DE112012005216B4

DE112012005216B4 - Physisches Zuordnen von drahtlosen Netzwerken

Info

Publication number: DE112012005216B4
Application number: DE112012005216.1T
Authority: DE
Inventors: c/o IBM Technology Campus Wallace Marc E.; c/o IBM Technology Campus Renwick Stephen; c/o do IBM Technology Campus Ndizihiwe Telemaque; c/o IBM Technology Campus Boland Kieran G.A.
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2032-11-29
Also published as: WO2013090005A1; US8755331B2; DE112012005216T5; GB2512003B; CN103999512A; CN103999512B; GB201412054D0; US9077637B2; US20130148573A1; US20140126419A1; GB2512003A

Abstract

Verfahren zum Ermitteln des physischen Standorts einer mobilen drahtlosen Einheit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:Empfangen von 1-Hop-Nachbar-Informationen durch einen Computer von einer mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 1-Hop-Nachbar-Informationen Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf eine Suchanforderung antworten, die durch die mobile drahtlose Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurde;Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen durch den Computer von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweist, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser 2-Hop-Nachbarn aufweisen, die mit jeder des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit verknüpft sind;Ermitteln eines physischen Standorts der mobilen drahtlosen Einheit durch den Computer zum Teil auf der Grundlage von:in einer Datenbank gespeicherten festen physischen Standorten von drahtlosen Einheiten, die der einen oder den mehreren drahtlosen Einheiten entsprechen, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung antworten; undeinem Bereich, in dem sich die mobile drahtlose Einheit in einem Übertragungsbereich jedes des einen oder der mehreren drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit befindet, die auf die Suchanforderung antworten und mit einem festen physischen Standort verknüpft sind; undeinem Bereich, in dem sich die mobile drahtlose Einheit in einem Übertragungsbereich jedes des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit befindet, die nicht mit einem festen physischen Standort verknüpft sind, wobei sich jeder der antwortenden 1-Hop-Nachbarn, die nicht mit einem festen physischen Standort verknüpft sind, in dem Übertragungsbereich der mit ihm verknüpften drahtlosen 2-Hop-Nachbarn befindet, die mit festen physischen Standorten verknüpft sind.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Topologieerkennung in drahtlosen Netzwerken und insbesondere das physische Zuordnen von drahtlosen Netzwerken.
HINTERGRUND
Bei der Erkennung von Netzwerktopologien handelt es sich um den Prozess, durch den alle in einem Netzwerk verfügbaren Knoten ermittelt werden. Üblicherweise wird das Ergebnis des Prozesses zur Topologieerkennung durch eine Liste verfügbarer Host-Computer, Leitwegrechner und Teilnetze dargestellt. Mittels Verfahren zur Topologieerkennung können auch andere Netzwerkressourcen wie beispielsweise Drucker oder Gateways innerhalb des festgelegten Bereichs des Netzwerks erkannt werden. Zum Erkennen von Topologien können verschiedene Techniken verwendet werden. Bestimmte Techniken fragen zum Beispiel Leitwegrechner und DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)-Server im Netzwerk ab und entnehmen IP(Internet Protocol)-Adressen aus den Weiterleitungstabellen, aktiven Nutzungsbeziehungen und definierten Teilnetzlisten von den DHCP-Servern. Andere Techniken richten Abfragen an einzelne Netzwerkeinheiten unter Verwendung von Mechanismen wie beispielsweise SNMP (Simple Network Management Protocol), Ping, Traceroute usw. Verfahren zur Topologieerkennung können üblicherweise zum Beispiel zum Erstellen eines Berichts in Form einer „Verkettungsliste“ mit einer Aufzählung von Einheiten und deren Verbindungen oder einer grafischen Darstellung verwendet werden, in der Netzwerkeinheiten und Knoten gezeigt sind, deren Verbindungen untereinander durch Verbindungslinien zwischen den Objekten dargestellt sind.
Die US 2011 / 0 283 334 A1 offenbart ein elektronisches Gerät, umfassend eine drahtlose Kommunikationseinheit, die drahtlos mit einer beliebigen aus einer Vielzahl von externen Vorrichtungen kommuniziert, die jeweils eine Anzeige aufweisen, eine Anzeige, die Inhalte einschließlich spezifischer Inhalte anzeigt, eine Eingabeeinheit, die eine Eingabe zur Auswahl der spezifischen Inhalte empfängt, und einen Controller. Der Controller sucht nach einer externen Vorrichtung, die für die Kommunikation mit der elektronischen Vorrichtung verfügbar ist, stellt die Kommunikation über die drahtlose Kommunikationseinheit mit einer ausgewählten ersten externen Vorrichtung her, die eine der Vielzahl von externen Vorrichtungen ist, die als Ergebnis der Suche nach einer externen Vorrichtung identifiziert ist, empfängt Inhaltsspezifikationsinformationen von der ersten externen Vorrichtung, um die Fähigkeit der ersten externen Vorrichtung zur Darstellung des spezifischen Inhalts zu ermitteln, und veranlasst die Darstellung des spezifischen Inhalts auf der Anzeige der ersten externen Vorrichtung, wenn auf der Grundlage der Inhaltsspezifikationsinformationen festgestellt wird, dass die erste externe Vorrichtung in der Lage ist, den spezifischen Inhalt darzustellen.
Die US 2011 / 0 032 914 A1 offenbart Systeme und Verfahren zur gemeinsamen Nutzung einer Nutzlast unter mobilen Geräten in einem drahtlosen Netzwerk. Ein erstes mobiles Gerät ist so konfiguriert, dass es über einen ersten drahtlosen Pfad mit einem Zugangsgerät und über einen zweiten drahtlosen Pfad mit einem Media-Gateway-Server kommuniziert. Ein oder mehrere andere mobile Geräte sind so konfiguriert, dass sie mit dem Media-Gateway-Server über den zweiten drahtlosen Pfad und mit dem ersten mobilen Gerät über einen dritten drahtlosen Pfad kommunizieren. Eine Nutzlast wird am ersten mobilen Gerät vom Zugangsgerät über den ersten drahtlosen Pfad empfangen und in Abschnitte unterteilt. Ein Teil wird dem ersten mobilen Gerät zugewiesen und die restlichen Teile werden jedem der einen oder mehreren anderen mobilen Geräte zugewiesen. Die zugewiesenen Nutzlastteile werden über den zweiten drahtlosen Pfad an den Media-Gateway-Server gesendet. Die zugewiesenen Nutzlastteile werden auf dem Media-Gateway-Server empfangen, und die Nutzlast wird aus den empfangenen Nutzlastteilen rekonstruiert. Die Nutzlast wird über ein Netzwerk an eine Zieladresse gesendet. Nutzlasten können auf ähnliche Weise auch am Media-Gateway-Server empfangen, aufgeteilt, an das erste mobile Gerät übertragen, rekonstruiert und an das Zugangsgerät geliefert werden.
Die WO 2011 / 062 404 A2 offenbart ein Gerät und ein Verfahren zur Untersuchung des WIFI-Darstellungsdienstes in einem WIFI-DIRECT-Netzwerk. Es wird ein Service Discovery Request Frame zur Untersuchung des von einer zweiten WFD-Vorrichtung (WiFi Display) in einem WiFi-Direct-Netzwerk unterstützten Dienstes gebildet; der Service Discovery Request Frame wird an die zweite WFD-Vorrichtung übertragen; und ein Service Discovery Response Frame wird von der zweiten WFD-Vorrichtung als Rückmeldung auf den Service Discovery Request Frame empfangen. Der Service Discovery Request Frame und der Service Discovery Response Frame werden jeweils unter Verwendung eines 802.11 u Generic Advertising Service (GAS), eines Initial Request Frame (GAS Initial Request Frame) und eines GAS Initial Response Frame gebildet.
Die US 2004 / 0 121 792 A1 offenbart ein Netzwerk mit Multi-Routing-Protokoll sowie Verfahren zum Betrieb drahtloser Geräte im Netzwerk, die es ermöglichen, das Netzwerk von einem Routing-Protokoll auf ein anderes umzuschalten. Drahtlose Geräte initiieren die Kommunikation mit Geräten, die bereits Teil des Netzwerks sind oder das Netzwerk starten, und übertragen Informationen, die auf unterstützte Routing-Protokolle hinweisen. Anschließend empfangen die Geräte Befehle zum Betrieb nach bestimmten Routing-Protokollen.
Die US 2010 / 0 157 888 A1 offenbart Systeme und Verfahren zur Verbesserung der Effizienz und Zuverlässigkeit der Broadcast-Übertragung in einem drahtlosen Multi-Hop-Mesh-Kommunikationsnetzwerk. In einigen Implementierungen werden Systeme und Verfahren zur Verfügung gestellt, mit denen ein Leaf-Mesh-Knoten den Empfang eines von einem Intelligent Access Point (IAP) gesendeten Broadcast-Pakets bestätigen kann, womit der IAP feststellen kann, ob das zuvor erneut gesendete Broadcast-Paket erneut übertragen werden soll, wenn keine Bestätigung von einem Leaf-Mesh-Knoten empfangen wird.
Die US 2007 / 0 247 367 A1 offenbart ein sicheres Lokalisierungsverfahren für drahtlose Netzwerke, das die Fähigkeit eines Zugangspunkts zur variablen Sendeleistung nutzt, um codierte Lokalisierungssignale auf unterschiedlichen Leistungsniveaus an ein drahtloses Gerät im Netzwerk zu übertragen. Auf Grundlage der spezifischen Kombination codierter Signale, die von dem drahtlosen Gerät gesammelt und an einen Netzwerk-Controller zurückgemeldet werden, kann der Standort des drahtlosen Geräts in Verbindung mit in einer Standortdatenbank enthaltenen Informationen ermittelt werden.
KURZDARSTELLUNG
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Ermitteln des physischen Standorts einer mobilen drahtlosen Einheit mit einer höheren räumlichen Auflösung bereitzustellen. Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Ein Beispiel bezieht sich auf ein System, ein Verfahren und ein Programmprodukt für einen Computer zum Erkennen von drahtlos erreichbaren Nachbarn, wobei der Computer durch ein Datenübertragungsprotokoll im Ethernet- oder im drahtlosen Infrastrukturmodus mit einem Netzwerk verbunden ist. Der Computer wechselt zu einem ersten ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll, sendet eine Mobilfunk-Suchnachricht über das erste ad-hoc-Mobilfunkprotokoll und empfängt und speichert Antwortnachrichten von drahtlosen Einheiten, die auf die erste Suchnachricht nach dem ad-hoc-Mobilfunkprotokoll antworten, wobei die Antwortnachrichten Daten enthalten, die die antwortenden drahtlosen Einheiten kennzeichnen. Der Computer wechselt zu einem zweiten ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll, sendet eine zweite Mobilfunk-Suchnachricht über das zweite ad-hoc-Mobilfunkprotokoll und empfängt und speichert Antwortnachrichten von drahtlosen Einheiten, die auf die zweite Suchnachricht nach dem zweiten ad-hoc-Mobilfunkprotokoll antworten. Der Computer wechselt zu dem Datenübertragungsprotokoll im Ethernet- oder drahtlosen Infrastrukturmodus und sendet die gespeicherten Antwortnachrichten an eine zentrale Ablage.
Gemäß einem anderen Beispiel zwischenspeichert der Computer die empfangenen Nachrichtenpakete im Ethernet- oder drahtlosen Infrastrukturmodus, bevor er zu dem ersten ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll wechselt, und verarbeitet die zwischengespeicherten Nachrichtenpakte im Ethernet- oder drahtlosen Infrastrukturmodus, nachdem er zu dem Netzwerkdatenübertragungsprotokoll im Ethernet- oder drahtlosen Infrastrukturmodus zurückgewechselt ist. Gemäß weiteren Ausführungsformen handelt es sich bei den ad-hoc-Mobilfunkprotokollen um das Mobilfunkprotokoll 802.11 und/oder das Mobilfunkprotokoll 802.15.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein System, ein Verfahren und ein Programmprodukt für einen Computer zum Ermitteln des physischen Standorts einer mobilen drahtlosen Einheit bereit. Ein Computer empfängt Daten von 1-Hop-Nachbarn von einer mobilen drahtlosen Einheit und ermittelt einen wahrscheinlichsten physischen Standort der mobilen drahtlosen Einheit auf der Grundlage in einer Datenbank gespeicherter fester physischer Standorte von drahtlosen Einheiten, die den drahtlosen Einheiten entsprechen, die auf die von der mobilen drahtlosen Einheit gesendete Suchanfrage geantwortet haben. Der Computer empfängt auch Daten von 2-Hop-Nachbarn für die mobile drahtlose Einheit und verwendet sowohl die Daten von 1-Hop- als auch 2-Hop-Nachbarn, um einen wahrscheinlichsten physischen Standort der mobilen drahtlosen Einheit zu ermitteln.
Gemäß weiteren Ausführungsformen ermittelt der Computer eine Anzahl fest vorgegebener physischer Standorte in einer Datenbank gespeicherter drahtloser Einheiten, die den mobilen Einheiten entsprechen, die auf die von der mobilen drahtlosen Einheit gesendete Suchanfrage geantwortet haben, oder weist dem ermittelten wahrscheinlichsten physischen Standort einen Konfidenzwert zu. Wenn die Anzahl erkannter drahtloser Einheiten mit festgelegten physischen Standorten einen Schwellenwert unterschreitet oder wenn der zugewiesene Konfidenzwert einen Schwellenwert unterschreitet, empfängt der Computer Daten von 2-Hop-Nachbarn von der mobilen drahtlosen Einheit, um die Ermittlung eines wahrscheinlichsten physischen Standorts der mobilen drahtlosen Einheit zu unterstützen.
Figurenliste

1 ist ein Funktions-Blockschaubild einer hybriden Festnetz- und Mobilfunk-Datenverarbeitungsumgebung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Ablaufplan, der einen Aspekt eines Standort-Dienstprogramms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschau licht.
3 ist ein Ablaufplan, der einen zweiten Aspekt eines Standort-Dienstprogramms gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschau licht.
4 veranschaulicht eine zweidimensionale Draufsicht auf ein drahtloses Netzwerk, in dem eine Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach benachbarten Einheiten sucht.
5 veranschaulicht eine zweidimensionale Draufsicht auf ein drahtloses Netzwerk, in dem eine Einheit gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nach benachbarten Einheiten sucht.
6 veranschaulicht eine zweidimensionale Draufsicht auf ein drahtloses Netzwerk, in dem ein Expertensystem den Standort einer drahtlosen Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermittelt.
7 veranschaulicht eine zweite zweidimensionale Draufsicht auf ein drahtloses Netzwerk, in dem ein Expertensystem den Standort einer drahtlosen Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ermittelt.
8 ist ein Blockschaubild von Hardware und Software innerhalb der Computer von 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.
1 ist ein Funktions-Blockschaubild einer hybriden Festnetz- und drahtlosen Datenverarbeitungsumgebung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Datenverarbeitungsumgebung 100 beinhaltet Datenverarbeitungseinheiten 110a und b, einen Standortserver 120 und einen Drucker 130, die alle über ein Netzwerk 140 miteinander verbunden sind.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind alle Datenverarbeitungseinheiten 110a und b sowie der Drucker 130 über Ethernet und drahtlos erreichbar. Im Einzelnen unterstützen alle Datenverarbeitungseinheiten 110a und b sowie der Drucker die folgenden Protokolle: IEEE-Standard 802.3-2008, Teil 3: Verfahren für den trägerempfindlichen Mehrfachzugriff mit Kollisionserkennung (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) und Beschreibungen der physischen Schicht („Ethernet“); IEEE-Standard 802-11n-2009, Teil 11: Drahtlose LAN-Medienzugriffssteuerung (Medium Access Control, MAC) und Beschreibungen der physischen Schicht (PHY); und IEEE-Standard 802.15.4a-2007, Teil 15.4: Drahtlose Medienzugriffssteuerung (Medium Access Control, MAC) und Beschreibungen der physischen Schicht (PHY) für kostengünstige drahtlose Netzwerke für die persönliche Umgebung (Wireless Personal Area Networks, WPANs) („802.15“). IEEE und 802 sind eingetragene Warenzeichen des Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc.
Das Mobilfunkprotokoll nach IEEE-Standard 802.11n-2009, das für gewöhnlich als 802.11n bezeichnet wird, ist eine spätere Version des Mobilfunkprotokolls nach IEEE-Standard 802.11-1999. Das Mobilfunkprotokoll 802.11n verwendende Datenverarbeitungseinheiten weisen üblicherweise eine Funkreichweite von bis zu 70 Metern auf, jedoch können die tatsächlichen Reichweiten in einer realen Umgebung wesentlich geringer sein. Andere Versionen des Standards 802.11-1999 wie beispielsweise die weithin verwendeten Mobilfunkprotokolle 802.11b-1999 und 802.11 g-2003 weisen eine ungefähr halb so große Reichweite wie das Mobilfunkprotokoll 802.11n auf. Obwohl Datenverarbeitungseinheiten 110 gemäß der bevorzugten Ausführungsform das Mobilfunkprotokoll 802.11n unterstützen, ist dem Fachmann einsichtig, dass Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung des Mobilfunkprotokolls nach IEEE-Standard 802.11-1999 und späterer Versionen dieses Protokolls, darunter die Protokolle 802.11b und 802.11g, realisiert werden können. Das Mobilfunkprotokoll 802.11n sowie weitere Versionen des Mobilfunkprotokolls nach IEEE-Standard 802.11-1999 werden hierin insgesamt als Mobilfunkprotokoll 802.11 bezeichnet.
Bei dem IEEE-Standard 802.15.4a-2007 handelt es sich um eine spätere Version des Mobilfunkprotokolls nach IEEE-Standard 802.15.1-2002 für Bluetooth. Das Mobilfunkprotokoll nach Standard 802.15.4a verwendende Datenverarbeitungseinheiten weisen für gewöhnlich eine Funkreichweite von ungefähr 10 Metern auf, während bestimmte Implementierungen wie beispielsweise die physische Ultrabreitbandschicht (ultra wide band physical layer, UWB PHY) eine Reichweitenpräzisionsfunktion von ungefähr einem Meter aufweisen. Obwohl die Datenverarbeitungseinheiten 110 gemäß der bevorzugten Ausführungsform das Mobilfunkprotokoll 802.15.4a unterstützen, ist dem Fachmann einsichtig, dass Ausführungsformen der Erfindung unter Verwendung des Mobilfunkprotokolls nach IEEE-Standard 802.15.1-2002 sowie späterer Versionen dieses Protokolls realisiert werden können. Das Mobilfunkprotokoll 802.15.4a und andere Versionen des Mobilfunkprotokolls nach IEEE-Standard 802.15.1-2002 werden hierin insgesamt als Mobilfunkprotokoll 802.15 bezeichnet.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform stellt das Netzwerk 140 ein hybrides Festnetz- und drahtloses Netzwerk dar, das ein leitungsgebundenes Ethernet-Netzwerk und Mobilfunkprotokoll-Netzwerk beinhaltet und in einem Infrastrukturmodus arbeitet. Das Netzwerk 140 weist (nicht gezeigte) Ethernet-Router und Router nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 auf, die festgelegte physische Standorte aufweisen. Für die Ethernet-Router kann jedem zum Verbinden mit einer drahtlos erreichbaren Einheit, zum Beispiel den Datenverarbeitungseinheiten 110a und b sowie dem Drucker 130, verwendeten Anschluss ein physischer Standort zugeordnet werden. Zum Beispiel kann, obwohl sich ein Ethernet-Leitwegrechner möglicherweise in einem Geräteraum befindet, ein Anschluss des Leitwegrechners über Leitungen im Gebäude mit einem bestimmten Büro in dem Gebäude verbunden sein. Der Anschluss des Leitwegrechners wird dann dem Büro im Gebäude zum Beispiel durch eine Datenbank zugeordnet, in der diese Zuordnungen verwaltet werden. Wenn in einem Netzwerk erkannt wird, dass eine Einheit mit dem Anschluss des Leitwegrechners verbunden ist, kann diese somit einem physischen Standort zugeordnet werden, indem in der Datenbank nach der Zuordnung zwischen dem Anschluss des Leitwegrechners und dem physischen Standort gesucht wird.
Leitwegrechner mit dem Mobilfunkprotokoll 802.11 befinden sich an festen physischen Standorten. Drahtlose Leitwegrechner können zum Beispiel an bestimmten Stellen innerhalb eines Gebäudes untergebracht sein, um für eine optimale Erreichbarkeit von drahtlos erreichbaren Einheiten in dem Gebäude zu sorgen.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform unterstützen die Datenverarbeitungseinheiten 110a und b und der Drucker 130 den Infrastruktur- und den ad-hoc-Modus des Mobilfunkprotokolls 802.11. Am häufigsten wird ein Netzwerk mit dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im „Infrastrukturmodus“ verwendet. In diesem Modus tauschen die drahtlosen Einheiten Daten mit einem Mobilfunk-Zugriffspunkt aus, zum Beispiel mit einem Leitwegrechner nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11. Üblicherweise dient der drahtlose Leitwegrechner als Brücke zu einem lokalen Festnetz (LAN) oder einem Weitverkehrsnetz (WAN). In einem solchen Netzwerk tauschen die drahtlosen Einheiten Daten nicht direkt miteinander aus, sondern über den Mobilfunk-Zugriffspunkt und üblicherweise über ein LAN oder WAN. Alle drahtlosen Einheiten, die über einen bestimmten Mobilfunk-Zugriffspunkt mit einem Netzwerk verbunden sind, sind so konfiguriert, dass sie dieselbe Service-Set-Kennung (service set identifier, SSID) verwenden, die als Kennung für alle mit einem bestimmten Mobilfunk-Zugriffspunkt verbundenen Einheiten dient. Im Infrastrukturmodus des Mobilfunkprotokolls 802.11 dient üblicherweise die MAC-Adresse des Zugriffspunkts als SSID für einen Mobilfunk-Zugriffspunkt. Eine MAC-Adresse ist eine eindeutige 48-Bit-Zahl, die der Netzschnittstellenkarte jeder drahtlosen Einheit durch deren Hersteller zugewiesen wurde.
Im ad-hoc-Modus des Mobilfunkprotokolls 802.11 wird zwischen Computern und Einheiten ein temporäres drahtloses Netzwerk eingerichtet. In einem drahtlosen ad-hoc-Netzwerk sind Computer und Einheiten nicht mit einem Mobilfunk-Zugriffspunkt, sondern direkt miteinander verbunden. Zum Einrichten eines drahtlosen ad-hoc-Netzwerks muss jeder drahtlose Adapter nicht für den Infrastrukturmodus, sondern für den ad-hoc-Modus konfiguriert werden. Außerdem müssen alle drahtlosen Adapter in dem drahtlosen ad-hoc-Netzwerk dieselbe SSID und dieselbe Kanalnummer verwenden. Jede drahtlose Einheit kann zu jedem Zeitpunkt nur als Sender (TX) oder als Empfänger (RX) fungieren. Die Datenübertragung zwischen drahtlosen Einheiten ist auf eine bestimmte Sendereichweite oder einen bestimmten Sendeabstand beschränkt, und drahtlose Einheiten in dem drahtlosen ad-hoc-Netzwerk nutzen zum Übertragen von Daten ein und denselben Frequenzbereich. Innerhalb eines solchen Abstands wird nur ein Übertragungskanal verwendet, der die gesamte Bandbreite belegt.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform unterstützen die Datenverarbeitungseinheiten 110a und b sowie der Drucker 130 auch das Mobilfunkprotokoll 802.15. Ähnlich wie das Mobilfunkprotokoll 802.11 im ad-hoc-Modus kann auch das Mobilfunkprotokoll 802.15 drahtlose Verbindungen direkt zwischen aktiven Einheiten herstellen. Ein zwischen zwei oder mehr aktiven Einheiten eingerichtetes Netzwerk nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 wird als drahtloses Netzwerk im persönlichen Bereich (WPAN) bezeichnet. Das Mobilfunkprotokoll 802.15 ist ein paketorientiertes Protokoll mit einer Master-Slave-Struktur. Ein Master kann in einem „Piconet“-Netzwerk Daten mit bis zu sieben Slaves austauschen, und die Slaves in dem Piconet können Daten nur mit dem Master austauschen. Ein Netzwerk nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 wird üblicherweise eingerichtet, wenn eine für das Mobilfunkprotokoll 802.15 freigeschaltete Einheit im Erkennungsmodus (Slave-Einheit) auf eine Anfrage von einer anderen freigeschalteten Einheit antwortet, die nach anderen Einheiten (der Master-Einheit) sucht, um sich mit dieser zu verbinden. Die Einheit im Erkennungsmodus antwortet auf die Anfrage mit Kenndaten, die deren MAC-Adresse enthalten können.
Im Allgemeinen können das Netzwerk 140 und die mit diesem verbundenen drahtlosen Einheiten eine beliebige Kombination von Datenübertragungsprotokollen unterstützen, wenn es sich bei mindestens zwei der Protokolle oder zwei Modi eines einzigen Protokolls um Mobilfunkprotokolle handelt, die eine direkte Peer-zu-Peer-Datenübertragung unterstützen, wobei eines der Protokolle eine größere Funkreichweite als das andere aufweist. Außerdem muss einer oder mehreren drahtlosen Datenverarbeitungseinheiten in dem Netzwerk 140 ein festgelegter physischer Standort zugeordnet sein.
In 1 sind im Netzwerk 140 Verbindungen im Ethernetmodus und im Infrastrukturmodus für das Mobilfunkprotokoll 802.11 mit durchgezogenen Linien dargestellt. Zum Beispiel zeigt eine durchgezogene Linie 150 eine solche Verbindung zwischen der Datenverarbeitungseinheit 110b und dem Netzwerk 140. Ad-hoc-Verbindungen für das Mobilfunkprotokoll 802.11 und Verbindungen für das Mobilfunkprotokoll 802.15 zwischen drahtlos erreichbaren Einheiten sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Zum Beispiel stellt eine gestrichelte Linie 152 eine ad-hoc-Verbindung für das Mobilfunkprotokoll 802.11 oder eine Verbindung für das Mobilfunkprotokoll 802.15 zwischen den Datenverarbeitungseinheiten 110a und 110b dar. 1 zeigt, dass es ein ad-hoc-Netzwerk für das Mobilfunkprotokoll 802.11 geben kann, das die Datenverarbeitungseinheit 110a, die Datenverarbeitungseinheit 110b und den Drucker 130 beinhaltet. Dieses drahtlose ad-hoc-Netzwerk wird durch die gestrichelten Linien 152, 153 und 154 dargestellt.
Die Datenverarbeitungseinheiten 110a und 110b beinhalten Standort-Dienstprogramme 112a bzw. b, interne Komponenten 800a bzw. b und externe Komponenten 900a bzw. b. Die Standort-Dienstprogramme 112a und b sind auf den Datenverarbeitungseinheiten 110a und b installiert und werden beim Systemstart als Hintergrundprozesse ausgeführt. Die Standort-Dienstprogramme 112 führen die Funktionen zum Starten und Antworten auf drahtlose Suchläufe nach nahe gelegenen drahtlos erreichbaren Computern aus. Diese Funktionen werden in zwei Modi ausgeführt. Beim ersten Modus handelt es sich um einen Verwaltungsmodus, der durch eine Anforderung von einem Administratorknoten wie beispielsweise dem Standortserver 120 gestartet wird. In diesem Modus sendet ein Expertensystem 122 auf dem Standortserver 120 eine Anforderung zum Beispiel an die Datenverarbeitungseinheit 110a, um alle drahtlosen Nachbarn innerhalb ihrer Funkreichweite oder drahtlosen 1-Hop-Nachbarn zu ermitteln. Die Datenverarbeitungseinheit 110a löst eine Suche im drahtlosen ad-hoc-Modus aus, um alle ihrer 1-Hop-Nachbarn aufzufinden, und sendet diese Information über das Netzwerk 140 an das Expertensystem 122 zurück. Das Expertensystem 122 kann auch eine kaskadierende Suche auslösen, in der jede mobilfunkfähige Datenverarbeitungseinheit 110 im Netzwerk 140 eine Suche im drahtlosen ad-hoc-Modus startet, um ihre 1-Hop- oder Multi-Hop-Nachbarn aufzufinden. Bei einem Multi-Hop-Nachbarn einer bestimmten drahtlosen Einheit handelt es sich um eine drahtlose Einheit, die gegebenenfalls außerhalb der Funkreichweite der betreffenden drahtlosen Einheit liegt, aber über eine Kette von einer oder mehreren zwischengeschalteten drahtlosen Einheiten erreicht werden kann. Nachdem ein Knoten seine drahtlosen Nachbarn aufgefunden hat, werden diese Daten über das Netzwerk 140 zum Speichern in einer Wissensdatenbank 126 an das Expertensystem 122 zurückgesendet.
Bei dem zweiten Modus, in dem die Standort-Dienstprogramme 112 ausgeführt werden, handelt es sich um einen durch den Benutzer gestarteten „Ortungsmodus“. In diesem Modus ist eine Datenverarbeitungseinheit 110 durch eine Verbindung über das Mobilfunkprotokoll 802.11 mit dem Netzwerk 140 verbunden. Ein Benutzer startet eine Suche im drahtlosen ad-hoc-Modus auf einer Datenverarbeitungseinheit 110, um seine 1-Hop-Nachbarn aufzufinden. Diese Daten von Nachbarn werden zum Speichern in der Wissensdatenbank 126 über das Netzwerk 140 an das Expertensystem 122 zurückgesendet. Gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung startet jeder 1-Hop-Nachbar des Computers des Benutzers, der die Ortungsanforderung startet, seinerseits ad-hoc-Suchprozesse, um seine eigenen 1-Hop- oder Multi-Hop-Nachbarn zu ermitteln. Nachdem jeder Knoten seine drahtlosen Nachbarn aufgefunden hat, werden diese Daten über das Netzwerk 140 an das Expertensystem 122 zurück gesendet. Die Suchprozesse im Verwaltungsmodus und im Ortungsmodus werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform tauschen die Standort-Dienstprogramme 112 untereinander und mit dem Expertensystem 122 Daten unter Verwendung des Benutzerdatagramm-Protokolls (User Datagram Protocol, UDP) aus, das durch den Standard RFC 768 der Internet Engineering Task Force (IETF) beschrieben wird. Auch andere Nachrichtenformate und -protokolle, die Implementierungsanforderungen für Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfüllen, können verwendet werden, zum Beispiel das im IETF-Standard RFC 5444 beschriebene Paket-/Nachrichtenformat für verallgemeinerte drahtlose ad-hoc-Netzwerke (Mobile Ad Hoc Network, MANET). Gemäß der bevorzugten Ausführungsform verwenden die Standort-Dienstprogramme 112 einen Paketgenerator wie beispielsweise hping oder Antirez, die durch Salvator Sanfilippo entwickelt und lizenziert wurden, um ankommende und abgehende Nachrichten zu erzeugen und zu gliedern. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform entnehmen die Standort-Dienstprogramme 112 und das Expertensystem 122 den Nutzdaten des UDP-Pakets alle benötigten Daten wie beispielsweise die MAC-Adresse, die IP-Adresse usw. und fragen alle durch die verschiedenen TCP/IP-Schichten gekapselten Kopfdaten ab. Die Standort-Dienstprogramme 112 und das Expertensystem 122 erstellen auch eine Liste von MAC-Adressen der Netzwerkeinheiten, die das Paket durchlaufen hat, die zum Berechnen eines Konfidenzwertes zur Standortermittlung verwendet werden. Gemäß einigen Ausführungsformen führt das Expertensystem 122 eine Traceroute-Funktion zurück zu einer der Datenverarbeitungseinheiten 110 aus, um die erste benachbarte Netzwerkeinheit zu ermitteln, die eine UDP-Nachricht von der Datenverarbeitungseinheit durchläuft, und entnimmt die IP-Adresse der ersten benachbarten Netzwerkeinheit. Diese IP-Adresse wird dann mit einer Liste bekannter IP-zu-MAC-Adressen und Standortangaben von Netzwerkeinheiten abgeglichen.
2 ist ein Ablaufplan gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der die durch das Standort-Dienstprogramm 112 ausgeführten Schritte veranschaulicht, wenn eine Suchanforderung von einem Verwaltungsknoten wie beispielsweise dem Standortserver 120 empfangen wird. Ein Hauptzweck einer durch den Verwaltungsknoten gestarteten Suche besteht darin, Nachbardaten für die drahtlosen Knoten in dem Netzwerk 140 zu sammeln, die dann in der Wissensdatenbank 126 gespeichert und durch eine Inferenzeinheit 124 des Expertensystems verwendet werden. Zum Beispiel können diese protokollierten Daten in Verbindung mit später durch einen Benutzer gestarteten Ortungs-Suchprozessen verwendet werden, um zur Ermittlung des wahrscheinlichsten physischen Standorts der Datenverarbeitungseinheit beizutragen, von der die Ortungs-Suchanforderung stammt.
In Schritt 200 empfängt das Standort-Dienstprogramm 112 in einer Datenverarbeitungseinheit 110 über das Netzwerk 140 eine Suchanforderung von einem Verwaltungsknoten wie beispielsweise dem Expertensystem 122 auf dem Standort-Server 120. Je nachdem, ob die Datenverarbeitungseinheit 110 über eine Ethernet-Verbindung oder über eine Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im Infrastrukturmodus mit dem Netzwerk 140 verbunden ist, verläuft die Verarbeitung in Schritt 202 in einer von zwei Richtungen.
Wenn die Datenverarbeitungseinheit 110 über eine Ethernet-Verbindung mit dem Netzwerk 140 verbunden ist, hält die Datenverarbeitungseinheit 110 die Ethernet-Verbindung aufrecht. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Datenverarbeitungseinheit 110 eine Ethernet-Verbindung und eine Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 gleichzeitig aufrechterhalten. Bei einer Anordnung, bei der die Datenverarbeitungseinheit 110 gegebenenfalls eine Ethernet-Verbindung und gleichzeitig eine Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 aufrechterhalten kann, nutzen die Ethernet-Verbindung und die Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 verschiedene IP-Adressen, die sie von verschiedenen DHCP-Servern erhalten haben, zum Beispiel von einem DHCP-Server, der ein Ethernet-LAN unterstützt, und von einem zweiten DHCP-Server, der ein LAN-Mobilfunkprotokoll 802.11 unterstützt.
In Schritt 206 veranlasst das Standort-Dienstprogramm 112 das NIC-Mobilfunkprotokoll 802.11, in den ad-hoc-Modus zu wechseln. In Schritt 208 veranlasst das Standort-Dienstprogramm 112 das NIC-Mobilfunkprotokoll 802.11, eine Suchoperation auszuführen und in Schritt 210 MAC-Adressen mit seinen mobilen 1-Hop-Nachbarn auszutauschen. Die Schritte Suchen und Austauschen werden für alle ermittelbaren Nachbarn der Datenverarbeitungseinheit 110 ausgeführt. Nachdem die MAC-Adressen mit allen ermittelbaren Nachbarn ausgetauscht worden sind, veranlasst das Standort-Dienstprogramm 112, dass die MAC-Adressen der gefundenen Nachbarn über die Ethernet-Verbindung der Datenverarbeitungseinheit 110 durch das Netzwerk 140 zum Speichern in der Wissensdatenbank 126 an das Expertensystem 122 gesendet werden. In Schritt 214 wechselt das NIC-Mobilfunkprotokoll 802.11 der Datenverarbeitungseinheit 110 wieder zurück in den Infrastrukturmodus.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung, in denen die Datenverarbeitungseinheit 110 Ethernet-Verbindungen und Verbindungen nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 nicht gleichzeitig unterstützt, beendet das Standort-Dienstprogramm 112 in Schritt 204 die Ethernet-Netzwerkverbindung durch Ausgeben eines Befehls „ipconfig /release“, Sperren der Ethernet-NIC, Aktivieren der NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 und Ausgeben eines Befehls „ipconfig /renew“, um eine Netzwerkverbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 einzurichten. Das Standort-Dienstprogramm 112 fährt wie oben beschrieben mit den Schritten 206 bis 210 fort, um dann die Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 zu beenden und unmittelbar vor Schritt 212 erneut die Ethernet-Verbindung einzurichten. Der Schritt 212 wird wie oben beschrieben ausgeführt. Der Schritt 214 würde dann nicht ausgeführt, weil die Datenverarbeitungseinheit über eine Ethernet-Verbindung mit dem Netzwerk 140 verbunden ist und die NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 nicht aktiv wäre.
Wie oben erwähnt, führt die Datenverarbeitungseinheit 110 im Ergebnis einer Suchanforderung im Verwaltungsmodus vom Expertensystem 122 eine Suche nach drahtlosen Nachbarn durch, während sie gleichzeitig über eine Ethernet-Festnetzverbindung mit dem Netzwerk 140 verbunden ist. Wenn gemäß der bevorzugten Ausführungsform ein Benutzer die Ortungsfunktion eines Standort-Dienstprogramms 112 aufruft, während die Datenverarbeitungseinheit 110 über eine Ethernet-Verbindung mit dem Netzwerk 140 verbunden ist, erkennt das Standort-Dienstprogramm 112, dass die Verbindung mit dem Netzwerk über die Festnetz-NIC erfolgt. Das Standort-Dienstprogramm 112 sendet die MAC-Adresse der Ethernet-NIC der Datenverarbeitungseinheit 110 sowie weitere Kenndaten über das Netzwerk 140 an das Expertensystem 122, zum Beispiel die Adresse des Anschlusses des Ethernet-Leitwegrechners, mit dem die NIC verbunden ist, die MAC-Adresse des Ethernet-Leitwegrechners usw. Zum Ermitteln des physischen Standorts einer Datenverarbeitungseinheit 110 braucht in diesem Fall nur in der Wissensdatenbank 126 nach dem Standort gesucht zu werden, der dem Anschluss des Ethernet-Leitwegrechners zugehörig ist, mit dem die Datenverarbeitungseinheit 110 verbunden ist.
Wenn die Datenverarbeitungseinheit 110 über eine Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im Infrastrukturmodus mit dem Netzwerk 140 verbunden ist, werden in Schritt 216 die eintreffenden Nachrichten nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im Infrastrukturmodus zwischengespeichert. Die Schritte 218 bis 226 werden wie oben beschrieben ausgeführt. Nachdem die NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 der Datenverarbeitungseinheit 110 wieder in den Infrastrukturmodus zurück gewechselt ist, werden in Schritt 228 die zwischengespeicherten eintreffenden Nachrichten verarbeitet, und die Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 nimmt wieder ihren normalen Betrieb auf.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen löst das Expertensystem 122 eine kaskadierende Suche aus, um für jede drahtlos erreichbare Datenverarbeitungseinheit 110 Ketten benachbarter Einheiten bis zu einer drahtlosen Einheit zurückzuverfolgen, der ein festgelegter physischer Standort zugehörig ist. Das erfolgt zum Beispiel dadurch, dass jede Datenverarbeitungseinheit 110 aufgefordert wird, alle ihre 1-Hop- und 2-Hop-Nachbarn aufzufinden. Das Expertensystem 122 ermittelt, ob jede Datenverarbeitungseinheit 110 unter Verwendung in der Wissensdatenbank 126 gespeicherter Daten eine Kette von 1-Hop- und 2-Hop-Nachbarn zu einer drahtlosen Einheit aufgefunden hat, der ein festgelegter physischer Standort zugehörig ist. Wenn eine Datenverarbeitungseinheit 110 in den Ketten seiner 1-Hop- und 2-Hop-Nachbarn keine drahtlose Einheit mit einem festgelegten physischen Standort gefunden hat, löst das Expertensystem 122 für diese Datenverarbeitungseinheit 110 eine drahtlose Suche aus, um deren 3-Hop- oder 4-Hop-Nachbarn aufzufinden. Mit Ausnahme der Tatsache, dass die Datenverarbeitungseinheit 110 eine Anforderung zum Auslösen einer Suche nach Nachbarn nicht vom Expertensystem 122, sondern von einer benachbarten Datenverarbeitungseinheit empfängt, führt die Datenverarbeitungseinheit 110 einen ähnlichen Prozess durch wie in Bezug auf 2 beschrieben. Außerdem können die übermittelten Daten der MAC-Adresse auch die Adresse der Datenverarbeitungseinheit 110 enthalten, die die Multi-Hop-Suche nach benachbarten Einheiten ursprünglich angefordert hat. Die Daten der Multi-Hop-Nachbarn werden wieder an die Datenverarbeitungseinheit 110 zurückgesendet, die die Suche gestartet hat, werden dort gesammelt und zum Speichern in der Wissensdatenbank 126 an das Expertensystem 122 gesendet. Die Daten der Multi-Hop-Nachbarn können auch durch jeden Nachbarknoten direkt an das Expertensystem 126 gesendet werden.
3 ist ein Ablaufplan, der die durch das Standort-Dienstprogramm 112 ausgeführten Schritte veranschaulicht, wenn ein Benutzer die Ortungsfunktion auf einer Datenverarbeitungseinheit 110 gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung aufruft. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform ist die Datenverarbeitungseinheit 110 durch eine Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im Infrastrukturmodus mit dem Netzwerk 140 verbunden, wenn die Ortungsfunktion aufgerufen wird.
In Schritt 300 empfängt die Datenverarbeitungseinheit 110 eine Benutzeranforderung zum Aufrufen der Ortungsfunktion. Die Anforderung kann aufgerufen werden, indem der Benutzer zum Beispiel mit der Maus ein Symbol einer Symbolleiste auf dem Anzeigebildschirm 920 (siehe 8) der Datenverarbeitungseinheit 110 anklickt. In Schritt 302 werden ankommende Nachrichten nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im Infrastrukturmodus zwischengespeichert. In Schritt 304 veranlasst das Standort-Dienstprogramm 112 die NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11, in den ad-hoc-Modus zu wechseln. In Schritt 306 veranlasst das Standort-Dienstprogramm 112 die NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11, eine Suchoperation zum Auffinden aller drahtlosen 1-Hop-Nachbarn auszuführen und in Schritt 308 MAC-Adressen mit ihnen auszutauschen. Die Schritte 306 und 308 werden für alle auffindbaren Nachbarn der Datenverarbeitungseinheit 110 wiederholt.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung sind die Datenverarbeitungseinheiten 110 für das Mobilfunkprotokoll 802.15 geeignet, und die Schritte 310 und 312 werden ausgeführt, um die 1-Hop-Nachbarn nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 aufzufinden. Das Auffinden von Nachbarn unter Verwendung einer NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 kann von Vorteil sein, wenn ein Prozess zum Auffinden von Nachbarn gewünscht ist, der eine drahtlose Schnittstelle mit einer geringen Reichweite verwendet. Wenn zum Beispiel mittels eines durch eine Datenverarbeitungseinheit 110 ausgeführten Suchprozesses nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 alle drahtlosen Einheiten in einem Gebäude als Nachbar erkannt werden, kann ein selektiverer Suchprozess wünschenswert sein. Eine NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 weist üblicherweise eine Reichweite von ungefähr 30 Metern auf, in der Praxis wahrscheinlich noch weniger, und kann sogar eine Reichweite von mindestens einem Meter aufweisen, wenn die UWB-PHY-Implementierung verwendet wird.
In Schritt 314 wechselt die NIC nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 wieder zurück in den Infrastrukturmodus. In Schritt 316 werden die gesammelten Daten der MAC-Adressen von 1-Hop-Nachbarn über das Netzwerk 140 an das Expertensystem 122 auf dem Standortserver 120 gesendet, um dort in der Wissensdatenbank 126 gespeichert zu werden. In Schritt 318 werden alle zwischengespeicherten Nachrichten nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im Infrastrukturmodus verarbeitet, und die Verbindung nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 nimmt wieder ihren normalen Betrieb auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung veranlasst ein Benutzer, der eine Ortungsanforderung auslöst, dass jeder 1-Hop-Nachbar der auslösenden Datenverarbeitungseinheit einen eigenen Suchprozess nach 1-Hop- oder Multi-Hop-Nachbarn auslöst und diese Daten an das Expertensystem 122 sendet. Durch diesen zweigleisigen Ansatz kann sichergestellt werden, dass von der Datenverarbeitungseinheit, die die Ortungsanforderung auslöst, eine Kette von Nachbarn zu einer drahtlosen Einheit mit einem festgelegten physischen Standort aufgebaut werden kann und die Daten weiterer Nachbarn behilflich sein können, einen wahrscheinlichsten physischen Standort für die auslösende Datenverarbeitungseinheit zu ermitteln. Dieser Ansatz ist auch hilfreich, wenn sich die Datenverarbeitungseinheit, die die Ortungsanforderung auslöst, nicht innerhalb der Reichweite einer drahtlosen Einheit mit einer zugehörigen festgelegten physischen Adresse befindet, zum Beispiel ein drahtloser Leitwegrechner oder ein drahtlos erreichbarer Arbeitsplatz-Computer. In diesem Fall ist die auslösende Einheit nicht in der Lage, die gesammelten Daten über Nachbarn direkt zu senden. Die 1-Hop- oder Multi-Hop-Nachbarn hingegen können in der Lage sein, ihre gesammelten Daten über Nachbarn zu senden, darunter eine Meldung der MAC-Adresse, die die Ortungsanforderung ausgelöst hat.
4 zeigt grafische Darstellungen eines Aspekts des Suchprozesses nach Nachbarn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die drahtlosen Einheiten innerhalb eines Kreises 400 können diejenigen Einheiten darstellen, die während eines Suchprozesses gefunden wurden, der gemäß den Schritten 208 bis 210, 220 bis 222 oder 306 bis 308 durch eine Datenverarbeitungseinheit W2 durchgeführt wurde. Es ist zu sehen, dass die Datenverarbeitungseinheit W2 die Datenverarbeitungseinheiten W3 und W4, einen drahtlosen Leitwegrechner R1 und einen drahtlosen Drucker P2 als Nachbarn ermittelt hat. Bei diesem Beispiel sind dem Drucker P2 und dem Leitwegrechner R1, möglicherweise auch einer und/oder beiden Datenverarbeitungseinheiten W3 und W4 in der Wissensdatenbank 126 feste physische Standorte zugehörig. Die Einheiten innerhalb eines Kreises 402 stellen diejenigen Einheiten dar, die durch die Datenverarbeitungseinheit W2 durch einen drahtlosen Suchprozess nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 auffindbar sind. Zu den innerhalb des Kreises 402 dargestellten Einheiten gehören keine Drucker oder Leitwegrechner. Somit ist die Datenverarbeitungseinheit W2 möglicherweise nicht in der Lage, durch diesen Suchprozess Nachbarn mit festen physischen Standorten zu ermitteln.
Gemäß Ausführungsformen der Erfindung werden die Daten von durch die Suchprozesse gefundenen Nachbarn an das Expertensystem 122 zurückgesendet, welches diese Daten zum Ermitteln eines wahrscheinlichen physischen Standorts für die Datenverarbeitungseinheit W2 verwendet. 4 zeigt anschaulich, dass als wahrscheinlicher physischer Standort für die Datenverarbeitungseinheit W2 der Bereich ermittelt wird, innerhalb dessen sich W2 als Mittelpunkt des Kreises 400 bewegt, während sich der Kreis 400 über alle Positionen hinweg bewegt, zu denen der Leitwegrechner R1 und der Drucker P2 als Einheiten mit festgelegtem Standort gehören.
5 zeigt eine grafische Darstellung eines Aspekts des Suchprozesses für 2-Hop-Nachbarn gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Einheiten innerhalb eines Kreises 500 stellen die drahtlosen Einheiten dar, welche die Datenverarbeitungseinheit W3 finden kann. Die Figur veranschaulicht, dass der Leitwegrechner R1 und die Datenverarbeitungseinheiten W2 und W5 durch die Datenverarbeitungseinheit W3 als Nachbarn erkannt werden. Wenn dem Leitwegrechner R1 ein physischer Standort zugehörig ist, den Datenverarbeitungseinheiten W2 und W5 hingegen nicht, ist das Expertensystem 122 in der Lage, einen physischen Standort für die Datenverarbeitungseinheit W3 nur in einem Bereich um den Leitwegrechner R1 herum mit einem Radius festzustellen, der gleich der Reichweite der drahtlosen Verbindung der Datenverarbeitungseinheit W3 ist. In Verbindung mit einem Suchprozess, der durch einen Administrator ausgelöst wurde, kann das Expertensystem 122 Suchanforderungen an alle benachbarten Datenverarbeitungseinheiten senden, die durch die Datenverarbeitungseinheit W3 erkannt wurden. Die Figur zeigt, dass die Einheiten innerhalb eines Kreises 502 durch die Datenverarbeitungseinheit W2 erkennbar/auffindbar sind. Hierzu gehören der Leitwegrechner R2 und der Drucker P2, denen festgelegte physische Standorte zugehörig sind, und die Datenverarbeitungseinheit W3. Das Expertensystem 122 verfügt nunmehr über weitere Daten, mit denen ein wahrscheinlicher physischer Standort der Datenverarbeitungseinheit W3 besser ermittelt werden kann. Bildlich gesprochen heißt das, dass ein wahrscheinlicher physischer Standort der Datenverarbeitungseinheit W3 ermittelt wird, indem zuerst die sich überlappenden Reichweiten sowohl des Leitwegrechners R1 als auch des Druckers P2 und dann der Bereich ermittelt werden, in dem sich die Einheit W3 innerhalb der Reichweite sowohl des Leitwegrechners R1 als auch der Einheit W2 befindet, wenn sich die Einheit W2 innerhalb der sich überlappenden Reichweiten des Leitwegrechners R2 und des Druckers P2 befindet. Der wahrscheinliche physische Standort der Datenverarbeitungseinheit W3 kann gegebenenfalls noch genauer ermittelt werden, wenn noch weiteren Einheiten in dem Netzwerk feste physische Standorte zugehörig sind und möglicherweise Suchprozesse mit kleineren und größeren Reichweiten verwendet werden.
Der Standortserver 120 beinhaltet das Expertensystem 122, eine Benutzeroberfläche 128, interne Komponenten 800c (siehe 8) und externe Komponenten 900c (siehe 8). Das Expertensystem 122 beinhaltet ferner eine Inferenzeinheit 124 und eine Wissensdatenbank 126. Das Expertensystem 122 dient dazu, in Datenverarbeitungseinheiten 110 Suchprozesse nach benachbarten Einheiten auszulösen und die Ergebnisse dieser Suchprozesse in der Wissensdatenbank 126 zu speichern, weitere bestimmte relativ permanente Daten über das Netzwerk in der Wissensdatenbank zu speichern und auf der Grundlage einer Reihe von Produktionsregeln den physischen Standort einer Datenverarbeitungseinheit 110 zu ermitteln, wenn die Ortungsfunktion des Standort-Dienstprogramms 112 aufgerufen wird. Allgemein gesagt kann ein Expertensystem als Verfahren angesehen werden, das einen Wissensschatz zum Lösen eines bestimmten Problems darstellt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Expertensystem 122 um ein handelsübliches oder frei verfügbares Softwarepaket oder ein durch den Benutzer in einer Sprache geschriebenes Expertensystemprogramm, das für logisches Programmieren oder künstliche Intelligenz geeignet ist, beispielsweise Prolog oder Lisp. Prolog- und Lisp-Programmierumgebungen sind sowohl handelsüblich oder frei verfügbar.
In der Wissensdatenbank 126 sind Daten über alle drahtlosen Einheiten mit festem Standort in dem Netzwerk 140 gespeichert, beispielsweise drahtlose Leitwegrechner, drahtlose Drucker, drahtlos erreichbare Arbeitsplatzcomputer usw. Auch Daten über Netzwerkanschlüsse mit festem Standort sind gespeichert, zum Beispiel die Standorte in einem Gebäude, denen die einzelnen Anschlüsse auf einem Ethernet-Leitwegrechner im Netzwerk 140 zugehörig sind. Als Daten für jede drahtlose Einheit mit festem Standort und jeden Netzwerkanschluss an einem festgelegten Punkt können zum Beispiel eine Etage eines Gebäudes, Rasterkoordinaten oder eine Büronummer, eine MAC-Adresse einer Mobilfunkeinheit, die Nummer eines Ethernet-Anschlusses, die MAC-Adresse eines Ethernet-Leitwegrechners und die MAC-Adresse eines drahtlosen Leitwegrechners infrage kommen. Ein Ethernet-Anschluss, der nicht für eine bestimmte Einheit vorgesehen ist, zum Beispiel ein Ethernet-Anschluss, der einem Versammlungsraum zugeordnet ist und bei Bedarf durch jeden verwendet wird, der den Versammlungsraum nutzt, kann einen Eintrag in der Wissensdatenbank 126 aufweisen. Eine Antwort von einer Einheit, die mit einem Ethernet-Anschluss des Versammlungsraums verbunden ist, auf eine Suchanforderung kann die MAC-Adresse des Ethernet-Leitwegrechners und die Anschlussnummer enthalten. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform stellt die Benutzeroberfläche 128 eine Benutzeroberfläche auf einem Computer bereit, mittels derer ein Administrator des Standortservers 120 direkt mit der Wissensdatenbank 126 in Verbindung treten kann, um zum Beispiel Daten zu festen Standorten einzugeben oder zu bearbeiten, Abfragen an die Wissensdatenbank zu stellen, Wartungsfunktionen in der Wissensdatenbank auszuführen usw.
In der Wissensdatenbank 126 sind auch Daten der Suche nach benachbarten Einheiten gespeichert, die als Ergebnis der ausgeführten Standort-Dienstprogramme 112 durch die Datenverarbeitungseinheiten 110 zurückgegeben wurden. Diese Daten können entnommen werden, um zum Beispiel Ketten benachbarter Einheiten zu ermitteln, die Daten von 1-Hop- oder Multi-Hop-Nachbarn einer bestimmten drahtlosen Netzwerkeinheit darstellen. Die Daten einer Kette benachbarter Einheiten können in Form einer verknüpften Liste von MAC-Adressen vorliegen. Jeder MAC-Adresse können darüber hinaus auch noch weitere Daten in der Datenbank zugeordnet sein, beispielsweise die MAC-Adressen anderer NICs auf der drahtlosen Netzwerkeinheit oder ein physischer Standort der drahtlosen Einheit. Gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung werden auch Daten mehrerer früherer Suchoperationen nach benachbarten Einheiten gespeichert.
Gemäß der bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Wissensdatenbank 126 um eine relationale Datenbank wie beispielsweise um die Datenbank DB2® von IBM, die eine Datenbank-Abfragesprache wie beispielsweise SQL unterstützt. Allgemein kann es sich bei der Wissensdatenbank 126 um eine beliebige Datenbank handeln, die in der Lage ist, von Standort-Dienstprogrammen 112 zurückgegebene Daten über benachbarte Einheiten zu speichern und eine Schnittstelle zur Inferenzeinheit 124 zum Unterstützen der erforderlichen Funktionen der Inferenzeinheit und des Expertensystems 122 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.
Bei der Inferenzeinheit 124 handelt es sich um ein Computerprogramm, das zum Anwenden der Produktionsregeln auf die ebenfalls in der Wissensdatenbank 126 gespeicherten Daten von Suchprozessen nach benachbarten Einheiten dient, um den wahrscheinlichsten Standort eines Benutzers zu ermitteln, der die Ortungsfunktion auf einer Datenverarbeitungseinheit 110 aufruft. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform wendet die Inferenzeinheit 124 die Produktionsregeln in einem Vorwärtsverkettungsprozess auf die Daten der Suchprozesse in der Wissensdatenbank 126 an. Allgemein verwendet ein Prozess auf der Grundlage von Vorwärtsverkettungsregeln Fakten, sobald sie verfügbar werden, und versucht auf der Grundlage von erfüllten Bedingungen der Regeln Schlussfolgerungen zu ziehen, die zu auszuführenden Aktionen führen. Einige Beispiele von Produktionsregeln in Pseudocode, die das Expertensystem 122 verarbeiten kann, sind: $\begin{array}{l} If fixed_ref > 1 and neighbour_MAC_total > 1 then \\ call evaluate_position, halt; \end{array}$
$\begin{array}{l} If fixed_ref = 0 and neighbour_MAC_total < = 1 then \\ call full_scan, call historial_data_match, \\ call re-evaluate position, halt; \end{array}$
$\begin{array}{l} if evaluate_position_weight_factor > = 50 and < 85 then \\ call historical_data_medium_scan, \\ call re-evaluate_position, halt; \end{array}$
Diese beispielhaften Regeln können zum Ermitteln der Schritte verwendet werden, die das Expertensystem 122 nach einer ersten Verarbeitung der Ergebnisse eines Suchprozesses nach benachbarten Einheiten ausführen kann, der durch Aufrufen der Ortungsfunktion des Standort-Dienstprogramms 112 auf einer Datenverarbeitungseinheit 110 ausgelöst wurde. Eine beispielhafte Regel (1) legt fest, dass die Positionsbewertungsroutine aufgerufen werden soll, wenn die Ergebnisse des Suchprozesses nach benachbarten Einheiten anzeigen, dass zwei oder mehr Mobilfunkeinheiten mit festem Standort gefunden und zwei oder mehr MAC-Adressen zurückgegeben wurden. Eine beispielhafte Regel (2) legt fest, dass eine weitere Multi-Hop-Suche ausgelöst, Daten früherer Suchprozesse zum Ermitteln des Standortes der die Ortungsfunktion auslösenden Einheit hinzugezogen und die Daten zum Ermitteln eines Standortes der Ortungseinheit neu bewertet werden sollen, wenn keine Mobilfunkeinheiten mit festem Standort gefunden und null oder eine MAC-Adresse von der ersten Suche nach benachbarten Einheiten zurückgegeben wurde. Eine beispielhafte Regel (3) verwendet einen dem Standort zugehörigen Konfidenzwert, der durch die Positionsbewertungsroutinen ermittelt wurde, um zu ermitteln, ob eine weiträumigere Suche und frühere Daten verwendet werden sollen, um die ermittelte Position der Ortungseinheit zu präzisieren. Zum Beispiel können bei einer Suche nach benachbarten Einheiten möglicherweise mehrere Einheiten mit festem Standort gefunden werden, die jedoch untereinander eng benachbart sind. In diesem Fall ist die Positionsbewertungsroutine nur in der Lage, einen mutmaßlichen Standortbereich um die Einheiten mit festem Standort herum zu ermitteln, dessen Radius ungefähr der Funkreichweite der Einheiten mit festem Standort entspricht. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform weist die Positionsbewertungsroutine einem Standort, der aus den Daten einer solchen Suche nach benachbarten Einheiten ermittelt wurde, einen niedrigen Konfidenzwert zu. Wenn der Konfidenzwert, der dem durch die Positionsbewertungsroutine ermittelten Standort zugehörig ist, zwischen 50 und 85 liegt, werden gemäß der beispielhaften Regel (3) weitere Daten früherer Suchprozesse hinzugezogen und der Standort der Ortungseinheit neu bewertet. In diesem Fall kann eine andere Produktionsregel fordern, dass die Datenverarbeitungseinheit mit der Ortungsfunktion weitere Suchprozesse nach dem Mobilfunkprotokoll 802.15 durchführt.
Die 6 und 7 veranschaulichen ein Beispiel, wie das Expertensystem 122 den Standort einer Datenverarbeitungseinheit 110 ermitteln kann, die die Ortungsfunktion des Standort-Dienstprogramms 112 aufgerufen hat. 6 zeigt, dass ein Bereich, zum Beispiel eine Etage in einem Büro, in Rasterfelder 11 bis 15, 21 bis 25 usw. eingeteilt worden ist. Diese Rasterfelder können Büros, Säulen- und Platznummern usw. darstellen. In dem Bürobereich befinden sich mehrere drahtlose Einheiten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Zum Beispiel befinden sich im Rasterfeld 31 eine Datenverarbeitungseinheit 110 mit der Bezeichnung W1, im Rasterfeld 12 ein drahtloser Leitwegrechner R1 und im Rasterfeld 51 ein drahtlos erreichbarer Drucker P1. Bei diesem Beispiel sind nur den Leitwegrechnern R1 und R2 sowie den Druckern P1 und P2 feste Standorte zugeordnet. Bei allen Datenverarbeitungseinheiten W1, W2, W3, W4 und W5 handelt es sich um mobile Einheiten ohne fest zugeordnete Standorte.
Bei diesem Beispiel ruft die Datenverarbeitungseinheit W3 im Rasterfeld 23 die Ortungsfunktion auf. Ein Kreis 600 stellt den Bereich dar, innerhalb dessen W3 unter Verwendung des Suchprozesses nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 im ad-hoc-Modus andere drahtlose Einheiten finden kann. Es werden die Datenverarbeitungseinheiten W2 und W5 sowie der Drucker R1 gefunden. Das Standort-Dienstprogramm 112 in der Datenverarbeitungseinheit W3 sammelt die Daten über benachbarte Einheiten aus dem Suchprozess, formiert die Daten zu Ketten benachbarter Einheiten und sendet die Daten über das Netzwerk 140 nach dem Mobilfunkprotokoll 802.11 an das Expertensystem 122 auf dem Standort-Server 120. Die Daten von Ketten benachbarter Einheiten bestehen aus den drei folgenden Ketten: $W3 \to R1$
$W3 \to W2$
$W3 \to W5$
Bei diesem Beispiel werden die Ketten benachbarter Einheiten an das Expertensystem 122 gesendet, und die Inferenzeinheit 124 verarbeitet die Daten auf der Grundlage von Produktionsregeln, um zu ermitteln, ob zum Beispiel für die Ermittlung eines Standorts mit einem ausreichenden Konfidenzwert eine Multi-Hop-Suche erforderlich ist. Zum Beispiel können die Daten der Ketten benachbarter Einheiten gemäß der obigen Produktionsregel (1) verarbeitet werden. Bei diesem Beispiel würde die Produktionsregel (1) keine weiteren Suchläufe fordern, da W3 bereits drei Nachbareinheiten mit festen Standorten gefunden hat.
7 veranschaulicht grafisch den nächsten Schritt, den das Expertensystem 122 zum Ermitteln eines wahrscheinlichen physischen Standorts für die Datenverarbeitungseinheit W3 ausführt. In diesem Schritt ermittelt die Inferenzeinheit 124 mögliche Standorte für die Datenverarbeitungseinheit 110, die für jede der sich aus dem Suchprozess von W3 ergebenden Ketten benachbarter Einheiten infrage kommen, und schränkt dann die möglichen Ergebnisse ein, um Standorte zu ermitteln, die für alle Ketten benachbarter Einheiten infrage kommen. Die Figur zeigt, dass die Inferenzeinheit 124 die Standorte ermittelt, an denen sowohl der Leitwegrechner R1 als auch die Datenverarbeitungseinheiten W2 und W5 gleichzeitig W3 „sehen“. In 7 wäre dies der Überlappungsbereich der Kreise 700, 702 und 704.
Das Expertensystem 122 enthält Regeln zum Definieren der Standorte innerhalb des Suchbereichs jeder drahtlosen Einheit mit festem Standort in dem Netzwerk. Diese Daten können zum Beispiel durch den Administrator des Expertensystems persönlich eingegeben oder von den Daten einer Verwaltungssuche abgeleitet werden. Gemäß den Standortregeln kommen für den Leitwegrechner R1 und die Datenverarbeitungseinheiten W2 und W5 die folgenden durch W3 gefundenen Nachbarn infrage: $Für R1 die möglichen Standorte:11,12,13,21,22,23,31,32,33;$
$Für W2 die möglichen Standorte:21,22,23,24,31,32,33,34,41,42,43,44,52,53;$
$Für W5 die möglichen Standorte:13,14,15,23,24,25,33,34,35;$
Die Inferenzeinheit 124 beginnt mit den Standorten, an denen eine Einheit den Leitwegrechner R1 finden kann. Da W3 sowohl R1 als auch W2 sehen kann, verarbeitet die Inferenzeinheit 124 die Standortregeln (4) und (5), um Standorte zu ermitteln, an denen R1 und W2 gefunden werden können. Diese als „Beschneiden“ bezeichnete Operation liefert die Standorte 21, 22, 23, 31, 32 und 33. Da W3 auch W5 sehen kann, verarbeitet die Inferenzeinheit 124 dann die Regel (6), um auch Standorte einzubeziehen, an denen W5 gefunden werden kann, und schränkt die Ergebnisse wiederum ein, um Standorte zu ermitteln, an denen jede der Einheiten R1, W2 und W5 gefunden werden kann. Daraus ergeben sich die Standorte 23 und 33 als wahrscheinliche Standorte für die Datenverarbeitungseinheit W3. Die Inferenzeinheit 124 kann auf der Grundlage der Tatsache, dass alle durch W3 gefundenen Einheiten feste Standorte aufweisen und die Ergebnisse auf nur noch zwei Standorte in dem Bürobereich reduziert wurden, diesem Ergebnis einen hohen Konfidenzwert zuweisen.
Nachdem für die Ortungseinheit wahrscheinliche Standorte und Konfidenzwerte ermittelt worden sind, verarbeitet die Inferenzeinheit 124 gemäß der bevorzugten Ausführungsform die wahrscheinlichen Standorte und Konfidenzwerte mit einer Reihe von Produktionsregeln, zum Beispiel der obigen beispielhaften Produktionsregel (3), um zu ermitteln, ob weitere Suchdurchläufe nach benachbarten Einheiten erforderlich sind. Wenn zum Beispiel einer Reihe von wahrscheinlichen Standorten, die sich aus einem oder mehreren durch eine Ortungsanforderung von einer Datenverarbeitungseinheit 110 ausgelösten Suchdurchläufen nach benachbarten Einheiten ergeben, ein Konfidenzwert von 75 zugewiesen wird, können zum Beispiel gemäß der obigen Produktionsregel (3) weitere Daten von Suchläufen nach benachbarten Einheiten in die Reihe von Standortregeln eingezogen und die wahrscheinlichen Standorte neu ermittelt werden.
Zwar wird durch dieses Beispiel veranschaulicht, wie Aspekte einer Ausführungsform der Erfindung in einer Umgebung umgesetzt werden, die nur eine Etage eines Gebäudes beinhaltet, jedoch ist einsichtig, dass die Ausführungsform ebenso auch in einer Umgebung wirksam werden kann, die mehrere Etagen eines Gebäudes beinhaltet. Zum Beispiel kann die Standortregel (4) auch Standorte auf anderen Etagen des Gebäudes beinhalten, in denen der Leitwegrechner R1 gefunden werden kann.
8 zeigt ein Blockschaubild der in einem Datenverarbeitungssystem 800, 900 enthaltenen Komponenten, beispielsweise Benutzer-Datenverarbeitungseinheiten 110 und ein Standort-Server 120 gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es sollte einsichtig sein, dass 8 nur zur Veranschaulichung einer Ausführungsform dient und keine Beschränkung auf die Umgebungen nahelegen soll, in denen verschiedene Ausführungsformen umgesetzt werden können. Ausgehend von den Anforderungen an Konstruktion und Ausführung können an den dargestellten Umgebungen viele Änderungen vorgenommen werden.
Das Datenverarbeitungssystem 800, 900 ist für eine beliebige elektronische Einheit repräsentativ, die in der Lage ist, maschinenlesbare Programmanweisungen auszuführen. Das Datenverarbeitungssystem 800, 900 ist für ein Computersystem oder andere elektronische Einheiten repräsentativ. Als Beispiele für Datenverarbeitungssysteme, Umgebungen und/oder Konfigurationen, für die das Datenverarbeitungssystem 800, 900 repräsentativ sein kann, kommen infrage, ohne darauf beschränkt zu sein, Personal Computer-Systeme, Server-Computer-Systeme, Thin Clients, Thick Clients, tragbare oder Laptop-Einheiten, Multiprozessorsysteme, Mikroprozessorsysteme, Netzwerk-PCs, Minicomputersysteme und verteilte Cloud-Computing-Umgebungen, die eines der obigen Systeme oder Einheiten beinhalten.
Benutzer-Datenverarbeitungseinheiten 110 oder der Standort-Server 120 beinhalten entsprechende Gruppen von internen Komponenten 800a, b und c sowie externe Komponenten 900a, b und c, die in 8 veranschaulicht sind. Jede einzelne aus den Gruppen interner Komponenten 800a, b und c beinhaltet einen oder mehrere Prozessoren 820, einen oder mehrere computerlesbare RAMs 822, einen oder mehrere computerlesbare ROMs 824 auf einem oder mehreren Bussen 826, ein oder mehrere Betriebssysteme 828 und eine oder mehrere computerlesbare materielle Speichereinheiten 830. Das eine oder die mehreren Betriebssysteme 828 und Programme 112 in den Benutzer-Datenverarbeitungseinheiten 110 und die Programme 124 und 128 im Standortserver 120 sind auf einer oder mehreren der einzelnen computerlesbaren materiellen Speichereinheiten 830 gespeichert, um über einen oder mehrere der einzelnen RAM 822 (die üblicherweise einen Cachespeicher beinhalten) durch einen oder mehrere der einzelnen Prozessoren 820 ausgeführt zu werden. Bei der in 8 veranschaulichten Ausführungsform handelt es sich bei jeder der computerlesbaren materiellen Speichereinheiten 830 um eine magnetische Plattenspeichereinheit eines internen Festplattenlaufwerks. Alternativ kann es sich bei jeder der computerlesbaren materiellen Speichereinheiten 830 um eine Halbleiterspeichereinheit wie beispielsweise einen ROM 824, einen EPROM, einen Flash-Speicher oder eine beliebige andere computerlesbare materielle Speichereinheit handeln, in der ein Computerprogramm und digitale Daten gespeichert werden können.
Jede Gruppe von internen Komponenten 800a, b und c beinhaltet auch ein R/W-Laufwerk oder eine Schnittstelle 832, um von einer oder mehreren austauschbaren computerlesbaren materiellen Speichereinheiten 936 wie beispielsweise einem CD-ROM, einer DVD, einem Speicherstift, einem Magnetband, einer Magnetplatte, einer optischen Platte oder einer Halbleiterspeichereinheit zu lesen oder auf diese zu schreiben. Die Programme 112 in den Benutzer-Datenverarbeitungseinheiten 110 und die Programme 124 und 128 in dem Standort-Server 120 können auf einer oder mehreren der einzelnen austauschbaren computerlesbaren materiellen Speichereinheiten 936 gespeichert, über das entsprechende R/W-Laufwerk oder die Schnittstelle 832 gelesen und in das entsprechende Festplattenlaufwerk 830 geladen werden.
Jede Gruppe von internen Komponenten 800a, b und c beinhaltet auch Netzwerkadapter oder -schnittstellen 836 wie beispielsweise TCP/IP-Adapterkarten, WLAN-Mobilfunk-Schnittstellenkarten oder 3G- bzw. 4G-Mobildfunk-Schnittstellenkarten oder andere Festnetz- oder Mobilfunk-Datenübertragungsverbindungen. Die Programme 112 in den Benutzer-Datenverarbeitungseinheiten 110 und die Programme 124 und 128 im Standortserver 120 können von einem externen Computer über ein Netzwerk (zum Beispiel das Internet, ein lokales oder anderes Netzwerk, ein Weitverkehrsnetzwerk) und entsprechende Netzwerkadapter oder -schnittstellen 836 auf entsprechende Computer 110 und 120 heruntergeladen werden. Von den Netzwerkadaptern oder -schnittstellen 836 werden die Programme 112 in den Benutzer-Datenverarbeitungseinheiten 110 und die Programme 124 und 128 im Standortserver 120 in das entsprechende Festplattenlaufwerk 830 geladen. Das Netzwerk 140 kann Kupferleitungen, Lichtwellenleiter, drahtlose Verbindungen, Leitwegrechner, Firewalls, Switches, Gateway-Computer und/oder Edge-Server aufweisen.
Jede aus den Gruppen externer Komponenten 900a, b und c kann einen Computermonitor 920, eine Tastatur 930 und eine Computermaus 934 beinhalten. Die externen Komponenten 900a, b und c können auch berührungsempfindliche Bildschirme, virtuelle Tastaturen, berührungsempfindliche Flächen, Zeigeeinheiten und weitere manuell bedienbare Einheiten beinhalten. Jede dieser Gruppen von internen Komponenten 800a, b und c beinhaltet auch Einheitentreiber 840, um eine Verbindung zu dem Computermonitor 920, der Tastatur 930 und der Computermaus 940 herzustellen. Die Einheitentreiber 840, das R/W-Laufwerk oder die Schnittstelle 832 und der Netzwerkadapter oder die Schnittstelle 836 weisen Hardware und (in der Speichereinheit 830 und/oder dem ROM 824 gespeicherte) Software auf.
Aspekte der vorliegenden Erfindung sind unter Bezugnahme auf Blockschaubilder und/oder Ablaufplänen von Verfahren, Vorrichtungen (Systemen) und Computerprogrammprodukten gemäß Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden. Es ist klar, dass jeder Block in den Ablaufplänen und/oder Blockschaubildern und Kombinationen von Blöcken in den Ablaufplänen und/oder Blockschaubildern durch Computeranweisungen umgesetzt werden können. Diese Computeranweisungen können einem Prozessor eines Universalcomputers, eines Spezialcomputers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung zugeführt werden, um eine Maschine derart zu erzeugen, dass die durch den Prozessor des Computers oder einer anderen programmierbaren Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführten Anweisungen ein Mittel zum Umsetzen der in dem Block oder den Blöcken der Ablaufpläne und/oder Blockschaubilder angegebenen Funktionen/Aktionen erzeugen.
Die oben erwähnten Programme können in einer beliebigen Kombination einer oder mehrerer Programmiersprachen geschrieben sein, darunter maschinennahe, höhere, objektorientierte oder nicht objektorientierte Sprachen wie beispielsweise Java, Smalltalk, C und C++. Der Programmcode kann komplett auf dem Computer eines Benutzers, teilweise auf dem Computer des Benutzers, als eigenständiges Softwarepaket, teilweise auf dem Computer des Benutzers und teilweise auf einem fernen Computer oder komplett auf einem fernen Computer oder Server ausgeführt werden. Im letzteren Fall kann der ferne Computer durch einen beliebigen Typ von Netzwerk, darunter ein lokales Netzwerk (LAN) oder ein Weitverkehrsnetzwerk (WAN), mit dem Computer des Benutzers verbunden sein, oder die Verbindung kann (zum Beispiel durch das Internet unter Verwendung eines Internet-Dienstleisters) zu einem externen Computer hergestellt werden. Alternativ können die Funktionen in den oben erwähnten Programmen vollständig oder teilweise durch (nicht gezeigte) Computerschaltkreise und andere Hardware realisiert werden.

Claims

Verfahren zum Ermitteln des physischen Standorts einer mobilen drahtlosen Einheit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Empfangen von 1-Hop-Nachbar-Informationen durch einen Computer von einer mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 1-Hop-Nachbar-Informationen Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf eine Suchanforderung antworten, die durch die mobile drahtlose Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurde; Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen durch den Computer von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweist, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser 2-Hop-Nachbarn aufweisen, die mit jeder des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit verknüpft sind; Ermitteln eines physischen Standorts der mobilen drahtlosen Einheit durch den Computer zum Teil auf der Grundlage von: in einer Datenbank gespeicherten festen physischen Standorten von drahtlosen Einheiten, die der einen oder den mehreren drahtlosen Einheiten entsprechen, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung antworten; und einem Bereich, in dem sich die mobile drahtlose Einheit in einem Übertragungsbereich jedes des einen oder der mehreren drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit befindet, die auf die Suchanforderung antworten und mit einem festen physischen Standort verknüpft sind; und einem Bereich, in dem sich die mobile drahtlose Einheit in einem Übertragungsbereich jedes des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit befindet, die nicht mit einem festen physischen Standort verknüpft sind, wobei sich jeder der antwortenden 1-Hop-Nachbarn, die nicht mit einem festen physischen Standort verknüpft sind, in dem Übertragungsbereich der mit ihm verknüpften drahtlosen 2-Hop-Nachbarn befindet, die mit festen physischen Standorten verknüpft sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Empfangens von Informationen durch einen Computer ferner das Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen durch den Computer von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweist, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf die Suchanforderungen geantwortet haben, die durch jeden des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit in dem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte aufweist: Ermitteln einer Anzahl in einer Datenbank gespeicherter fester physischer Standorte von drahtlosen Einheiten, die der einen oder den mehreren drahtlosen Einheiten entsprechen, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung geantwortet haben; und Senden einer Anforderung, wenn die ermittelte Anzahl einen Schwellenwert unterschreitet, durch den Computer an die eine oder mehreren drahtlosen Einheiten, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung geantwortet haben, mit Daten zu antworten, die die drahtlosen Nachbarn kennzeichnen, und Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen durch den Computer von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf die Suchanforderungen geantwortet haben, die durch jeden des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurden.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte aufweist: Zuweisen eines Konfidenzwertes zu dem ermittelten physischen Standort durch den Computer; Senden einer Anforderung, wenn der zugewiesene Konfidenzwert einen Schwellenwert unterschreitet, durch den Computer an die eine oder mehreren drahtlosen Einheiten, die auf die Suchanforderung geantwortet haben, die durch die mobile drahtlose Einheit gesendet wurde, mit Daten zu antworten, die die drahtlosen Nachbarn kennzeichnen, und Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen durch den Computer von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf die Suchanforderung geantwortet haben, die durch jeden des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurden.
Computerprogrammprodukt zum Ermitteln eines physischen Standorts einer mobilen drahtlosen Einheit, wobei das Computerprogrammprodukt aufweist: eine oder mehrere computerlesbare Speichereinheiten und Programmanweisungen, die auf mindestens einem oder mehreren materiellen Speichereinheiten gespeichert sind, wobei die Programmanweisungen aufweisen: Programmanweisungen zum Empfangen von 1-Hop-Nachbar-Informationen von einer mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 1-Hop-Nachbar-Informationen Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf eine Suchanforderung antworten, die durch die mobile drahtlose Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurde; Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen durch den Computer von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweist, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser 2-Hop-Nachbarn aufweisen, die mit jeder des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit verknüpft sind; Programmanweisungen zum Ermitteln eines physischen Standorts der mobilen drahtlosen Einheit zum Teil auf der Grundlage von: in einer Datenbank gespeicherten festen physischen Standorten von drahtlosen Einheiten, die der einen oder den mehreren drahtlosen Einheiten entsprechen, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung antworten; und einem Bereich, in dem sich die mobile drahtlose Einheit in einem Übertragungsbereich jedes des einen oder der mehreren drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit befindet, die auf die Suchanforderung antworten und mit einem festen physischen Standort verknüpft sind; und einem Bereich, in dem sich die mobile drahtlose Einheit in einem Übertragungsbereich jedes des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen 1-Hop-Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit befindet, die nicht mit einem festen physischen Standort verknüpft sind, wobei sich jeder der antwortenden 1-Hop-Nachbarn, die nicht mit einem festen physischen Standort verknüpft sind, in dem Übertragungsbereich der mit ihm verknüpften drahtlosen 2-Hop-Nachbarn befindet, die mit festen physischen Standorten verknüpft sind.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 5, wobei die Programmanweisungen zum Empfangen von 1-Hop-Nachbar-Informationen ferner Programmanweisungen zum Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf die Suchanforderungen geantwortet haben, die durch jeden des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit in dem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurden.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 5, das ferner aufweist: Programmanweisungen zum Ermitteln einer Anzahl in einer Datenbank gespeicherter fester physischer Standorte von drahtlosen Einheiten, die der einen oder den mehreren drahtlosen Einheiten entsprechen, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung geantwortet haben; Programmanweisungen zum Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf die Suchanforderung geantwortet haben, die durch jeden des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurde.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 5, das ferner aufweist: Programmanweisungen zum Zuweisen eines Konfidenzwertes zu dem ermittelten physischen Standort; Programmanweisungen zum Senden einer Anforderung, wenn der zugewiesene Konfidenzwert einen Schwellenwert unterschreitet, an die eine oder die mehreren drahtlosen Einheiten, die auf die durch die mobile drahtlose Einheit gesendete Suchanforderung geantwortet haben, mit Daten zu antworten, die die drahtlosen Nachbarn kennzeichnen, und Programmanweisungen zum Empfangen von 2-Hop-Nachbar-Informationen von jedem des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit, wobei die 2-Hop-Nachbar-Informationen die Identitäten eines oder mehrerer drahtloser Nachbarn des einen oder der mehreren antwortenden drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit aufweisen, die auf die Suchanforderung geantwortet haben, die durch jeden des einen oder der mehreren drahtlosen Nachbarn der mobilen drahtlosen Einheit in einem ad-hoc-Mobilfunk-Datenübertragungsprotokoll gesendet wurden.