, würde eine geometrische Region mit einem Durchmesser von 9,144 m verwendet. Dies zeigt an, was der Benutzer wünscht, wie nahe die Näherung der berechneten Position sein soll. D. h., die Positionsberechnungsanwendung wird effektiv lediglich die Positionen 1200 in der geometrischen Region 1204 als die wahrscheinlichen Positionen der drahtlosen Vorrichtung in Betracht ziehen; Positionen 1202 außerhalb der Region werden gestrichen. Je kleiner die Toleranz ist, desto weniger wahrscheinlich ist es, dass die geometrische Region die tatsächliche Position der drahtlosen Vorrichtung einschließt. Kleinere Toleranzen können jedoch genauere Schätzungen ergeben. Es sollte Fachleuten auf dem Gebiet der Schätzung, des Modellierens oder des Daten-Verarbeitens/-Glättens klar sein, dass andere Lösungsansätze für das Problem des Berechnens oder Schätzens eines besonderen Ergebnisses aus einer Reihe von unterschiedlichen Eingaben verwen det sein können. Die Erfindung begrenzt sich nicht selbst auf einen besonderen Algorithmus, wie z. B. das im Vorhergehenden beschriebene besondere Ausführungsbeispiel, sondern sollte vielmehr breit interpretiert werden, derart, dass andere gut bekannte Verfahren (z. B. ein Medianfiltern, eine nichtlineare oder lineare Interpolation, ein aktives Programmieren etc.) verwendet sein können, um ein besonderes Ergebnis (z. B. in diesem Fall einen Massenschwerpunkt) zu bestimmen.
Bezugnehmend auf 13 werden jetzt lediglich Positionen 1300 in der geometrischen Region 1302 gehalten; andere Positionen, die außerhalb der geometrischen Region sind, wurden gestrichen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die wiederholte Anwendung der Berechnung des Massenschwerpunkts in Verbindung mit einer geometrischen Region einer sich leicht verringernden Abmessung (d. h. sich leicht verringernden Toleranz) verwendet, um den Satz von wahrscheinlichen Positionen allmählich zu verfeinern. Wenn beispielsweise die Benutzertoleranzschwelle auf 10 Fuß bzw. 3,048 eingestellt ist, kann die Anfangsabmessung der geometrischen Region, die um den Massenschwerpunkt positioniert ist, anfangs das Doppelte der Benutzerdefinierten Toleranz sein. Mit jeder folgenden Wiederholung der Berechnung des Massenschwerpunkts wird die Toleranz um einen bestimmten Bruchteil reduziert, bis die benutzerausgewählte Toleranz von 3,048 m erhalten ist. Die Menge einer Reduzierung, die bei jeder Stufe auftritt, ist ähnlicherweise benutzerdefinierbar, wie es die Anfangsabmessung der geometrischen Region ist. Wenn bei einer Stufe bei der sich wiederholenden Berechnung des Massenschwerpunkts alle wahrscheinlichen Punkte gestrichen werden, wird der Algorithmus anhalten und der Satz von wahrscheinlichen Positionen von der vorhergehenden Stufe wird wiederhergestellt.
Sobald ein Satz von möglichen Knoten identifiziert ist, dessen entsprechende Leistungsnachschlagtabellen eine nahe Anpassung an die gemessenen HF-Kanalcharakteristika liefern, sieht ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Einrichtung zum Anzeigen, entweder graphisch oder textlich, der zugeordneten Positionen in dem ortspezifischen Umgebungsmodell 1008 vor.
Dies ist in 14 dargestellt, in der verschiedene Messvorrichtungen 1402, 1404, 1406 in einem ortspezifischen Umgebungsmodell positioniert sind. Ein Gitter 1408 mit Leistungsnachschlagtabellen pro Knoten wurde für das ortspezifische Umgebungsmodell berechnet. Eine drahtlose Vorrichtung 1400, die durch ein gefärbtes Quadrat angezeigt ist, ist in der tatsächlichen Umgebung vorhanden, und jede Messvorrichtung berichtet HF-Kanalcharakteristika für die drahtlose Vorrichtung zu der Positionsberechnungsanwendung. Die Positionsberechnungsanwendung vergleicht die gemessenen HF- Kanalcharakteristika der drahtlosen Vorrichtung mit den Leistungsnachschlagtabellen, die den Knoten des Gitters zugeordnet sind, um den Satz von Knoten, dessen Nachschlagtabellen am nächsten an die gemessenen HF-Kanalcharakteristika angepasst sind, zu bestimmen. Der resultierende Satz von angepassten Knoten weist seine entsprechenden Positionen, die auf einer Computeranzeige graphisch hervorgehoben 1410 sind, auf. Obwohl Positionen als fette Pluszeichen, die auf besondere Knoten zentriert sind, dargestellt sind, können Fachleute erkennen, dass jede Form einer graphischen Anzeige verwendet sein kann, um Positionsinformationen auf eine Computeranzeige zu liefern, aufweisend gefärbte Icons, textliche Etiketten, schattierte Regionen, schattierte Pixel oder ein anderes graphisches Wiedergeben. Die Anzeige des ortspezifischen Modells und von entsprechenden Positionen von drahtlosen Vorrichtungen kann 2-D oder 3-D sein.
In 15 ist das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1506 mit drei Messvorrichtungen 1508 – AP1, AP2 und AP3 – identifiziert dargestellt. Ein Gitter 1500 ist für das ortspezifische Umgebungsmodell definiert. Bei jedem verfügbaren Knoten 1504 in dem Gitter wurden eine oder mehrere Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503 erzeugt. Jede Leistungsnachschlagtabelle 1502, 1503 weist HF-Kanalcharakteristikinformationen pro Messvorrichtung 1508 auf. Es sei bemerkt, dass, obwohl die in 15 gezeigten Leistungsnachschlagtabellen als mehrere Nachschlagtabellen, die einem gegebenen Knoten zugeordnet sind, identifiziert sind, ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung liefert, um die getrennten Leistungsnachschlagtabellen in eine einzige mehrdimensionale Nachschlagtabelle zu kombinieren, wie es in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/830,446 mit dem Titel „System and Method for Predicting Network Performance and Position Location Using Multiple Table Lookups", eingereicht von Skidmore et al., definiert ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503 unter Verwendung von Funkwellenausbreitungsverfahren, die im Vorhergehenden erörtert sind, erzeugt, um vorherzusagen, welche HF-Kanalcharakteristika jede Messvorrichtung 1504 erfasst, wenn eine tatsächliche drahtlose Vorrichtung 100 bei der Position in dem ortspezifischen Modell, die durch den Knoten dargestellt ist, positioniert ist. Bezugnehmend auf 15 ist eine Vielfalt von Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503, die HF-Kanalcharakteristika für jede Messvorrichtung 1508 hinsichtlich der RSSI, des Durchsatzes und der Paketlatenz angeben, gezeigt. Andere Typen von Leistungsnachschlagtabellen sind ebenso verfügbar, die eine BER, eine PER, eine FER, ein Systemrauschen (SNR), eine Systemstörung (SIR), Verzögerungsstreupegel, ein Leistungsverzögerungsprofil, einen Paket-Jitter, eine Dienstqualität (QoS) und eine Paketfehlerrate aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind. Jede endliche Zahl von solchen Leistungsnachschlagtabellen oder eine endliche Zahl von mehrdimensionalen Nachschlagtabellen kann einem gegebenen Knoten in jedem gegebenen Gitter zugeordnet sein. Durch diese Einrichtung ist jeder Knoten in dem Gitter hinsichtlich der erwarteten HF-Kanalcharakteristika bei der entsprechenden Position in der Umgebung klar definiert.
15 unterscheidet sich selbst von 8 dahingehend, dass die Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503 basierend auf dem aktuellen erfassten Netzbetriebszustand oder den aktuellen Netzbetriebsbedingungen weiter unterschieden werden können. D. h. abhängig von dem aktuellen Zustand des Netzes können eine oder mehrere unterschiedliche Leistungsnachschlagtabellen anwendbar sein. Der Zustand des Netzes entspricht entweder der aktuellen Netzausstattungskonfiguration (z. B. der Stromleistung, dem Kanal und anderen Einstellungen der Netzvorrichtungen, die das Netz aufweist); der Zahl von aktuellen drahtlosen Vorrichtungen, die mit dem Netz verbunden sind, mit demselben kommunizieren oder dasselbe stören; dem aktuellen Verkehr oder der Netzlast zusammen mit einer Konfiguration der drahtlosen Vorrichtungen (z. B. der Stromleistung, dem Kanal und anderen Einstellungen); den erfassten oder bekannten Positionen von drahtlosen Vorrichtungen oder Messvorrichtungen, die in dem Netz vorhanden sind; der Tageszeit; der aktuellen Sicherheit oder den Verschlüsselungseinstellungen des Netzes; oder jeder anderen Hardware- oder Software-Konfiguration oder Betriebsbedingung des Netzes.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung liefert das System eine Einrichtung für eine Erzeugung von Leistungsnachschlagtabellen, die mit einem besonderen Betriebszustand des Netzes korreliert sind. Bezugnehmend auf 15 stellt beispielsweise der Netzbetriebszustand 1 einen besonderen Netzbetriebszustand dar und weist Leistungsnachschlagtabellen 1503 auf, die mit diesem besonderen Netzzustand korreliert sind; ähnlicherweise stellt der Netzbetriebszustand n einen getrennten Netzbetriebszustand dar und weist ebenfalls Leistungsnachschlagtabellen 1502 auf, die mit diesem besonderen Netzzustand korreliert sind. Die Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503 können, wie hierin beschrieben, vorhergesagt oder gemessen werden, oder können durch die Erfindung durch eine Analyse von historischen Daten über die Zeit erlernt werden. Diese Sätze von Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503, die mit einem besonderen Netzbetriebszustand korreliert sind, können Knoten 1504 in dem Gitter 1500 zugeordnet sein. Die Positionsberechnungsanwendung kann dann die Kenntnis des derzeitigen Netzbetriebszustandes verwenden, um den wünschenswertesten Satz von Leistungsnachschlagtabellen zum Anwenden zu bestimmen.
15 liefert insbesondere zwei Sätze von Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503, die jeweils mit einem besonderen Betriebszustand des Netzes korreliert sind. In 15 stellt der Netzbetriebszustand 1 Leistungsnachschlagtabellen 1503 bei einer Situation einer Netzausstattung AP1, AP2, AP3 1508 dar, die aktiv ist und als Messvorrichtungen dient. Der Netzbetriebszustand n stellt ähnlicherweise Leistungsnachschlagtabellen 1502 in Verbindung mit einer Situation dar, bei der AP2 ausgeschaltet ist. Beide Szenarios können sehr unterschiedliche HF-Kanalcharakteristika von einer drahtlosen Vorrichtung liefern, und wenn daher der getrennte Betriebszustand des Netzes durch die Verwendung von Leistungsnachschlagtabellen 1502, 1503 nicht berücksichtigt wird, dann kann eine falsche Position für die drahtlose Vorrichtung berechnet werden. Das System kann stattdessen den Betriebszustand des Netzes bestimmen und die passende Leistungsnachschlagtabelle für das erfasste Szenario verwenden.
Obwohl die gegebenen Beispiele soweit annehmen, dass Leistungsnachschlagtabellen vor dem Empfang von gemessenen HF-Kanalcharakteristika von drahtlosen Vor richtungen existieren, erlaubt und fördert die vorliegende Erfindung die Fähigkeit, Leistungsnachschlagtabellen in Echtzeit oder nachdem die gemessenen HF-Kanalcharakteristika empfangen sind, zu berechnen. Wenn beispielsweise die Positionsberechnungsanwendung gemessene HF-Kanalcharakteristika empfängt und bestimmt, dass ein Satz von Leistungsnachschlagtabellen, der dem aktuellen Netzbetriebszustand oder dem besonderen Typ von HF-Kanalcharakteristika, die gemessen wurden, entspricht, nicht verfügbar ist oder vorher nicht berechnet wurde, dann können neue oder aktualisierte Leistungsnachschlagtabellen dann unter Verwendung von vorhersagenden Algorithmen und/oder gemessenen HF-Kanalcharakteristika, wie hierin beschrieben ist, erzeugt werden. Die neu erzeugten Nachschlagtabellen werden dann durch die Positionsberechnungsanwendung, wie hierin beschrieben ist, verwendet.
Wenn sich ähnlicherweise die aktuelle Konfiguration der Messvorrichtungen 101 seit der Erzeugung der Nachschlagtabellen geändert hat, wie z. B. der Leistungspegel, eine Antennenausrichtung oder aktuelle Antennenstrahlcharakteristika verändert wurden, und keine existierenden Leistungsnachschlagtabellen an die gegebene Konfiguration der Messvorrichtungen 101 angepasst sind, können neue Leistungsnachschlagtabellen für die neuen Konfigurationseinstellungen unter Verwendung der vorhersagenden Verfahren, die hierin beschrieben sind, erzeugt werden. Diese Tabellen können durch die Positionsberechnungsanwendung oder durch eine andere Anwendung erzeugt werden und können automatisch, wie benötigt, erzeugt werden. Diese neu erzeugten Leistungsnachschlagtabellen werden dann durch die Positionsberechnungsanwendung verwendet.
Obwohl viele hierin angegebene Beispiele das Verfahren zum Bestimmen der Position einer drahtlosen Vorrichtung 100 von dem Standpunkt, feste Messvorrichtungen 101 aufzuweisen, detailliert angeben, ist es vollständig möglich, dass die Messvorrichtungen 101 selbst mobile drahtlose Vorrichtungen, wie z. B. drahtlose Clients, sind. In dieser Situation müssen die mobilen Messvorrichtungen 101 zuerst ihre eigene Position unter Verwendung der hierin beschriebenen Verfahren ausmessen. Dies wird durch vorübergehendes Behandeln der drahtlosen Vorrichtung 101 als eine drahtlose Vorrichtung 100 und entsprechendes Ausmessen der Position derselben durchgeführt. Sobald die Position der mobilen Messvorrichtung 101 dann genau geschätzt ist, können Leistungsnachschlagtabellen, die die neuen Positions- und Konfigurationsinformationen der mobilen Messvorrichtung 101 aufweisen, wie hierin beschrieben, erzeugt werden. Danach können dann gemessene HF-Kanalinformationen 101, die durch die mobile Messvorrichtung empfangen werden, verwendet werden, um die Positionsbestimmung von anderen drahtlosen Vorrichtungen 100 zu unterstützen.
Bezugnehmend auf 16 ist das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1610 mit drei Messvorrichtungen – AP1 1600, AP2 1602 und AP3 1604 – identifiziert gezeigt. Ein mobiler Client 1 einer drahtlosen Vorrichtung 1608 ist zusätzlich in dem Netz vorhanden. Die drei Messvorrichtungen 1600, 1602, 1604 messen die HF-Kanal- und Konfigurationscharakteristika aus der mobilen drahtlosen Vorrichtung 1606; die gemessenen HF-Kanalcharakteristika werden dann durch die Erfindung, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, in einer Positionsberechnungsanwendung 104 verwendet, um die Position der drahtlosen Vorrichtung 1608 zu bestimmen. Sobald die Position der mobilen drahtlosen Vorrichtung 1606 eingerichtet ist, erlaubt dann die vorliegende Erfindung, dass die mobile drahtlose Vorrichtung 1606 selbst eine Messvorrichtung 101 wird. Leistungsnachschlagtabellen 107 werden, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, für die mobile drahtlose Vorrichtung 1606 in Anbetracht ihrer jetzt bekannten Position und Konfigurationscharakteristika erzeugt und bei Gitterknoten überall in dem ortspezifischen Umgebungsmodell gespeichert.
An diesem Punkt ist die mobile drahtlose Vorrichtung 1606 in 16 eine mobile Messvorrichtung, die fähig ist, die HF-Kanalcharakteristika von anderen drahtlosen Vorrichtungen 100 in dem Netz zu messen. Gemessene HF-Kanalcharakteristika, die durch die mobile Messvorrichtung 1606 aufgezeichnet werden, können dann zu einer oder mehreren Positionsberechnungsanwendungen 104 zurückberichtet werden. Dieses Berichten von HF-Kanalcharakteristika wird am üblichsten über eine drahtlose Verbindung zwischen der mobilen Messvorrichtung 1606 und einem oder mehreren Netzsendeempfängern, die die Messvorrichtungen 1600, 1602, 1604 aufweisen können, durch geführt. Eine andere Einrichtung zum Kommunizieren der gemessenen HF-Kanalcharakteristika kann jedoch ebenfalls in dem Schutzbereich der aktuellen Erfindung verwendet sein. Es ist ferner möglich, dass die mobile drahtlose Vorrichtung 1606 selbst eine Positionsberechnungsanwendung 104 zu Gast hat. Da sich die mobile Messvorrichtung 1606 selbst in der Umgebung bewegt, wird die Bewegung derselben durch die Messvorrichtungen erfasst und die neue Position und die entsprechenden Leistungsnachschlagtabellen derselben werden entsprechend aktualisiert. Durch dieses Verfahren kann jede drahtlose Vorrichtung, die fähig ist, über das Netz zu einer Positionsberechnungsanwendung zu kommunizieren, in eine Messvorrichtung umgewandelt werden. Wenn beispielsweise ein verbrecherischer Sendeempfänger Rog 1 1608 in die Umgebung eingeführt wird, können die Messvorrichtungen 1600, 1602, 1604 fähig sein, denselben zu erfassen oder nicht, während die mobile drahtlose Vorrichtung 1606 fähig sein kann, dies durchzuführen. Wenn die mobile drahtlose Vorrichtung 1606 in eine mobile Messvorrichtung umgewandelt wurde, können detaillierte HF-Kanalcharakteristika für den verbrecherischen Sendeempfänger 1608 durch die mobile Messvorrichtung gemessen und zu einer oder mehreren Positionsberechnungsanwendungen berichtet werden. Durch diese Einrichtung kann die mobile Messvorrichtung verwendet werden, um die Bestimmung der Positionen von anderen drahtlosen Vorrichtungen in dem Netz zu unterstützen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung unterstützt das Aufweisen der Positionsberechnungsanwendung 104, des ortspezifischen Umgebungsmodells 106, der Leistungsnachschlagtabellen 107 und der Messvorrichtung 101 und/oder Messanwendung 103 in einer mobilen Berechnungsplattform. Auf diese Situation wird gewöhnlich als eine Client-seitige Positionsbestimmung Bezug genommen, bei der eine Client-Vorrichtung die eigene Position derselben basierend auf gemessenen HF-Kanalcharakteristika von einem bedienenden oder erfassbaren drahtlosen Netz bestimmt. In dieser Situation ist eine mobile Client-Vorrichtung die Messvorrichtung 101, während die drahtlosen Vorrichtungen 100, die gemessen werden, Netzvorrichtungen, wie z. B. Zugriffspunkte, Antennen oder Basisstationen, sind. Das Verfahren zum Bestimmen der Position der mobilen Client-Vorrichtung ist sonst identisch zu dem hierin Beschriebenen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, da jede drahtlose Vorrichtung die eigene Position derselben berechnet und diese Informationen mit anderen Vorrichtungen oder Anwendungen gemeinsam verwendet, der Netzmehraufwand zum Berechnen von Positionsinformationen minimiert. Es besteht keine Notwendigkeit, dass eine Bandbreite mit Informationen eines gemessenen HF-Kanals 105, die zwischen Messvorrichtungen 101, Messanwendungen 103 und Postionsberechnungsanwendungen 104 zu kommunizieren sind, in Anspruch genommen wird, was Bandbreite frei macht, die für andere Anwendungen oder Dienste zu verwenden ist. Dies erlaubt, dass die Gesamtzahl von drahtlosen Vorrichtungen hinsichtlich der Position derselben verfolgt wird, ohne den Gesamtnetzmehraufwand, der völlig für diesen Zweck verwendet wird, dramatisch zu vergrößern. Die HF-Kanalcharakteristikdaten, die durch die Erfindung als eine Basis für eine Positionsschätzung verwendet werden, können hinsichtlich des Volumens ohne Weiteres mehrere Größenordnungen eines Werts größer als die resultierenden Positionsschätzdaten sein.
Bezugnehmend auf 16 kann beispielsweise der mobile Client 1 für eine Messvorrichtung 106 ferner eine Messanwendung 103 und eine Positionsberechnungsanwendung 104 zu Gast haben, was es demselben erlaubt, HF-Kanalcharakteristika von anderen drahtlosen Vorrichtungen, wie z. B. den gezeigten Sendeempfängern 1600, 1602, 1604, zu messen und die eigene Position desselben in dem ortspezifischen Umgebungsmodell 1610 unter Verwendung der im Vorhergehenden beschriebenen Verfahren zu bestimmen. Wenn die mobile Messvorrichtung 1606 nicht bereits die geeignete ortspezifische Umgebungsdatenbank 106 aufweist, kann diese Datenbank zu der mobilen Messvorrichtung von einer anderen Position in dem Netz manuell oder automatisch heruntergeladen werden. Die mobile Messvorrichtung kann beispielsweise einen Kommunikationsweg zu einem Netz-Server, der die ortspezifische Umgebungsdatenbank aufweist, realisieren, oder die Datenbank kann bei einem oder mehreren Sendeempfängern 1600, 1602, 1604 gespeichert oder eingebettet sein und mit der mobilen Messvorrichtung 1606 gemeinsam verwendet werden. Leistungsnachschlagtabellen können ähnlicherweise durch die mobilen Messvorrichtungen heruntergeladen werden oder mit denselben gemeinsam verwendet werden, oder die mobile Messvorrichtung kann selbst eine Einrichtung zum Neuberechnen oder Aktualisieren der erforderlichen Leistungstabellen unter Verwendung der hierin beschriebenen Verfahren aufweisen.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung unterstützt ferner das Aufweisen von mehreren Positionsberechnungsanwendungen 104, die unabhängig die Position von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen 100 bestimmen. In dieser Situation kann es möglich sein, dass unterschiedliche Schätzungen der Position der drahtlosen Vorrichtungen verfügbar sind. Wenn beispielsweise die unterschiedlichen Positionsberechnungsanwendungen die HF-Kanalinformationen von unterschiedlichen Messvorrichtungen 101 verwenden, können die Unterschiede bei den gemessenen Informationen zu leichten Wiedersprüchen bei der vorhergesagten Position, zu der man bei jeder Positionsberechnungsmaschine gelangt, führen. Das wahrscheinlichste Szenario, bei dem diese Situation auftreten wird, liegt vor, wenn ein gegebenes Netz eine sowohl netzseitige als auch Client-seitige Positionsbestimmung verwendet, wobei jeder Client die eigene Position desselben bestimmt. Eine oder mehrere Positionsberechnungsanwendungen 104, die mit Messvorrichtungen 101 verbunden sind, die Teil der Netzinfrastruktur sind, berechnen gleichzeitig ähnlicherweise die Position von drahtlosen Vorrichtungen 100, wobei einige derselben selbst die Client-Vorrichtungen sein können. Dies kann vorteilhaft sein, da es ermöglicht, dass die verschiedenen Positionsschätzungen für eine gegebene Vorrichtung an einem Ort angesammelt werden und verglichen werden oder ein Durchschnitt gebildet wird, um ein verbessertes Vertrauen in die Positionsschätzung vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung unterstützt Ausführungsbeispiele, bei denen die Messvorrichtungen 101, die Messanwendung 103, die Positionsberechnungsanwendung 104, das ortspezifische Umgebungsmodell 106 und die Leistungsnachschlagtabellen 107 in der gleichen Berechnungsplattform in einer eingebetteten Form zusammen positioniert sind. D. h., anstatt dass dieselben als Computeranwendungen, die auf einer Computerplattform ausgeführt werden, realisiert sind, kann jede derselben statt dessen als Softwareanweisungen, die durch einen Chipsatz ausgeführt werden, realisiert sein, oder kann sogar in einer Schaltungsanordnung eines kundenspezifisch angepasst entwickel ten Chipsatzes, der in einer drahtlosen Vorrichtung oder einer anderen Rechenplattform eingebettet ist, direkt realisiert sein. In dieser Situation kann jede derselben ein getrennter Abschnitt des gleichen Chipsatzes oder von getrennten Chipsätzen, die miteinander über Kommunikationswege verbunden sind, sein.
Da neue drahtlose Vorrichtungen 100, Messvorrichtungen 101 oder Messanwendungen 103 mit dem Netz verbunden werden, kann die Position derselben durch die hierin beschriebenen Verfahren automatisch bestimmt werden. Diese Positionsinformationen können zusammen mit dem ortspezifischen Umgebungsmodell und/oder den Leistungsnachschlagtabellen zu den neuen Vorrichtungen und Anwendungen abhängig von der Autorisierung derselben, dieselben zu empfangen, geliefert werden. In dieser Situation können neue Vorrichtungen, die mit dem Netz verbunden sind, sowohl Informationen bei ihrer aktuellen Position als auch die Positions- und Konfigurationsinformationen für eine nahe drahtlose Ausstattung empfangen. Dies erlaubt der Vorrichtung, sehr genaue Entscheidungen hinsichtlich dessen, was die eigene Konfiguration derselben sein sollte, basierend auf der Position derselben zu fällen, oder dass die existierenden Netzvorrichtungen die passende Konfiguration der neuen Vorrichtung bestimmen und diese Details entsprechend liefern. Durch diese Einrichtung kann eine neue drahtlose Ausstattung, die in das Netz eingeführt wird, in das drahtlose Netz mit einer minimalen Anstrengung nahtlos und automatisch integriert werden.
Die Kommunikation oder das gemeinsame Verwenden von ortspezifischen Informationen zusammen mit Positionsdaten zwischen Realisierungen der vorliegenden Erfindung, ob als eine Anwendung ausgeführt oder als eingebettete Anwendung in einem Personalcomputer, Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch eine bestimmte Form eines Kommunikationsnetzes (an Ort und Stelle, lokal oder fern) wechselzuwirken, kann durch jede Form eines Kommunikationsprotokolls oder einer Schnittstelle, die eine Übertragung von Daten über ein Medium erlaubt, erreicht sein.
Wenn beispielsweise eine tragbare Handvorrichtung, wie z. B. ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) oder ein Zellentelefon, das die vorliegende Erfindung in einer Anwendung oder in einer eingebetteten Form zu Gast hat, in den Dienstbereich eines drahtlosen Netzes eintritt, das ebenfalls die vorliegende Erfindung zu Gast hat, können Daten, wie z. B. die berechnete Position der tragbaren Handvorrichtung, eine Karte des Bereichs, der durch das drahtlose Netz bedient wird, Vorrichtungs- oder Netzkonfigurationsinformationen, zu verwendende Sicherheits- oder Verschlüsselungseinstellungen, Autorisierungscodes oder -schlüssel, Anweisungen, Finanzdaten oder jede andere Information zwischen der tragbaren Handvorrichtung und dem drathlosen Netz durch die vorliegende Erfindung übertragen werden. Diese Übertragung von Informationen kann über das verdrahtete oder drahtlose Netz direkt auftreten und kann ohne eine Benutzerwechselwirkung automatisch auftreten oder kann erfordern, dass der Benutzer eine Sicherheitsfreigabe, ein Passwort, eine Benutzeridentifizierung, eine Autorisierung eingibt oder einfach anfragt, dass die Übertragung auftritt. Die Datenübertragung kann unmittelbar darauf auftreten, dass die tragbare Vorrichtung in das Netz eintritt, oder kann kontinuierlich auftreten, wobei die Informationen über die Zeit konstant oder regelmäßig aufgefrischt oder modifiziert werden. Obwohl eine tragbare Handvorrichtung bei diesem Beispiel verwendet ist, können Fachleute erkennen, dass jede Rechenvorrichtung, die fähig ist, Informationen über ein Kommunikationsnetz auszutauschen, ebenfalls in dem Zusammenhang der vorliegenden Erfindung verwendet sein kann.
Bezugnehmend auf 16 ist beispielsweise ein ortspezifisches Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1610 mit drei nichtmobilen Messvorrichtungen – AP1 1600, AP2 1602 und AP3 1604 – und einer mobilen Messvorrichtung – Client 1 1606 – identifiziert gezeigt. Wenn eine neue drahtlose Netzvorrichtung, wie z. B. ein Sendeempfänger oder ein Client, NewAP 1612 in dem Netz eingeführt wird, verwendet die vorliegende Erfindung die gemessenen HF-Kanalcharakteristika der neuen drahtlosen Vorrichtung aus den Messvorrichtungen, um die Position der neuen Vorrichtung zu bestimmen. Diese Positionsinformationen können durch die Erfindung verwendet werden, um die Konfigurationseinstellungen, die den Sendeleistungspegel, die Antennenstrahlcharakteristika, den Kanal, die Bandbreite, den Durchsatz, den Prioritätspegel und andere Konfigurationseinstellungen, die jetzt oder in Zukunft bekannt sind, aufweisen, für die neue drahtlose Vorrichtung 1612 zu berechnen, so dass die neue Vorrichtung in dem Netz geeignet arbeitet. Wenn beispielsweise die neue drahtlose Vorrichtung 1612 ein Netzsendeempfänger ist, erlaubt die Kenntnis der Position und der gemessenen HF-Kanalcharakteristika der neuen drahtlosen Vorrichtung der Erfindung, die Kanaleinstellungen zu kennen, die die neue drahtlose Vorrichtung aufweisen sollte, um eine In-Netz-Störung zu minimieren. Sobald die neue drahtlose Vorrichtung 1612 die Neukonfiguration implementiert, kann eine zukünftige Positionsschätzung für diese Vorrichtung einen anderen Satz von Nachschlagtabellen aufgrund der geänderten Konfigurationseinstellungen verwenden.
Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung Ausführungsbeispiele unterstützt, bei denen die Konfigurationsinformationen für neue drahtlose Vorrichtungen durch entweder die Vorrichtung selbst, der die Kenntnis ihrer Umgebung und ihrer Position in der Umgebung gegeben ist, oder durch eine zentralisierte oder verteilte Anwendung, die in einer getrennten Plattform, die die gewünschten Konfigurationsinformationen zu der neuen. drahtlosen Vorrichtung durch eine bestimmte Form eines Kommunikationsprotokolls kommuniziert, ausgeführt wird, bestimmt werden. Ein Beispiel einer Einrichtung zum Bestimmen der Konfiguration von Netzvorrichtungen ist in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/714,929 mit dem Titel „System and Method for Automated Placement or Configuration of Equipment for Obtaining Desired Network Performance Objectives and for Security, RF Tags and Bandwith Provisioning" angegeben. Sobald Positionskoordinaten 111 berechnet sind, können diese Informationen für jede Zahl von möglichen Anwendungen verwendet werden. Zusätzlich zu dem Visualisieren der Position von drahtlosen Vorrichtungen auf einer computerisiserten Anzeige unterstützt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer Position einer drahtlosen Vorrichtung, um dabei zu helfen, die Gesamtleistung des drahtlosen Netzes oder die Gesamtdienstqualität, die drahtlosen Benutzern geliefert wird, zu verbessern. Wenn beispielsweise die Orte von verbrecherischen Sendern oder Störquellen genau bekannt sind, kann der Ort derselben in vorhersagenden Algorithmen und Verfahren aufgenommen werden, die diese Informationen verwenden können, um Netzvorrichtungen derart neu zu konfigurieren, dass eine Sicherheitsbedrohung oder Störungsprobleme minimiert sind. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel verwendet Verfahren zum Neukonfigurieren von Netzvorrichtungen, um Sicherheitsprobleme oder Störquellen zu berücksichtigen, die in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/714,929 mit dem Titel „System and Method for Automated Placement or Configuration of Equipment for Obtaining Desired Network Performance Objectives and for Security, RF Tags and Bandwith Provisioning" von Rappaport et al., die hierdurch durch Bezugnahme aufgenommen ist, vorgesehen sind.
Bezugnehmend auf 16 ist beispielsweise dort das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1610 mit drei nichtmobilen Messvorrichtungen – AP1 1600, AP2 1602 und AP3 1604 – und einer mobilen Messvorrichtung – Client1 1606 – identifiziert gezeigt. Wenn ein verbrecherischer Sendeempfänger 1608 in die Netzumgebung eingeführt wird, ist ein verbrecherischer Sendeempfänger als jede unerwünschte Vorrichtung definiert, die möglicherweise Signale von einer existierenden drahtlosen Vorrichtung trennen, unterbrechen, stören, erfassen oder interpretieren oder sonst mit derselben wechselwirken kann. Wenn der verbrecherische Sendeempfänger durch eine oder mehrere der Messvorrichtungen erfassbar ist, kann die vorliegende Erfindung den Ort des verbrecherischen Sendeempfängers 1608, wie hierin beschrieben ist, genau bestimmen.
Sobald die Position des verbrecherischen Empfängers 1608 bestimmt ist, kann die Kombination dieser Positionsdaten mit den gemessenen HF-Kanalcharakteristika von dem verbrecherischen Sendeempfänger durch die vorliegende Erfindung verwendet werden, um zu bestimmen, welche Handlung, wenn überhaupt, vorzunehmen ist, um die negative Einwirkung, wenn überhaupt, die der verbrecherische Empfänger aufweist oder auf das drahtlose Netz besitzen wird, zu minimieren. Wenn beispielsweise sowohl der verbrecherische Sendeempfänger 1608 als auch die Messvorrichtung 1604 in einem Kanal 6 senden, kann der verbrecherische Sendeempfänger 1608 einen Dienst von der Messvorrichtung 1604 unterbrechen. Die vorliegende Erfindung kann dies erfassen und bestimmen, dass sich die Messvorrichtung 1604 zu einem anderen Kanal bewegen sollte, um zu vermeiden, dass dieselbe durch den verbrecherischen Sendeempfänger 1608 gestört wird. Wenn als ein anderes Beispiel der verbrecherische Sendeempfänger 1608 eine Sicherheitsbedrohung für das Netz darstellt, kann die vorliegende Erfindung die Position des verbrecherischen Sendeempfängers in der Einrichtung erfassen und eine Netzausstattung nahe zu dem verbrecherischen Sendeempfänger, wie z. B. Messvorrichtungen 1602, 1604 und die mobile drahtlose Vorrichtung 1606, deaktivieren, um zu verhindern, dass der verbrecherische Sendeempfänger vertrauliche Sendungen über das drahtlose Netz liest.
Zusätzlich zu dem Lindern von Störungen oder Sicherheitsbedrohungen, die durch erfassbare drahtlose Vorrichtungen dargestellt werden, deren Positionen bekannt sind, können ferner Positionsschätzungen, die durch die vorliegende Erfindung erzeugt werden, für ein fortschrittlicheres Netzressourcenbereitstellen, wie z. B. ein Bandbreitenformen, eine Benutzerpriorisierung und ein Last- oder Verkehrsausgleichen, verwendet werden. Sobald die Orte von drahtlosen Clients zusammen mit den relativen Prioritätspegeln und der angefragten Bandbreite von jedem Client bekannt sind, können ein System und ein Verfahren, wie z. B. dieselben, die in der ebenfalls anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/7014,929 beschrieben sind, diese Informationen verwenden, um die Bandbreite genau zu bestimmen, die jedem drahtlosen Benutzer zugeordnet ist, zusätzlich dazu, besser fähig zu sein, ein Ausgleichen einer Last durch Bewegen von Benutzerzuordnungen zwischen bedienenden Orten, Zellen, Zugriffspunkten, Switches, Routern, Web-Portalen, oder Basisstationen auszuführen. Das Aufnehmen von tatsächlichen Benutzerpositionen in diese Berechnungen liefert ein verbessertes Verständnisder ortspezifischen Bandbreitenverwendung in dem Netz.
Bezugnehmend auf 17 ist dort beispielsweise das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1710, das ein WLAN aufweist, gezeigt. Zwei Zugriffspunkte 1700, 1702 sind in der Fig. identifiziert, wie es ein Netz-Client 1708 ist. Ein Zugriffspunkt 1700 weist einen Dienstbereich, der einfach durch eine elliptische Region 1704 identifiziert ist auf, während der andere Zugriffspunkt 1702 einen Dienstbereich aufweist, der einfach durch eine getrennte elliptische Region 1706 identifiziert ist. Die Dienstbereiche 1704, 1706 für die zwei Zugriffspunkte 1700, 1702 überlappen in einem Bereich, in dem der Netz-Client 1708 aktuell positioniert ist. Die vorliegende Erfindung erlaubt eine Bestimmung einer Position des Netz-Clients 1708, wie hierin beschrieben ist. Die vorliegende Erfindung kann daher bestimmen, dass der Netz-Client 1708 in den überlappenden Dienstbereichen 1704, 1706 ist und kann diese Informationen verwenden, um eine Gesamtnetzleistung auf eine Vielfalt von Weisen zu verbessern.
Wenn beispielsweise einer der Zugriffspunkte 1700 einen starken Verkehrsfluss oder eine reduzierte Netzleistung erfährt, kann die Kenntnis davon kombiniert mit der Position des Netz-Clients 1708 verwendet werden, um zu bestimmen, dass sich der Netz-Client mit dem zweiten Zugriffspunkt 1702 verbinden sollte, der möglicherweise nicht die gleichen verschlechterten Dienstpegel erfährt. Wenn ähnlicherweise der Netz-Client 1708 mobil ist, kann die vorliegende Erfindung die Position und die Trajektorie bzw. Flugbahn des Netz-Clients verwenden, um die besten Zugriffspunkte zu bestimmen, mit denen sich der Netz-Client zu einer gegebenen Zeit verbinden sollte. Wenn sich beispielsweise der Netz-Client hin zu der unteren Seite des Gebäudestockwerkplans, der in 17 gezeigt ist, bewegt, dann ist eine Verbindung mit dem oberen linken Zugriffspunkt 1700 wahrscheinlich wünschenswerter, da sich die Dienstzone 1704 desselben weiter ausdehnt als dieselbe des Pendants. Wenn sich jedoch der Netz-Client 1708 nach oben rechts bewegt, dann ist möglicherweise der andere Zugriffspunkt 1702 der bevorzugte Dienstanbieter. Lediglich durch Kombinieren der Kenntnis der derzeitigen Position des Netz-Clients, der aktuellen Konfiguration und der Dienstbereiche der Netzausstattung und des aktuellen Zustands des Netzes betreffend den Verkehrsfluss und die Verkehrslast können diese Entscheidungen hinsichtlich der Dienstnetzsendeempfänger effizient gefällt werden.
Als ein weiteres Beispiel kann die Positionsberechnungsanwendung, so wie ein mobiler drahtloser Client 1708 durch ein Netz wandert, die Position des Clients in der ortspezifischen Umgebung kontinuierlich bestimmen. Der mobile drahtlose Client 1708 kann Bandbreitenerfordernisse aufgrund besonderer Anwendungen, auf die zugegriffen wird, z. B. Voice-Over-IP (VoIP) oder ein Videostrom, zusätzlich dazu aufweisen, einen zugewiesenen Benutzerprioritätspegel hinsichtlich eines Zugriffs auf Netzdienste oder einer Bandbreite aufzuweisen. Durch kontinuierliches Verfolgen des Orts des drahtlosen Clients 1708 kann die Positionsberechnungsanwendung genaue Informationen zu einem Netzverwaltungssystem (NMS; NMS = Network Management System) liefern, dessen bevorzugtes Ausführungsbeispiel in der ebenfalls anhängigen Anmeldung 10/714,929 angegeben ist, die es dem NMS erlauben, genau auszumessen, wie eine Bandbreite über nahe Abschnitte des Netzes zuzuteilen ist, um sich auf die wahrscheinliche Bewegung des mobilen drahtlosen Clients in diese Bereiche vorzubereiten. Ein Halten von historischen Aufzeichnungen kann ferner unterstützend sein, indem erlaubt wird, dass die vorliegende Erfindung die aktuelle Flugbahn und die wahrscheinlichste zukünftige Position der mobilen drahtlosen Vorrichtung bestimmt, so dass dem NMS erlaubt ist, Netzressourcen an dem wahrscheinlichsten zukünftigen Ort des mobilen drahtlosen Clients vorher zuzuteilen, um einen Verlust oder eine Verschlechterung eines Dienstes, der dem Client geliefert wird, zu verhindern. Dies kann ein tatsächliches Bewegen von Benutzern, die bei dem Ziel mit anderen nahen bedienenden Netzvorrichtungen verbunden sind, oder sogar ein Entfernen derselben aus dem Netz abhängig von einer relativen Benutzerpriorität aufweisen.
Mit einer modernen Rechentechnik ist es ferner möglich, erwartete Änderungen der HF-Kanalumgebung zu berechnen, so wie sich eine mobile drahtlose Vorrichtung durch eine gegebene Umgebung bewegt, derart, dass eine bekannte oder erwartete Flugbahn der drahtlosen Vorrichtung verwendet werden kann, um nicht nur die zukünftige Position der mobilen drahtlosen Vorrichtung sondern ferner die HF-Kanalumgebung, die die drahtlose Vorrichtung zu diesem Zeitpunkt antreffen wird, und die Gesamteinwirkung, die dieselbe auf das drahtlose Netz als Ganzes haben wird, vorherzusagen. Dies erlaubt die Vorzuteilung von Netzressourcen oder die Anpassung einer Netzaus stattung in Erwartung von Positionen einer drahtlosen Vorrichtung und Diensterfordernissen in der nahen Zukunft.
Bezugnehmend wieder auf 17 ist dort beispielsweise das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1710, das ein WLAN aufweist, gezeigt. Zwei Zugriffspunkte 1700, 1702 sind in der Fig. identifiziert, wie es ein mobiler Netz-Client 1708 ist. Ein Zugriffspunkt 1700 weist einen Dienstbereich auf, der einfach durch die elliptische Region 1704 identifiziert ist, während der andere Zugriffspunkt 1702 einen Dienstbereich aufweist, der einfach durch eine getrennte elliptische Region 1706 identifiziert ist. Es gibt keinen Netzdienst auf der unteren Seite des Gebäudes oder in Bereichen, die nicht in den elliptischen Regionen sind. Wenn beispielsweise die vorliegende Erfindung erfasst, dass sich der mobile Netz-Client 1708 hin zu der unteren Seite des Gebäudes, wie in der Fig. gezeigt ist, bewegt, ist es offensichtlich, dass der Netz-Client in Bereiche eintritt, in denen kein Dienst existiert. Mit diesen Informationen kann die vorliegende Erfindung bestimmen, welche Handlung, wenn überhaupt, vorgenommen werden kann.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise bestimmen, ob es möglich ist, die Dienstbereiche 1704, 1706 der gegebenen Zugriffspunkte 1700, 1702 durch Heben oder Senken der Leistungspegel derselben, durch Kanal- oder Frequenzeinstellungen, durch die Bandbreite, ein entweder physisches oder elektronisches Lenken von Antennen oder durch Verändern von jedem anderen konfigurierbaren Parameter, um eine Verbindung zu dem mobilen Netz-Client 1708 aufrecht zu erhalten, zu vergrößern oder zu ändern, oder ob eine Warnnachricht zu einem oder mehreren Benutzern gesendet oder dem mobilen Netz-Client angezeigt oder bekanntgegeben werden sollte, um dem Benutzer der Client-Vorrichtung mitzuteilen, dass derselbe möglicherweise den Dienstbereich verlässt. Die bevorzugte Einrichtung zum Bestimmen von Änderungen an einer Ausstattungskonfiguration, um Änderungen in dem Netzdienstbereich zu beeinflussen, ist in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/714,929 mit dem Titel "System and Method for Automated Placement or Configuration of Equipment for Obtaining Desired Network Performance Objectives and for Security, RF Tags and Bandwith Provisioning" angegeben.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise die Position des mobilen Netz-Clients 1708 unter Verwendung der hierin beschriebenen Verfahren berechnen. Bei gegebener bekannter Position des mobilen Netz-Clients 1708 und mit einer Kenntnis der physischen Umgebung 1710 und der Dienstbereiche 1704, 1706 der Ausstattung 1700, 1702, die das Netz aufweist, kann die vorliegende Erfindung bestimmen, dass der mobile Netz-Client nahe zu dem Rand des Dienstbereichs 1706 für einen der Zugriffspunkte 1702 ist. Die vorliegende Erfindung kann entscheiden, die Sendeleistung des Zugriffspunkts 1702 zu vergrößern, um den Dienstbereich 1706 desselben auszudehnen. Die vorliegende Erfindung kann alternativ entscheiden, den mobilen Netz-Client 1708 derart zu übergeben, dass der andere Zugriffspunkt 1700, dessen Dienstbereich 1704 wesentlich größer in dem Bereich ist, in dem der Client aktuell positioniert ist, der bedienende Zugriffspunkt für den Client wird. Man kann erkennen, dass viele andere Faktoren diese Entscheidungen, wie z. B. ein aktueller Netzverkehr und eine aktuelle Netzlast, Benutzerprioritätspegel, Sicherheitseinstellungen, aktuelle Störungs- oder Rauschpegel, verwendete Anwendungen oder viele andere Daten, die ohne Weiteres der vorliegenden Erfindung durch ihr Überwachen des Netzes verfügbar sind, beeinflussen. Andere Entscheidungen oder Handlungen als dieselben, die im Vorhergehenden aufgelistet sind, können zusätzlich durch die vorliegende Erfindung analysiert und bestimmt werden. Neue Konfigurationseinstellungen für Netzvorrichtungen 1700, 1702 oder Netz-Clients 1708 werden von der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer bestimmten Form eines Kommunikationsprotokolls und eines Befehlssatzes, der durch die empfangenden Vorrichtungen und Clients verstanden wird, kommuniziert.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der aktuellen Erfindung weist einen mobilen drahtlosen Client auf, der die Position desselben in der Umgebung identifizieren kann und daher vorher die Dienstregionen, in denen derselbe wandert, kennt. D. h., das ortspezifische Umgebungsmodell wird die Bereiche in der Umgebung anzeigen, die bestimmte drahtlose Diensttypen oder Anwendungen, die denselben geliefert werden, aufweisen. Der Client weiß dann, welche Netze oder Netzvorrichtungen er sehen können sollte und welche Dienste diese Netze oder Netzvorrichtungen anbieten. Das dauernde Abtasten und Aktualisieren von Tabellen von verfügbaren Netzen ist daher nicht erforderlich. Stattdessen kann der Client ortspezifische Daten und eine ortspezifische Kenntnis von der Position desselben, wie sie durch hierin detailliert dargestellte Verfahren bestimmt wird, verwenden, um sowohl den besten verfügbaren drahtlosen Dienst, der fähig ist, den gewünschten Anwendungstyp oder einen Durchsatzbedarf handzuhaben, als auch die minimale Sendeleistung, die erforderlich ist, um mit gewünschten Netzen oder Netzvorrichtungen zu kommunizieren, um eine bestimmte Dienstqualität aufrecht zu erhalten, zu berechnen. Clients können sogar ihre eigenen Datensendungen zeitlich planen, so dass dieselben in günstigen Dienstbereichen oder zu günstigen Zeiten auftreten, so wie sich der Client von Position zu Position bewegt.
Eine Client-seitige Kenntnis der Position des Clients bei einem ortspezifischen Umgebungsmodell beseitigt den Bedarf, dass mobile Clients maximale Leistungspegel während der Zuordnung verwenden, und erlaubt Clients, ihre Sendeleistungspegel intelligenter zu regulieren. Clients können ferner ortspezifische Daten und eine ortspezifische Kenntnis einer Position verwenden, um intelligente Übergaben anzufangen oder an denselben teilzunehmen. Clients können ferner erfassen, ob dieselben tatsächlich in einer bedeutenden Versorgungsregion eines gegebenen Netzes oder einer Netzvorrichtung oder einfach in einer Splitterversorgungszone sind. Dies erlaubt den mobilen drahtlosen Vorrichtungen, eine Batterieleistung durch Minimieren des Bedarfs, über mehrere drahtlose Dienste abzutasten, und durch Minimieren der Sendeleistung, die verwendet wird, um eine zuverlässige Verbindung mit dem bedienenden Netz aufrecht zu erhalten, zu erhalten.
Bezugnehmend wieder auf 17 ist beispielsweise dort das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1710, das ein WLAN aufweist, gezeigt. Zwei Zugriffspunkte 1700, 1702 sind in der Fig. wie auch ein mobiler Netz-Client 1708 identifiziert. Ein Zugriffspunkt 1700 weist einen Dienstbereich, der einfach durch die elliptische Region 1704 identifiziert ist, auf, während der andere Zugriffspunkt 1700 einen Dienstbereich, der einfach durch eine getrennte elliptische Region 1706 identifiziert ist, aufweist. Die vorliegende Erfindung kann die Position des mobilen Netz-Clients 1708, wie hierin erörtert, bestimmen, und kann diese Positionsinformation zusammen mit der Kenntnis der vorhergesagten oder gemessenen Dienstbereiche 1704, 1706 der Netzvorrichtungen 1700, 1702 verwenden. Die vorliegende Erfindung kann dann den korrekten Sendeleistungspegel und andere Konfigurationseinstellungen, die der mobile Netz-Client 1708 verwenden sollte, um mit einer oder mehreren der Netzvorrichtungen 1700, 1702 zu kommunizieren, bestimmen. Wenn der mobile Netz-Client 1708 bei einem bestimmten Leistungspegel aktuell sendet, kann die vorliegende Erfindung unter Verwendung von vorhersagenden, iterativen oder interpolierenden Algorithmen, Verfahren, Anpassungen oder Manipulationen bestimmen, dass der Leistungspegel vergrößert werden sollte, so dass die gewünschte Dienstqualität aufrecht erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise die Position des mobilen Netz-Clients 1708, die Position der bedienenden Netzausstattung 1700, 1702, die Struktur der physischen Umgebung 1710 und die aktuelle Konfiguration, den Betriebszustand und eine Betriebsbedingung der Vorrichtungen 1700, 1702, 1708 verwenden, um die HF-Kanalcharakteristika, die der mobile Netz-Client 1708 erfährt, vorherzusagen. Durch eine Simulation durch iteratives oder deterministisches Ändern der Konfiguration oder des Betriebszustands der Netzvorrichtungen 1700, 1702 und 1708 kann die vorliegende Erfindung die erwarteten HF-Kanalcharakteristika, die der mobile Netz-Client 1708 erfahren würde, wenn die Netzvorrichtungen tatsächlich die Konfiguration annehmen, vorhersagen. Wenn wünschenswertere HF-Kanalcharakteristika für den mobilen Netz-Client 1708 durch eine Simulation abgeleitet werden, kann dann die vorliegende Erfindung neue Konfigurations- oder Betriebszustandinformationen zu den Netzvorrichtungen 1700, 1702, 1708 unter Verwendung einer Form eines Kommunikationsprotokolls kommunizieren. Die vorliegende Erfindung kann diese Kommunikation von neuen Konfigurations- oder Betriebszustandsinformationen automatisch oder manuell bewirken. Die vorliegende Erfindung kann ferner einen menschlichen Beobachter oder Netzverwalter oder Techniker unter Verwendung einer computerisierten Anzeige oder eines hörbaren Alarms die wünschenswerten Konfigurations- oder Betriebszustandsinformationen anzeigen oder mitteilen.
Dies erlaubt dem mobilen Netz-Client, sich selbst effizienter für den gewünschten Pegel einer Netzleistung und Wechselwirkung, ohne eine Batterielebensdauer zu verschwenden, zu konfigurieren. Der mobile Netz-Client kann beispielsweise einen Ort unter Verwendung von entweder einem NMS, das in demselben eingerichtet ist, oder durch einen Empfang eines Positionsorts oder von anderen Daten von einem Server, Switch, Zugriffspunkt, Web-Portal etc., der/die/das Teil des NMS ist, dasselbe befähigt oder unterstützt, bestimmen. Sobald der Ort bestimmt ist, kann dann der mobile Netz-Client die Leistung, die Kanäle oder andere Einstellungen anpassen.
Als ein besonderes Beispiel der Fähigkeiten der vorliegenden Erfindung beschreibt das klassische Problem des „verborgenen Knotens" eine Situation, bei der die Netzvorrichtungen versuchen, zu kommunizieren, während eine dritte Einheit die Kommunikation stört oder anhört. Bezugnehmend auf 18 ist dort das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1810, das ein WLAN aufweist, gezeigt. Zwei Zugriffspunkte 1800, 1802 sind in der Fig. zusammen mit einem mobilen Netz-Client 1804 identifiziert. Der mobile Netz-Client 1804. kommuniziert mit den Zugriffspunkten 1800, 1802, um Daten über das Netz auszutauschen. In der Fig. ist ferner eine verbrecherische drahtlose Vorrichtung 1806 gezeigt. Die verbrecherische drahtlose Vorrichtung 1806 ist kein Teil des gleichen Netzes wie die Zugriffspunkte 1800, 1802, mit denen der mobile Client 1804 kommuniziert. Die verbrecherische drahtlose Vorrichtung 1806 sendet drahtlose Signale, die in der Region 1808, die in 18 gezeigt ist, erfasst werden können. Es sei bemerkt, dass die Region 1808, die durch die verbrecherische drahtlose Vorrichtung 1806 beeinflusst ist, die Zugriffspunkte 1800, 1802 nicht aufweist, was anzeigt, dass keiner der Netzzugriffspunkte die HF-Kanalcharakteristika der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1804 messen kann.
So wie sich der mobile Netz-Client 1804 näher zu der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 bewegt und in die Region 1808, die durch Signale von der verbreche rischen drahtlosen Vorrichtung versorgt ist, eintritt, kann die verbrecherische drahtlose Vorrichtung beginnen, die Kommunikation zwischen dem mobilen Client und den Netzzugriffspunkten 1800, 1802 zu unterbrechen. Wenn beispielsweise die verbrecherische drahtlose Vorrichtung 1806 indem gleichen Kanal wie der derselbe, der durch den mobilen Client 1804 verwendet ist, ist, so wie sich der mobile Client näher zu der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 bewegt, dann beginnen Signale von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung das Stören von Signalen von den Netzzugriffspunkten 1800 und 1802. Wenn diese Situation auftritt, und die Netzzugriffspunkte 1800, 1802 unfähig sind, die Signale von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 zu erfassen, und daher unfähig sind, die Störung, die der mobile Client 1804 erfährt, zu erfassen, wird auf dieselbe als das Problem des „verborgenen Knotens" Bezug genommen.
Die vorliegende Erfindung kann den negativen Effekt des Problems von „verborgenen Knoten" in einem Netz auf mehrere Weisen lindern. Bei einer Realisierung kann die vorliegende Erfindung in einem Servercomputer, Netz-Switch, Zugriffspunkt oder einer anderen Vorrichtung, die mit dem Netz verbunden ist, ausgeführt werden. Bezugnehmend auf 18 erlaubt die vorliegende Erfindung, dass der mobile Client 1804 die Störung misst, die derselbe von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 empfängt, und diese Störung zu dem Servercomputer über die Kommunikationsverbindung desselben durch die Netzzugriffspunkte 1800, 1802 berichtet. Die vorliegerde Erfindung kann ähnlicherweise den Ort des mobilen Clients 1804 unter Verwendung von hierin beschriebenen Verfahren berechnen. Die vorliegende Erfindung kann dann eine Kenntnis der Position des mobilen Clients mit der aktuellen Störung, die durch den mobilen Client empfangen wird, kombinieren, um die Leistungspegel oder Kanaleinstellungen, die die Netzzugriffspunkte 1800, 1802 aufweisen müssen, zu berechnen, um die störenden Signale von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 an dem Ort des mobilen Clients 1804 zu eliminieren oder zu überwinden. Diese neuen Konfigurationseinstellungen für die Netzzugriffspunkte 1800, 1802 können dann durch die vorliegende Erfindung automatisch übertragen, oder gesendet oder einem autorisierten Netzadministrator für eine weitere Handlung angezeigt werden. Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, kann der Benutzer die Konfiguration lokal oder fern über ein Web-Portal oder eine andere Kommunikationseinrichtung oder ein Protokoll über das Internet oder ein anderes Kommunikationsmedium beobachten, editieren oder bestätigen.
Bei einer anderen Realisierung kann die vorliegende Erfindung in den Zugriffspunkten 1800, 1802 eingebettet sein und in denselben ausgeführt werden. Der mobile Client 1804 berichtet den Netzzugriffspunkten 1800, 1802 die Störung, die derselbe von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 empfängt. Die vorliegende Erfindung, die in den Netzzugriffspunkten 1800, 1802 ausgeführt wird, kann sowohl die Position des mobilen Clients 1804 unter Verwendung von hierin erörterten Verfahren als auch oder zusätzlich dazu die Leistungspegel oder Kanaleinstellungen, die jeder Zugriffspunkt 1800, 1802 aufweisen sollte, um die störenden Signale von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 an dem Ort des mobilen Clients 1804 zu eliminieren oder zu überwinden, berechnen. Jeder Netzzugriffspunkt 1800, 1802, der die vorliegende Erfindung zu Gast hat, ist daher fähig, die Konfigurationseinstellungen, die derselbe verwenden sollte, zu bestimmen, um die verschlechterte Dienstqualität, die der mobile Netz-Client 1804 erfährt, am besten zu lösen oder zu lindern. Diese Entscheidung wird mit der Kenntnis der physischen Umgebung und möglicherweise dem Kennen des Orts des mobilen Netz-Clients gefällt.
Bei einer weiteren Realisierung kann die vorliegende Erfindung in dem mobilen Netz-Client 1804 selbst eingebettet sein oder ausgeführt werden. Bei diesem Fall kann die vorliegende Erfindung den aktuellen Ort des mobilen Netz-Clients 1804 unter Verwendung von hierin beschriebenen Verfahren berechnen. Die vorliegende Erfindung kann unterschiedliche Leistungspegel oder Kanaleinstellungen, die der mobile Client 1804 verwenden sollte, um möglicherweise die Störung, die von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 empfangen wird, zu überwinden oder zu lindern, bestimmen. Wenn beispielsweise die verbrecherische drahtlose Vorrichtung 1806 in dem gleichen Kanal wie der Netzzugriffspunkt 1800 sendet, jedoch nicht in dem gleichen Kanal wie der zweite Zugriffspunkt 1802 sendet, kann die vorliegende Erfindung bestimmen, dass der mobile Client 1804 von einem Kommunizieren mit dem Netzzugriffspunkt 1800 zu einem Zugriffspunkt 1802 wechseln sollte, um eine Kanaländerung, die eine Störung von der verbrecherischen drahtlosen Vorrichtung 1806 vermeidet, zu bewirken. Jede Kombination der verschiedenen Realisierungen der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich vorhanden sein. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise in einem Server-Computer in dem Netz, in Zugriffspunkten 1800, 1802 und in mobilen Netz-Clients 1804 in jeder Kombination realisiert sein. Die bevorzugte Einrichtung zum Bestimmen von Änderungen an der Ausstattungskonfiguration, um Änderungen in dem Netzdienstbereich zu beeinflussen, ist in der anhängigen US-Patentanmeldung Serien-Nr. 10/714,929 mit dem Titel „System and Method for Automated Placement or Configuration of Equipment for Obtaining Desired Network Performance Objectives and for Security, RF Tags and Bandwith Provisioning" angegeben.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, erlaubt die vorliegende Erfindung, dass die Vorrichtungskonfiguration auf der Basis der Position und der existierenden Vorrichtungskonfigurationen automatisch erscheint, so wie neue Vorrichtungen in einen Bereich eingeführt werden, der durch ein Netz, das die vorliegende Erfindung in einer bestimmten Form als Gast hat, bedient wird. Zusätzlich zu einem Verwenden von Positionsinformationen, um eine Vorrichtungskonfiguration zu bestimmen, kann die vorliegende Erfindung ferner Positionsinformationen verwenden, um andere Informationen zwischen Vorrichtungen in einem Netz auszutauschen. Dieser Informationsaustausch tritt zwischen Realisierungen der vorliegenden Erfindung, die auf die gleiche Weise, ob als eine Softwareanwendung oder eingebettete Softwareanweisungen, in einer Rechenplattform, die fähig ist, wechselzuwirken und Daten mit anderen Rechenplattformen in einem Kommunikationsnetz auszutauschen, Gast ist und ausgeführt wird, auf.
Wie im Vorhergehenden erwähnt ist, kann ferner jeder Knoten in dem Gitter zusätzliche Informationen aufweisen, die demselben zusätzlich zu Leistungsnachschlagtabellen zugeordnet sind. Diese zusätzlichen Informationen können digitale Medien (wie z. B. digitale Bilder, abgetastete Bilder, Rasterbilder, Vektorbilder, Video, Ton etc.), computerisierte Dateidaten oder Datenbanken, Reklame- oder Marketinginformationen, Sicherheitsprivilegien, Konfigurationsinformationen, Anweisungen, Alarme oder Feh ler, die ausgelöst wurden oder ausgelöst werden sollten, eine Verbindung zu einer äußeren Datenbank, die sich irgendwo in dem Netz oder Internet befindet, Reaktionsauslöser, die Anwendungen oder Verfahren einer dritten Partei hervorbringen, die möglicherweise eine weitere Handlung oder ein weiteres Verarbeiten vornehmen, historische Informationen, die sich auf andere vorhergehende Besuche durch andere drahtlose Vorrichtungen beziehen, Zähler, die basierend auf der Zahl von Malen, die eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen bei der gegebenen Position waren, inkrementiert oder dekrementiert werden, oder andere textliche, visuelle, akustische oder tastbare Informationen oder Verfahren, die jetzt oder in der Zukunft bekannt sind, aufweisen. Solche Medien oder Informationen können für jede Zahl von Zwecken, die das Senden zu der mobilen drahtlosen Vorrichtung für eine möglichen Anzeige auf einem Computerschirm oder ein weiteres Verarbeiten, aufweisen, verwendet werden.
Bezugnehmend auf 19 ist dort das ortspezifische Umgebungsmodell eines Stockwerks eines Gebäudes 1910, das ein Kommunikationsnetz aufweist, gezeigt. Zwei Sendeempfänger 1900, 1902 sind in der Fig. zusammen mit einem mobilen Netz-Client 1904 identifiziert. Der mobile Netz-Client 1904 kommuniziert mit den Sendeempfängern 1900, 1902, um Daten über das Netz auszutauschen. Zwei Regionen 1906, 1908 sind in 19 ebenfalls gezeigt; es sei bemerkt, dass die zwei Regionen 1906, 1908 leicht überlappen. Die zwei Regionen 1906, 1908 zeigen Orte in dem ortspezifischen Umgebungsmodell 1910, wobei Gitterknoten in den Regionen zusätzliche Informationen, wie z. B. dieselben, die im Vorhergehenden beschrieben sind, die mit denselben korreliert sind, aufweisen. Durch Berechnen der Position der drahtlosen Vorrichtungen 1900, 1902, 1904 hinsichtlich des nächsten Gitterknotens oder der nächsten Gitterknoten kann die vorliegende Erfindung eine weitere Handlung basierend auf den Informationen, die den Gitterknoten zugeordnet sind, vornehmen. Dies kann das Senden von zusätzlichen Informationen, die den Gitterknoten zugeordnet sind, zu der drahtlosen Vorrichtung, das Durchführen einer zusätzlichen Berechnung oder eines Analyseschritts, wie z. B. das Berechnen von Konfigurationsinformationen, oder das Durchführen von einer anderen Handlung, wie z. B. das Senden eines Alarms oder einer Alarmnachricht zu einer dritten drahtlosen Vorrichtung oder einem getrennten Benutzer auf der Basis der zusätzlichen Informationen, die den Gitterknoten zugeordnet sind, aufweisen.
Bezugnehmend auf 19 kann, so wie sich der mobile Netz-Client 1904 in dem Bereich 1906 bewegt, die vorliegende Erfindung beispielsweise Informationen, die den Gitterknoten in dem Bereich 1906 zugeordnet sind, verwenden, um eine oder mehrere Handlungen, wie im Vorhergehenden beschrieben ist, durchzuführen. Wenn sich der mobile Netz-Client 1904 zu einem anderen Bereich 1908 bewegt, berechnet die vorliegende Erfindung die sich ändernde Position des Clients und beginnt das Vornehmen von zusätzlichen Handlungen basierend auf zusätzlichen Informationen, die den Gitterknoten in dem neuen Bereich 1908 zugeordnet sind.
Wie hierin beschrieben ist, kann die vorliegende Erfindung in jeder Vorrichtung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen, die ein Kommunikationsnetz aufweist, wechselzuwirken, Gast sein oder ausgeführt werden, wobei eine solche Wechselwirkung mit einem Kommunikationsnetz eine Kombination eines Sendens, Empfangens, Messens, Überwachens, Anhörens, Störens oder sonst Manipulierens von Nachrichten oder Signalen über das Kommunikationsnetz betreffen kann. Bezugnehmend auf 20 ist dort ein logisches, hierarchisches Diagramm gezeigt, das die Wechselwirkung von verschiedenen Netzvorrichtungen darstellt. Netz-Client-Vorrichtungen 2000, wie z. B. WLAN-Client-Karten, Funkmodems, Zellentelefonhandgeräte/PCS-/3G-Telefonhandgeräte, persönliche digitale Assistenten (PDA), Personalcomputer (tragbar und sonst), netzfähige Geräte, eine netzfähige Herstellungsausstattung und jede andere Form einer solchen Netzvorrichtung, können miteinander auf eine organisierte Art und Weise oder auf eine Ad-hoc-Art-und-Weise kommunizieren oder wechselwirken oder können mit einer anderen Netzausstattung 2002 kommunizieren oder wechselwirken. Die Netzausstattung 2002, wie z. B. Zugriffspunkte, Gitterknoten, Sensoren und andere Sendeempfänger, können ähnlicherweise miteinander kommunizieren oder wechselwirken oder können mit Netzkommunikations-Hubs und -Switches 2004 kommunizieren oder wechselwirken. Eine Netzausstattung 2004, wie z. B. Netz-Switches, Router, Hubs, Gateways, Web-Portale und andere solche Sendeempfänger, können ähnlicherweise miteinander kommunizieren oder wechselwirken oder können mit lokalen Rechenvorrichtungen 2006 und fernen Rechenvorrichtungen 2008 kommunizieren oder wechselwirken. Lokale Rechenvorrichtungen 2006, wie z. B. Personalcomputer, Netz-Server und Netzendgeräte, können ähnlicherweise miteinander kommunizieren oder wechselwirken oder können mit fernen Rechenvorrichtungen 2008 kommunizieren oder wechselwirken. Ferne Rechenvorrichtungen 2008, wie z. B. Personalcomputer, Netz-Server und Netzendgeräte, können ähnlicherweise miteinander kommunizieren oder wechselwirken.
Die Kommunikation oder Wechselwirkung zwischen verschiedenen Netzvorrichtungen, die in 20 dargestellt sind, tritt durch eine Form eines Kommunikationsprotokolls und einer Kommunikationseinrichtung, wie z. B. einer drahtlosen Verbindung oder einer Internetverbindung, auf. Obwohl die vorliegende Erfindung Internet-basierte (IP-basierte) Protokolle für eine Kommunikation zwischen Softwaremodulen und mit Hardwarevorrichtungen verwendet, ist es Fachleuten offensichtlich, dass andere Kommunikationsprotokolle ebenfalls durch die vorliegenden Erfindungen unterstützt sein können. Es sei bemerkt, dass das hierarchische Netz, das in 20 dargestellt ist, ein Beispielkommunikationsnetz liefert. Fachleute erkennen, dass andere Netz-Topologien, -Architekturen, -Hierarchien und -Verbindungen existieren und durch die vorliegende Erfindung unterstützt sind. Fachleute erkennen ähnlicherweise, dass eine Kommunikation zwischen verschiedenen Ebenen in der Netzhierarchie, wie in 20 dargestellt ist, lediglich dem Zweck eines Beispiels dienen. Es kann beispielsweise sein, dass lokale 2006 oder ferne 2008 Netzvorrichtungen mit den Client-Vorrichtungen 2000 oder. einer anderen Netzinfrastruktur 2002 direkt kommunizieren, und, wenn dies der Fall ist, dass die vorliegende Erfindung ein solches Beispiel unterstützt.
Bezugnehmend auf 20 kann die vorliegende Erfindung als Ganzes oder teilweise in jeder Vorrichtung 2000, 2002, 2004, 2006, 2008 oder in jeder Kombination von mehreren Vorrichtungen über das Netz realisiert sein, Gast sein oder ausgeführt werden. Eine Vorrichtung mit einer teilweisen oder vollständigen Implementierung der vorliegenden Erfindung ist an den Fähigkeiten der Erfindung beteiligt und ist befähigt, an einer oder mehreren Fähigkeiten der Erfindung, die hierin beschrieben sind, teilzu nehmen, die eine Positionsbestimmung, ein Überwachen, eine Messsammlung, ein Vorrichtungskonfigurationsplanen oder -bestimmen, ein Netzressourcenzuteilungsplanen, eine Sicherheit, eine Gegenstandsverfolgung oder -verwaltung, ein gemeinsames Verwenden von ortspezifischen Informationen und Netzdaten und eine Netzverwaltung aufweisen, jedoch nicht darauf begrenzt sind.
Als ein Beispiel ist ein mobiler Netz-Client 2000, der die vorliegende Erfindung ausführt, fähig, die eigene Position desselben in dem Netz zu bestimmen, die Sendeleistungseinstellung, die derselbe verwenden sollte, zu berechnen und verbrecherische Sender in einem Bereich zu überwachen. Diese Informationen können zu Zugriffspunkten 2002, die die vorliegende Erfindung eingebettet ausführen, gesendet oder ebenfalls durch dieselben bestimmt werden. Die Zugriffspunkte können diese Informationen zu Netz-Switches 2004, die die vorliegende Erfindung ausführen, versenden, die die Informationen ansammeln und dieselben weiter analysieren. Lokale Server 2006, die die vorliegende Erfindung ausführen, können mit den Netz-Switches 2004 kommunizieren, um die Informationen zu überwachen, während ein Benutzer, der an einem Netzendgerät 2006, das mit dem lokalen Server kommuniziert, sitzt, die Informationen in graphischer oder textlicher Form betrachtet und mit der vorliegenden Erfindung wechselwirkt. Ein getrennter Benutzer, der ein fernes Endgerät 2008 irgendwo anders in dem Internet verwendet, betrachtet gleichzeitig die gleichen Informationen und wechselwirkt ebenfalls mit der vorliegenden Erfindung. Fachleute können ohne Weiteres die Unzahl von anderen Kombinationen und Beispielen des Verwendens der vorliegenden Erfindung mit dem gegebenen weiten Bereich von Rechenvorrichtungen, die fähig sind, mit einem Netz zu kommunizieren oder wechselzuwirken, die alle durch die vorliegende Erfindung unterstützt sind, erkennen.
Obwohl die Erfindung hinsichtlich bevorzugter Ausführungsbeispiele derselben beschrieben ist, können Fachleute erkennen, dass die Erfindung mit einer beträchtlichen Modifikation in dem Geist und dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche praktiziert werden kann.
Zusammenfassung
System, Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen und Verwenden einer Position von drahtlosen Vorrichtungen oder einer Infrastruktur zur Verbesserung eines drahtlosen Netzes
Ein System und ein Verfahren zum Schätzen einer Position von drahtlosen Vorrichtungen (100) in einem drahtlosen Kommunikationsnetz kombinieren gemessene HF-Kanalcharakteristika für eine drahtlose Vorrichtung (100) mit einer oder mehreren vorhergesagten Leistungsnachschlagtabellen (107), wobei jede derselben eine HF-Kanalcharakteristik mit einer Netzleistungsmetrik höherer Ordnung und/oder einer Position in einem Umgebungsmodell korreliert. Gemessene HF-Kanalcharakteristika für drahtlose Vorrichtungen (100) werden mit Leistungsnachschlagtabellen (107) verglichen, um einen Satz von Nachschlagtabellen zu bestimmen, der am nächsten an die gemessenen HF-Kanalcharakteristika angepasst ist. Die Positionen in dem Umgebungsmodell, die dem ausgewählten Satz von angepassten Nachschlagtabellen entsprechen, werden als mögliche Orte für eine drahtlose Vorrichtung (100) identifiziert. Die Leistungsnachschlagtabellen (107) sind aus einer ortspezifischen Position, einer Technologie, einem Drahtlosstandard, Ausstattungstypen und/oder einem aktuellen Betriebszustand des Kommunikationsnetzes einzigartig aufgebaut.

Claims

System zum Orten der Position von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) in einer physischen Umgebung, mit: einem ortspezifischen Umgebungsmodell der physischen Umgebung, das Darstellungen einer Mehrzahl von drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt sind, aufweist; einer Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503), wobei jede derselben einem spezifischen Punkt (804; 1504) in der physischen Umgebung, die durch das ortspezifische Umgebungsmodell modelliert ist, zugeordnet ist, und jede eine oder mehrere HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) aufweist; einer oder mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508), die bei einem oder mehreren Orten in der physischen Umgebung positioniert oder positionierbar sind, wobei die eine oder mehreren Messvorrichtungen HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken messen; einer Computersteuerung (104), die gemessene HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken mit HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken in der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) vergleicht (1002) und einen oder mehrere Orte von einer oder mehreren drahtlosen oder optischen Kommunikationsvorrichtungen in der physischen Umgebung basierend auf einer oder mehreren am nächsten an die HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken, die mit der einen oder den mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508) gemessen werden, angepassten Tabellen der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) und basierend auf einer Position des spezifischen Punkts (804; 1504) in der physischen Umgebung, die durch das ortspezifische Umgebungsmodell, das der einen oder den mehreren am nächsten angepassten Tabellen zugeordnet ist, modelliert ist, identifiziert.
System nach Anspruch (1), bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell zweidimensional ist.
System nach Anspruch (1), bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell dreidimensional ist.
System nach Anspruch 1, bei dem die Computersteuerung (104) Signale zu einer oder mehreren Vorrichtungen oder Benutzern in einem Netz liefert oder Signale von einer oder mehreren Vorrichtungen oder Benutzern in dem Netz empfängt.
System nach Anspruch 1, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell eine Mehrzahl von alternativen Konfigurationen von Netzen von Komponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt oder aufstellbar sind, aufweist, und bei dem die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) unterschiedliche Tabellen von der einen oder den mehreren HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen Vorrichtung (100) aufweist, wobei jede derselben dem spezifischen Punkt (804; 1504) zugeordnet ist, und die von einer Konfiguration eines Netzes von Komponenten der Mehrzahl von alternativen Konfigurationen von Netzen von Komponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt oder aufstellbar sind, abhängen.
System nach Anspruch 5, bei dem die Computersteuerung (104) HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken mit einem Teilsatz der Mehrzahl von Tabellen basierend auf der Konfiguration des Netzes von Komponenten vergleicht.
System nach Anspruch 1, bei dem die eine oder die mehreren HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) in jeder Tabelle der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502; 1503) durch eine Leistungsvorhersage basierend auf Eigenschaften von einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationskomponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt oder aufstellbar sind, bestimmt ist.
System nach Anspruch 7, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell Eigenschaftsinformationen von einem oder mehreren Objekten (202; 302) in der physischen Umgebung aufweist, die drahtlose Kommunikationsleistungsmetriken beeinflussen, jedoch nicht drahtlose Kommunikationskomponenten sind.
System nach Anspruch 8, bei dem die Eigenschaftsinformationen eine oder mehrere physikalische, elektrische, elektromagnetische, mechanische oder ästhetische Charakteristika aufweisen.
System nach Anspruch 7, bei der die eine oder die mehreren HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) in jeder Tabelle aktualisierbar sind.
System nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Messvorrichtung von der einen oder den mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508) einer drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponente der Mehrzahl von drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten zugeordnet ist.
System nach Anspruch 1, das ferner mindestens eine Messanwendung (103), die gemessene HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von der einen oder den mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508) erhält, aufweist, wobei die Computersteuerung (104) die gemessenen HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von der mindestens einen Messanwendung (103) erhält.
System nach Anspruch 1, bei dem die mindestens eine Messvorrichtung (101; 808; 1508) mindestens entweder ein Zugriffspunkt (1700, 1702; 1800, 1802), ein Sensor, eine Sonde, ein drahtloser Netz-Client (1708; 1804) oder eine andere empfangende oder horchende Vorrichtung (1806), die Sendungen erfassen kann, ist.
System nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine der drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten aus einer Gruppe, die aus Antennen, Basisstationen, Basisstationssteuerungen, Verstärkern, Kabeln, HF-ID-Tags, HF-ID-Lesern, einem mobilen oder tragbaren Sender, einem Empfänger oder Sendeempfängervorrichtungen, Splittern, Dämpfern, Zwischenverstärkern, drahtlosen Zugriffspunkten, Kopplern, Verbindern, Verbindungskästen, Splicern, Switches, Routern, Hubs, Sensoren, Umformern, Umsetzern, Stromkabeln, verdrillten Doppelkabeln, optischen Faserkabeln und MIMO-Systemen besteht, ausgewählt ist.
System nach Anspruch 1, bei dem die Computersteuerung (104) unter einer Mehrzahl von Computern (2006; 2008) verteilt ist.
System nach Anspruch 1, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell und die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) in einer einzigen Software-, Hardware- oder Firmware-Komponente verwaltet sind.
System nach Anspruch 1, bei dem entweder oder sowohl das ortspezifische Umgebungsmodell als auch die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502; 1503) mit der Computersteuerung (104) kombiniert sind.
System nach Anspruch 1, das ferner eine Anzeige, die eine zweidimensionale oder dreidimensionale Darstellung der physischen Umgebung zusammen mit dem einen oder den mehreren Orten, die mit der Computersteuerung (104) identifiziert werden, anzeigt (1008), aufweist.
System nach Anspruch 1, bei dem der eine oder die mehreren Orte, die mit der Computersteuerung (104) identifiziert werden, zu einer anderen Vorrichtung als Positionskoordinaten (111) kommuniziert werden.
System nach Anspruch 19, bei dem die Positionskoordinaten x-, y- und z-Koordinaten aufweisen.
System nach Anspruch 1, bei dem jeder spezifische Punkt (804; 1504) ein Schnittpunkt eines Gitters (800; 1500) ist.
System nach Anspruch 21, bei dem Eigenschaften des Gitters (800; 1500) anpassbar sind.
System nach Anspruch 21, bei dem die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503), Tabellen für jeden Schnittpunkt des Gitters (800; 1500) aufweist.
System nach Anspruch 1, bei dem die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502;, 1503) eine oder mehrere Tabellen, die sowohl vorhergesagte als auch gemessene HF-Kanalcharakteristika aufweisen, aufweist.
System nach Anspruch 1, bei dem die eine oder die mehreren drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten in der physischen Umgebung einen oder mehrere Client-Computer aufweisen, wobei jeder derselben konfiguriert ist, um ein Bestimmen zu erlauben, ob Übergaben abhängig von dem einen oder mehreren Orten, die durch die Computersteuerung (104) identifiziert werden, angefangen werden oder an denselben teilgenommen wird.
System nach Anspruch 1, bei dem die Computersteuerung (104) konfiguriert ist, um ein Bereitstellen von Netzressourcen, das auf dem einen oder den mehreren Orten, die identifiziert sind, basiert, zu steuern.
System nach Anspruch 1, das ferner ein eigenständiges oder ein verteiltes Netzverwaltungssystems, das in einen oder mehrere von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, bei dem das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
System nach Anspruch 1, das ferner eine oder mehrere Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Servers, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modems, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
Verfahren zum Orten der Position von einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen (100) in einer physischen Umgebung, mit folgenden Schritten: Vorsehen (900) eines ortspezifischen Umgebungsmodells der physischen Umgebung, das Darstellungen einer Mehrzahl von drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt sind, aufweist; Vorsehen (906) einer Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503), wobei jede derselben einem spezifischen Punkt (804; 1504) in der physischen Umgebung, die durch das ortspezifische Umgebungsmodell modelliert ist, zugeordnet ist, und jede eine oder mehrere HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) aufweist; Messen von HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken unter Verwendung von einer oder mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508), die bei einem oder mehreren Orten in der physischen Umgebung positioniert oder positionierbar sind; und Verwenden einer Computersteuerung (104), um die gemessenen HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken mit HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken in der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) zu vergleichen (1002) und eine oder mehrere Orte von einer oder mehreren drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten in der physischen Umgebung basierend auf einer oder mehreren an die HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken, die mit der einen oder den mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508) gemessen werden, am nächsten angepassten Tabellen der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) und basierend auf einer Position des spezifischen Punkts (804; 1504) in der physischen Umgebung, die durch das ortspezifische Umgebungsmodell, das der einen oder den mehreren am nächsten angepassten Tabellen zugeordnet ist, modelliert wird, zu identifizieren.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell zweidimensional ist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell dreidimensional ist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die Computersteuerung (104) Signale zu einer oder mehreren Vorrichtungen oder Benutzern in einem Netz liefert oder Signale von der einen oder den mehreren Vorrichtungen oder Benutzern in dem Netz empfängt.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell eine Mehrzahl von alternativen Konfigurationen von Netzen von Komponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt oder aufstellbar sind, aufweist, und bei dem die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) unterschiedliche Tabellen von einer oder mehreren HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen Vorrichtung (100) aufweist, wobei jede derselben dem spezifischen Punkt (804; 1504) zugeordnet ist und die von einer Konfiguration eines Netzes von Komponenten der Mehrzahl von alternativen Konfigurationen von Netzen von Komponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt oder aufstellbar sind, abhängen, und das ferner den Schritt des Auswählens von einer der Mehrzahl von alternativen Konfigurationen von Netzen von Komponenten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem die Computersteuerung (104) HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken mit einem Teilsatz der Mehrzahl von Tabellen basierend auf der Konfiguration des Netzes von Komponenten, die bei dem Schritt des Auswählens ausgewählt wird, vergleicht.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die eine oder die mehreren HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) in jeder Tabelle der Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) durch eine Leistungsvorhersage basierend auf Eigenschaften von einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationskomponenten, die in der physischen Umgebung aufgestellt oder aufstellbar sind, bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 36, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell Eigenschaftsinformationen von einem oder mehreren Objekten (202; 302) in der physischen Umgebung, die drahtlose Kommunikationsleistungsmetriken beeinflussen die jedoch keine drahtlosen Kommunikationskomponenten sind, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 37, bei dem die Eigenschaftsinformationen eine oder mehrere physikalische, elektrische, elektromagnetische, mechanische oder ästhetische Charakteristika aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 36, das ferner den Schritt des Aktualisierens von einer oder mehreren HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von mindestens einer drahtlosen oder optischen Vorrichtung (100) in einer oder mehreren Tabellen aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die mindestens eine Messvorrichtung von der einen oder den mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508) einer drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponente der Mehrzahl von drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner den Schritt des Verwendens von mindestens einer Messanwendung (103), um gemessene HF-Kanalcharakteristika oder Leistungsmetriken von der einen oder den mehreren Messvorrichtungen (101; 808; 1508) zu erhalten, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die mindestens eine Messvorrichtung (101; 808; 1508) mindestens entweder ein Zugriffspunkt (1700, 1702; 1800, 1802), ein Sensor, eine Sonde, ein drahtloser Netz-Client (1708; 1804) oder eine andere empfangende oder horchende Vorrichtung (1806), die Sendungen erfassen kann, ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens eine der drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten aus einer Gruppe, die aus Antennen, Basisstationen, Basisstationssteuerungen, Verstärkern, Kabeln, HF-ID-Tags, HF-ID-Lesern, einem mobilen oder tragbaren Sender empfangen, einem Empfänger oder Empfängervorrichtungen, Splittern, Dämpfern, Zwischenverstärkern, drahtlosen Zugriffspunkten, Kopplern, Verbindern, Verbindungskästen, Splicern, Switches, Routern, Hubs, Sensoren, Umformern, Umsetzern, Stromkabeln, verdrillten Doppelkabeln, optischen Faserkabeln und MIMO-Systemen besteht, ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die Computersteuerung (104) unter einer Mehrzahl von Computern (2006; 2008) verteilt ist.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem das ortspezifische Umgebungsmodell und die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) in einer einzigen Software-, Hardware- oder Firmware-Komponente verwaltet sind.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem entweder oder sowohl das ortspezifische Umgebungsmodell als auch die Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502; 1503) mit der Computersteuerung verwaltet sind.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Anzeigen (1008) einer zweidimensionalen oder dreidimensionalen Darstellung der physischen Umgebung zusammen mit dem einen oder den mehreren Orten, die mit der Computersteuerung (104) identifiziert werden, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt eines Kommunizierens des einen oder der mehreren Orte, die mit der Computersteuerung (104) identifiziert werden, zu einer anderen Vorrichtung als Positionskoordinaten (111) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 48, bei dem die Positionskoordinaten x-, y- und z-Koordinaten aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem jeder spezifische Punkt (804; 1504) ein Schnittpunkt eines Gitters (800; 1500) ist.
Verfahren nach Anspruch 50, das ferner den Schritt eines Anpassens (1004) von Eigenschaften des Gitters (800; 1500) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 50, bei dem der Schritt des Vorsehens (906) einer Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503), Tabellen für jeden Schnittpunkt des Gitters (800; 1500) vorsieht.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem der Schritt des Vorsehens (906) einer Mehrzahl von Tabellen (107; 802; 1502, 1503) eine oder mehrere Tabellen, die sowohl vorhergesagte als auch gemessene HF-Kanalcharakteristika aufweisen, vorsieht.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die eine oder die mehreren drahtlosen oder optischen Kommunikationskomponenten in der physischen Umgebung einen oder mehrere Client-Computer aufweisen, wobei jeder derselben konfiguriert ist, um ein Bestimmen zu erlauben, ob Übergaben abhängig von dem einen oder den mehreren Orten, die durch die Computersteuerung (104) identifiziert werden, angefangen werden oder an denselben teilgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 30, bei dem die Computersteuerung (104) konfiguriert ist, um ein Bereitstellen von Netzressourcen, das auf dem einen oder den mehreren Orten, die identifiziert sind, basiert, zu steuern.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Vorsehen eines eigenständigen oder eines verteilten Netzverwaltungssystems, das in einen oder mehrere von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 57, bei dem das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006; 2008) erlaubt.
Verfahren nach Anspruch 30, das ferner das Vorsehen von einer oder mehreren Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Home-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit folgenden Schritten: Modellieren (900) einer physischen Umgebung; Modellieren eines drahtlosen Kommunikationssystems, das in der physischen Umgebung positioniert; Überwachen von Signalpegeln in dem drahtlosen Kommunikationssystem unter Verwendung von Netzüberwachungssoftware die in mindestens einer drahtlosen Vorrichtung (100) des drahtlosen Kommunikationssystem eingerichtet ist; dynamisches Neukonfigurieren von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) des drahtlosen Kommunikationssystems basierend auf den Signalpegeln, der modellierten physischen Umgebung und dem modellierten drahtlosen Kommunikationssystem.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, bei dem der Schritt des Modellierens eines drahtlosen Kommunikationssystems den Schritt eines Entdeckens von drahtlosen Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, bei dem der Schritt des Entdeckens eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, erkennt und den Ort von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung basierend auf einem Vergleich von einer oder mehreren gemessenen Leistungscharakteristika von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, mit Leistungscharakteristika, die in einer Mehrzahl von Tabellennachschlagvorgängen, die dem modellierten drahtlosen Kommunikationssystem zugeordnet sind, gespeichert sind, dentifiziert.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, mit ferner folgenden Schritten: Erzeugen einer Computersimulation von mindestens einer Leistungscharakteristik für das drahtlose Kommunikationssystem, das in der physischen Umgebung in Betrieb ist; Aufnehmen von Information oder Daten, die aus den Signalpegeln abgeleitet werden, in die Computersimulation; wobei der Schritt des dynamischen Neukonfigurierens Werte, die bei der Computersimulation erzeugt werden, verwendet.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 62, das ferner die folgenden Schritte aufweist: Anzeigen der physischen Umgebung; und Anzeigen der mindestens einer Leistungscharakteristik überlagert auf die angezeigte physische Umgebung.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, bei dem das Modellieren der physischen Umgebung in drei Dimensionen modelliert.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 64 das ferner folgende Schritte aufweist: Anzeigen der physischen Umgebung in drei Dimensionen; Anzeigen von mindestens einer Leistungscharakteristik als eine dreidimensionale Darstellung von schwankenden Höhen, die der angezeigten dreidimensionalen Umgebung überlagert ist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, das ferner den Schritt eines Austauschens von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, bei dem der Schritt des dynamischen Neukonfigurierens eine Störung durch einen verborgenen Knoten lindert oder überwindet.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, das ferner den Schritt eines Vorsehens eines eigenständigen oder verteilten Netzverwaltungssystems, das vollständig oder teilweise in einen oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 68, bei dem das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 59, das ferner den Schritt eines Vorsehens von einer oder mehreren Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Home-zu-Medien-Gateways, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
System oder Vorrichtung zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit: einem computerisierten Modell einer physischen Umgebung; einem computerisierten Modell eines drahtlosen Kommunikationssystems, das in der physischen Umgebung positioniert ist, wobei das computerisierte Modell des drahtlosen Kommunikationssystem ein Teil des computerisierten Modells der physischen Umgebung ist oder von demselben getrennt ist; einer oder mehreren Vorrichtungen zum Überwachen von Signalpegeln in dem drahtlosen Kommunikationssystem unter Verwendung einer Netzüberwachungssoftware, die in mindestens einer drahtlosen Vorrichtung (100) des drahtlosen Kommunikationssystems eingerichtet ist, wobei die mindestens eine drahtlose Vorrichtung (100) des drahtlosen Kommunikationssystems von der einen oder den mehreren Vorrichtungen zum Überwachen von Signalpegeln getrennt ist oder eine derselben ist; einem Netzverwaltungssystem zum dynamischen Neukonfigurieren von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) des drahtlosen Kommunikationssystems basierend auf den Signalpegeln, der modellierten physischen Umgebung und dem modellierten drahtlosen Kommunikationssystem.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 71, bei der das Netzverwaltungssystem drahtlose Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung entdecken kann.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 72, bei der das Netzverwaltungssystem eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, erkennt und den Ort von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung basierend auf einem Vergleich von einer oder mehreren gemessenen Leistungscharakteristika von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, mit Leistungscharakteristika die in einer Mehrzahl von Tabellennachschlagvorgängen, die dem modellierten drahtlosen Kommunikationssystem zugeordnet sind, gespeichert sind, identifiziert.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 71, mit ferner: einer Computersimulation, die für mindestens eine Leistungscharakteristik für das drahtlose Kommunikationssystem, das in der physikalischen Umgebung in Betrieb ist, erzeugt ist, wobei Informationen oder Daten aus den Signalpegeln in die Computersimulation abgeleitet werden; wobei das Netzverwaltungssystem Werte, die bei der Computersimulation erzeugt werden, verwendet.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 71, die ferner eine Anzeige zum Anzeigen der physischen Umgebung und der mindestens einen Leistungscharakteristik, die auf die angezeigte physische Umgebung überlagert sind, aufweist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 75, bei der die Anzeige die physische Umgebung in drei Dimensionen anzeigt und mindestens eine Leistungscharakteristik als eine dreidimensionale Darstellung von schwankenden Höhen, die der anzeigten dreidimensionalen Umgebung überlagert ist, anzeigt.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 71, die ferner eine Hardware, eine Firmware oder eine Software zum Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 71, bei der sich das Netzverwaltungssystem auf eine Weise neu konfiguriert, um eine Störung eines verborgenen Knotens zu lindern oder zu überwinden.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 71, bei der das Netzverwaltungssystem ein eigenständiges oder verteiltes Netzverwaltungssystem ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 79, bei der das Netzverwaltungssystem in einen oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 80, bei der das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 79, die ferner eine oder mehrere Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Vorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit folgenden Schritten: Modellieren (900) einer physischen Umgebung; Modellieren eines drahtlosen Kommunikationssystems in der physischen Umgebung; Erzeugen einer Computersimulation von mindestens einer Leistungscharakteristik oder von einem Signalpegel für das drahtlose Kommunikationssystem, das in der physischen Umgebung integriert ist; Verwenden von eingebetteter Software in einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen, um die mindestens eine Leistungscharakteristik oder einen Signalpegel in dem drahtlosen Kommunikationssystem zu überwachen; Identifizieren einer Störung in dem drahtlosen Kommunikationssystem aus Unterschieden zwischen der Computersimulation und Werten von der mindestens einen Leistungscharakteristik oder dem einen Signalpegel, die unter Verwendung der eingebetteten Software überwacht werden; und Neukonfigurieren von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) des drahtlosen Kommunikationssystem als Antwort auf eine Störung, die bei dem Schritt des Identifizierens identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 83, bei dem der Schritt des Neukonfigurierens ein Ändern eines Betriebskanals oder einer Betriebsfrequenz von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 83, bei dem der Schritt des Neukonfigurieren ein Ändern einer Betriebsleistung oder einer Betriebsdatenrate oder Sendung von mindestens von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 83, bei dem der Schritt des Modellierens eines drahtlosen Kommunikationssystems den Schritt eines Entdeckens von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 86, bei dem der Schritt des Entdeckens eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, erkennt, wobei die eine oder die mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, mit dem drahtlosen Kommuikationssystem zusammenarbeiten oder nicht zusammenarbeiten, und wobei der Schritt des Entdeckens den Ort von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) oder von der einen oder den mehreren der hinzugefügten drahtlosen Vorrichtungen in der physischen Umgebung basierend auf einem Vergleich von einer oder mehreren gemessenen Leistungscharakteristika von der einen oder den mehreren hinzugefügten drahtlosen Vorrichtungen mit Leistungscharakteristika, die in einer Mehrzahl von Tabellennachschlagvorgängen, die dem modellierten drahtlosen Kommunikationssystem zugeordnet sind, gespeichert sind, identifiziert.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 83, das ferner den Schritt eines Austauschens von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 83, bei dem der Schritt des Neukonfigurierens eine Störung eines verborgenen Knotens lindert oder überwindet.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 83, das ferner den Schritt eines Vorsehens eines eigenständigen oder verteilten Netzverwaltungssystems, das in einen oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 90, bei dem das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 83, das ferner den Schritt eines Vorsehens von einer oder mehreren Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
System oder Vorrichtung zum Verwalten eines drahtloses Kommunikationssystems, mit: einem computerisierten Modell einer physischen Umgebung; einem computerisierten Modell eines drahtlosen Kommunikationssystems in der physischen Umgebung, wobei das computerisierte Modell des drahtlosen Kommunikationssystems ein Teil des computerisierten Modells der physischen Umgebung ist oder von demselben getrennt ist; einer oder mehreren Vorrichtungen zum Erzeugen einer Computersimulation von mindestens einer Leistungscharakteristik oder einem Signalpegel für das drahtlose Kommunikationssystem, das in der physischen Umgebung in Betrieb ist; einer eingebetteten Software in einer oder mehreren drahtlosen Kommunikationsvorrichtungen zum Überwachen der mindestens einen Leistungscharakteristik oder des mindestens einen Signalpegels in dem drahtlosen Kommunikationssystem; und einem Netzverwaltungssystem zum (i) Identifizieren einer Störung in dem drahtlosen Kommunikationssystem aus Unterschieden zwischen der Computersimulation und Werten von der mindestens einen Leistungscharakteristik oder dem mindestens einen Signalpegel, die unter Verwendung der eingebetteten Software überwacht werden, und (ii) Neukonfigurieren von einer oder mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) des drahtlosen Kommunikationssystems als Antwort auf eine Störung, die bei dem Schritt des Identifizierens identifiziert wird.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der das Netzverwaltungssystem einen Betriebskanal oder eine Betriebsfrequenz von einer von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen ändert;
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der das Netzverwaltungssystem die Betriebsleistung oder Betriebsdatenrate oder Sendung von mindestens der einen oder der mehreren drahtlosen Vorrichtungen ändert.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der das Netzverwaltungssystem eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung entdecken kann.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 96, bei der das Netzverwaltungssystem eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, erkennt, wobei die eine oder die mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100), die dem drahtlosen Kommunikationssystem hinzugefügt sind, mit dem drahtlosen Kommunikationssystem zusammenarbeiten oder nicht zusammenarbeiten, und wobei der Schritt des Entdeckens den Ort von der einen oder den mehreren drahtlosen Vorrichtungen (100) oder von der einen oder den mehreren hinzugefügten drahtlosen Vorrichtungen (100) in der physischen Umgebung basierend auf einem Vergleich von einer oder mehreren gemessenen Leistungscharakteristika von der einen oder den mehreren hinzugefügten drahtlosen Vorrichtungen (100) mit Leistungscharakteristika, die in einer Mehrzahl von Tabellennachschlagvorgängen, die dem modulierten drahtlosen Kommunikationssystem zugeordnet sind, gespeichert sind, identifiziert.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, das ferner eine Hardware, Firmware oder Software zum Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der sich das Netzverwaltungssystem neu konfiguriert, um eine Störung eines verborgenen Knotens zu lindern oder zu überwinden.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der das Netzverwaltungssystem eigenständig ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der das Netzverwaltungssystem verteilt ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, bei der das Netzverwaltungssystem in einen oder mehrere von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-Zu-Medien-Gateway, einem Betriebsystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 102, bei der das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 93, das ferner eine oder mehrere Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-Zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit folgenden Schritten: Modellieren (900) einer physischen Umgebung; Modellieren eines drahtlosen Kommunikationssystems in der physischen Umgebung, wobei das drahtlose Kommunikationssystem eine Mehrzahl von Zugriffspunkten, die jeweils eine vordefinierte Dienstregion aufweisen, aufweist; Bestimmen (1006) eines Orts von einem oder mehreren Clients in der physischen Umgebung unter Verwendung eines ortspezifischen Modells der physischen Umgebung und von Software, die mindestens eine Leistungscharakteristik oder einen Signalpegel zwischen dem einem oder den mehreren Clients und mindestens einem der Mehrzahl von Zugriffspunkten überwacht; und Anpassen von Leistung von mindestens einem von dem einen oder den mehreren Clients basierend auf dem ortspezifischen Modell der physischen Umgebung, wobei das ortspezifische Modell verwendet wird, um einen Abstand, einen Signalpegel oder eine oder mehrere Leistungscharakteristika für mindestens einen von dem einen oder den mehreren Clients und mindestens einen der Mehrzahl von Zugriffspunkten vorherzusagen.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 105, das ferner den Schritt des Austauschens an Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 105, bei dem der Schritt des dynamischen Neukonfigurierens eine Störung durch einen verborgenen Knoten lindert oder überwindet.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 105, das ferner den Schritt des Vorsehens eine eigenständigen oder verteilten Netzverwaltungssystems, das in einen oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-Zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, teilweise oder vollständig geladen ist, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 108, bei dem das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 105, das ferner den Schritt eines Vorsehens von einer oder mehreren Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Home-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
System oder Vorrichtung zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit: einem computerisierten Modell einer physischen Umgebung; einem computerisierten Modell eines drahtlosen Kommunikationssystems in der physischen Umgebung, wobei das drahtlose Kommunikationssystem eine Mehrzahl von Zugriffspunkten aufweist, die jeweils eine vordefinierte Dienstregion aufweisen, wobei das computerisierte Modell des drahtlosen Kommunikationssystem ein Teil des computerisierten Modells der physischen Umgebung ist oder von demselben getrennt ist; einer Positionsortbestimmungs-Hardware, -Firmware oder -Software zum Bestimmen eines Orts von einem oder mehreren Clients in der physischen Umgebung unter Verwendung eines ortspezifischen Modells der physischen Umgebung und von Software, die mindestens eine Leistungscharakteristik oder einen Signalpegel zwischen dem einem oder den mehreren Clients und mindestens einem der Mehrzahl von Zugriffspunkten überwacht; und einem Netzverwaltungssystem zum Anpassen von Leistung von mindestens einem von dem einen oder den mehreren Clients basierend auf dem ortspezifischen Modell der physischen Umgebung, wobei das ortspezifische Modell verwendet wird, um einen Abstand, einen Signalpegel oder eine oder mehrere Leistungscharakteristika für mindestens einen von dem einen oder den mehreren Clients und mindestens einen der Mehrzahl von Zugriffspunkten vorherzusagen.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 111, die ferner eine Hardware, Firmware oder Software zum Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 111, bei der das Netzverwaltungssystem eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100) des drahtlosen Kommunikationssystems neu konfiguriert, um eine Störung durch einen verborgenen Knoten zu lindern oder zu überwinden.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 111, bei der das Netzverwaltungssystem entweder eigenständig oder ein Teil eines verteiltes Netzes ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 114, bei der das Netzverwaltungssystem in einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-Zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder ferner wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 105, bei der das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 105, die ferner ein oder mehrere Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit folgenden Schritten: Modellieren einer physischen Umgebung; Modellieren eines drahtlosen Kommunikationssystems in der physischen Umgebung, wobei das drahtlose Kommunikationssystem eine Mehrzahl von Zugriffspunkten aufweist, wobei jeder derselben eine vordefinierte Dienstregion aufweist; Bestimmen einer ortspezifischen Position von einer oder mehreren Clients in der physischen Umgebung unter Verwendung eines ortspezifischen Modells der physischen Umgebung und von Software, die mindestens eine Leistungscharakteristik oder einen Signalpegel zwischen dem einem oder den mehreren Clients und mindestens einem der Mehrzahl von Zugriffspunkten überwacht; und Auswählen von mindestens einem Zugriffspunkt der Mehrzahl von Zugriffspunkten für mindestens einen von dem einen oder den mehreren Clients basierend auf einem vorhergesagten Abstand, einem Signalpegel oder einer oder mehreren anderen Leistungscharakteristika für den mindestens einen von dem einen oder den mehreren Clients und den einen oder den mehreren der Mehrzahl von Zugriffpunkten.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 118, bei dem der Schritt des Auswählens den Schritt eines Reduzierens einer Übergabefrequenz oder des Bestimmens von Übergabezonen basierend auf ortspezifischen Informationen für die modulierte physische Umgebung aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 118, das ferner den Schritt des Austauschens von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 118, das ferner den Schritt eines Vorsehens eines eigenständigen oder verteilten Netzverwaltungssystems, das in einen oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004), einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, teilweise oder vervollständig geladen ist, aufweist.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 121, bei dem das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
Computerimplementiertes Verfahren nach Anspruch 118, das ferner den Schritt eines Vorsehens von einer oder mehreren Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, aufweist.
System oder Vorrichtung zum Verwalten eines drahtlosen Kommunikationssystems, mit: einem computerisierten Modell einer physischen Umgebung; einem computerisierten Modell eines drahtlosen Kommunikationssystems in der physischen Umgebung, wobei das drahtlose Kommunikationssystem eine Mehrzahl von Zugriffspunkten, die jeweils eine vordefinierte Dienstregion aufweisen, aufweist, wobei das computerisierte Modell des drahtlosen Kommunikationssystems ein Teil des computerisierten Modells der physischen Umgebung ist oder von demselben getrennt ist; einer Positionsortbestimmungs-Hardware, -Firmware oder -Software zum Bestimmen einer ortspezifischen Position von einem oder mehreren Clients in der physischen Umgebung unter Verwendung eines ortspezifischen Modells der physischem Umgebung und von Software, die mindestens eine Leistungscharakteristik oder einen Signalpegel zwischen dem einen oder den mehreren Clients und mindestens einem der Mehrzahl von Zugriffpunkten überwacht; und einem Netzverwaltungssystem zum Auswählen von mindestens einem Zugriffspunkt der Mehrzahl von Zugriffspunkten für mindestens einen von dem einen oder den mehreren Clients basierend auf einem vorhergesagten Abstand, einem Signalpegel oder einer oder mehreren anderen Leistungscharakteristika für den mindestens einen von dem einen oder den mehreren Clients und einem oder mehreren der Mehrzahl von Zugriffspunkten.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 124, bei der das Netzverwaltungssystem basierend auf ortspezifischen Informationen für die modulierte physische Umgebung eine Übergabefrequenz reduziert oder Übergabezonen bestimmt.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 124, die ferner eine Hardware, Firmware oder eine Software zum Austausch von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) aufweist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 124, bei der das Netzverwaltungssystem eine oder mehrere drahtlose Vorrichtungen (100) des drahtlosen Kommunikationssystems neu konfiguriert, um eine Störung durch einen verborgenen Knoten zu lindern oder zu überwinden.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 124, bei der das Netzverwaltungssystem entweder eigenständig oder ein Teil eines verteilten Netzes ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 128, bei der das Netzverwaltungssystem in einen oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch (2004), einem Router (2004, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal (2004) oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern wechselzuwirken, vollständig oder teilweise geladen ist.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 124, bei der das Netzverwaltungssystem ein Austauschen von Daten zwischen einer Mehrzahl von Rechenplattformen (2006, 2008) erlaubt.
System oder Vorrichtung nach Anspruch 124, die ferner eine oder mehrere Vorrichtungen zum fernen Zugreifen, Anzeigen oder Steuern von einem oder mehreren von einem Personalcomputer, einem Server, einer Basisstation, einem Switch, einem Router, einem Hub, einem Zugriffspunkt, einem Client oder einer tragbaren Rechenvorrichtung, einem Funkgerät, einem Modem, einem Web-Portal oder einer Schnittstelle, einem Heim-zu-Medien-Gateway, einem Betriebssystem oder einer anderen Vorrichtung oder Anwendung, die fähig ist, mit anderen Vorrichtungen durch ein Kommunikationsnetz lokal oder fern Wechsel zu wirken, aufweist.