WO2020216877A1

WO2020216877A1 - Zugangskontrollsystem und verfahren zum betreiben eines zugangskontrollsystems

Info

Publication number: WO2020216877A1
Application number: PCT/EP2020/061410
Authority: WO
Inventors: Florian TRÖSCH; Armin Wittneben; Henry Ruben Lucas SCHULTEN; Janick Daniel ZWYSSIG; Marc Kuhn
Original assignee: Inventio Ag
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-24
Publication date: 2020-10-29
Also published as: AU2020263909A1; AU2020263909B2; EP3959483A1; CN113811742A

Abstract

In einen Zugangskontrollsystem (1) eines Gebäudes trennt eine Schleuse (14) eine zugangsbeschränkte Zone (20) von einer öffentlichen Zone (22). Funkeinrichtungen (6) sind in festgelegten Entfernungen zur Schleuse (14) angeordnet und definieren einen Überwachungsbereich. Eine Steuereinrichtung (10, 12) des Systems (1) ist mit einer Gebäudeeinrichtung (16) kommunikativ verbunden, und eine Datenspeichereinrichtung (18) speichert Verarbeitungsinstruktionen für situationsspezifische Kalibrierungsmodi. Eine Signalverarbeitungseinrichtung (8) wertet die Funkkommunikation im Überwachungsbereich aus, ermittelt daraus mindestens einen Situationsindikator, der eine im Überwachungsbereich vorherrschende Funksituation anzeigt und erfasst für jede Funkeinrichtung (6) einen Empfangssignalstärkeindikator (RSSIi) basierend auf einer Funkkommunikation mit einem ersten Mobilfünkgerät (2). Die Signalverarbeitungseinrichtung (8) wählt einen dem mindestens einen Situationsindikator zugeordneten Kalibrierungsmodus und liest die diesem Kalibrierungsmodus zugeordneten Verarbeitungsinstruktionen aus der Datenspeichereinrichtung (18). Die Signalverarbeitungseinrichtung (8) ermittelt eine momentane Position (Ρ') des ersten Mobilfünkgeräts (2) als Funktion der erfassten Empfangssignalstärkeindikatoren (RSSI_i) gemäss den gelesenen Verarbeitungsinstruktionen.

Description

Zugangskontrollsystem und Verfahren zum Betreiben eines

Zugangskontrollsystems

Beschreibung

Die hier beschriebene Technologie betrifft allgemein ein Zugangskontrollsystem, das einem berechtigten Nutzer Zugang zu einer zugangsbeschränkten Zone in einem Gebäude gewährt. Ausführungsbeispiele der Technologie betreffen insbesondere ein

Zugangskontrollsystem mit einer Sende- und Empfangseinrichtung für Funksignale und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Zugangskontrollsystems.

Zugangskontrollsysteme können auf verschiedenste Art und Weise ausgestaltet sein. Die Ausgestaltungen können beispielsweise die Art betreffen, wie sich Nutzer (Personen) als zugangsberechtigt auszuweisen haben, z. B. mit einem Schlüssel, einer Magnet-, Chip oder RFID Karte oder einem mobilen elektronischen Gerät (z. B. Mobiltelefon). WO 2010/112586 Al beschreibt ein Zugangskontrollsystem, bei dem ein von einem Nutzer mitgeführtes Mobiltelefon einen Identifikationscode an einen Zugangsknoten sendet.

Falls der Identifikationscode als gültig erkannt wird, sendet der Zugangsknoten einen Zugangscode an das Mobiltelefon, das den Zugangscode auf einer Anzeige dargestellt. Hält der Nutzer das Mobiltelefon an eine Kamera, so dass diese den dargestellten Zugangscode erfassen kann, überprüft das Zugangskontrollsystem, ob der erfasste Zugangscode gültig ist. Ist er gültig, wird dem Nutzer der Zugang gewährt.

In Gebäuden mit vielen Stockwerken kann es zu bestimmten Tageszeiten zu einem hohen Personenverkehrsaufkommen kommen, beispielsweise in einer Eingangshalle eines Bürogebäudes, wenn morgens oder nach einer Mittagspause eine Vielzahl von

Arbeitnehmern das Gebäude betritt, um zu ihren Arbeitsplätzen zu gelangen. Zu diesen Zeiten werden nicht nur hohe Anforderungen an die Effizienz eines im Gebäude installierten Aufzugssystems gestellt, sondern auch an das Zugangskontrollsystem, um z. B. Schlangenbildung an einer Schleuse zwischen einer öffentlichen Zone und einer zugangsbeschränkten Zone so weit wie möglich zu vermeiden. Es besteht daher ein Bedarf an einem Zugangskontrollsystem, das diese Anforderungen erfüllt, wobei die Zugangskontrolle trotzdem zugangsberechtigte Personen zuverlässig von nicht berechtigten Personen unterscheiden kann. Ein Aspekt einer solchen Technologie betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Systems zur Kontrolle eines Zugangs zu einer zugangsbeschränkten Zone in einem Gebäude, in dem eine Schleuse die zugangsbeschränkte Zone von einer öffentlichen Zone trennt. Das System umfasst Funkeinrichtungen, die jeweils in einer festgelegten Entfernung zur Schleuse angeordnet sind und einen Überwachungsbereich definieren. Die

Funkeinrichtungen sind für eine Funkkommunikation mit in Funkreichweite befindlichen und Nutzem zugeteilten Mobilfimkgeräten ausgestaltet, wobei ein erstes Mobilfimkgerät an einer ersten Position eines ersten Nutzers zu jeder der Funkeinrichtungen eine Distanz hat. Eine Steuereinrichtung des Systems ist mit einer Gebäudeeinrichtung kommunikativ verbunden, und eine Datenspeichereinrichtung speichert Verarbeitungsinstruktionen für situationsspezifische Kalibrierungsmodi. Eine Signalverarbeitungseinrichtung ist mit der Datenspeichereinrichtung, den Funkeinrichtungen und der Steuereinrichtung

kommunikativ verbunden. Das Verfahren wertet Funkkommunikation im

Überwachungsbereich aus und ermittelt basierend auf der Auswertung einen

Situationsindikator, der eine dort vorherrschende Funksituation anzeigt. Für jede Funkeinrichtung wird ein Indikator für eine Empfangssignalfeldstärke basierend auf einer Funkkommunikation mit dem ersten Mobilfunkgerät erfasst. Das Verfahren wählt einen dem Situationsindikator zugeordneten Kalibrierungsmodus und liest die ihm

zugeordneten Verarbeitungsinstruktionen aus der Datenspeichereinrichtung. Eine momentane Position des ersten Mobilfunkgeräts wird als Funktion der erfassten

Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken gemäss den gelesenen

Verarbeitungsinstruktionen ermittelt.

Ein anderer Aspekt der Technologie betrifft ein System zur Kontrolle eines Zugangs zu einer zugangsbeschränkten Zone in einem Gebäude. Das System umfasst

Funkeinrichtungen, die jeweils in einer festgelegten Entfernung zur Schleuse angeordnet sind und einen Überwachungsbereich definieren. Die Funkeinrichtungen sind für eine Funkkommunikation mit in Funkreichweite befindlichen und Nutzem zugeteilten Mobilfimkgeräten ausgestaltet, wobei ein erstes Mobilfimkgerät an einer ersten Position eines ersten Nutzers zu jeder der Funkeinrichtungen eine Distanz hat. Eine

Steuereinrichtung des Systems ist mit einer Gebäudeeinrichtung kommunikativ verbunden, und eine Datenspeichereinrichtung speichert Verarbeitungsinstruktionen für situationsspezifische Kalibrierungsmodi. Eine Signalverarbeitungseinrichtung ist mit der Datenspeichereinrichtung, den Funkeinrichtungen und der Steuereinrichtung kommunikativ verbunden. Die Signalverarbeitungseinrichtung ist ausgestaltet, die Funkkommunikation im Überwachungsbereich auszuwerten und daraus mindestens einen Situationsindikator zu ermitteln, der eine im Überwachungsbereich vorherrschende Funksituation anzeigt. Zudem ist die Signalverarbeitungseinrichtung ausgestaltet, für jede Funkeinrichtung einen Indikator für eine Empfangssignalfeldstärke basierend auf einer Funkkommunikation mit dem ersten Mobilfunkgerät zu erfassen und den dem mindestens einen Situationsindikator zugeordneten Kalibrierungsmodus zu wählen. Die

Signalverarbeitungseinrichtung ist ausserdem ausgestaltet, die dem gewählten

Kalibrierungsmodus zugeordneten Verarbeitungsinstruktionen aus der

Datenspeichereinrichtung zu lesen und eine momentane Position des ersten

Mobilfünkgeräts als Funktion der erfassten Empfangssignalfeldstärkeindikatoren gemäss den gelesenen Verarbeitungsinstruktionen zu ermitteln.

Die hier beschriebene Technologie schafft ein Zugangskontrollsystem, in dem für eine Positionsbestimmung zuerst beurteilt wird, welche Funksituation im

Überwachungsbereich momentan herrscht, und dann in Abhängigkeit der Funksituation der Kalibrierungsmodus gewählt wird. Der gewählte Kalibrierungsmodus bestimmt die Verarbeitungsinstruktionen, mit denen die momentane Position eines Nutzers ermittelt wird. Dies erlaubt eine flexible Anpassung der Positionsbestimmung an die

vorherrschende Funksituation, um die Position auch bei der vorherrschenden

Funksituation möglichst genau bestimmen zu können.

Bei hohem Verkehrsaufkommen stören beispielsweise viele Nutzer die Ausbreitung eines Funksignals, es kommt beispielsweise zu verstärkter Signalabschwächung und

Signalabschattung. Das Funksignal breitet sich in einer solchen Situation daher anders aus, als während einer Referenz-Situation mit einem einzigen Nutzer, der sich entlang eines festgelegten Referenz-Wegs bewegt. Verarbeitungsinstruktionen, die auf dieser Referenz-Situation basieren, liefern daher u. U. nicht die genaueste Positionsbestimmung. In einem Ausführungsbeispiel kann deshalb ein Kalibrierungsmodus gewählt werden, der das hohe Verkehrsaufkommen berücksichtigt. Ist das Verkehrsaufkommen dagegen gering, können die Verarbeitungsinstruktion auf der Referenz-Situation basieren.

Die Anzahl der Nutzer kann auch auf die Anzahl der im Überwachungsbereich anwesenden aktiven Mobilfünkgeräte hindeuten. Die Anzahl der Mobilfünkgeräte kann daher in einem Ausführungsbeispiel als Situationsindikator gewählt werden. Alternativ zur Anzahl der Mobilfünkgeräte oder zusätzlich kann je nach Konfiguration des

Zugangskontrollsystems, z. B. abhängig von den Gegebenheiten im Gebäude, mindestens einer der folgenden Situationsindikatoren gewählt werden: ein Mobilfunkgerätetyp, eine räumliche Orientierung eines Mobilfünkgeräts, einen Eintrittsort des Nutzers in den Überwachungsbereich, von einem Mobilfunkgerät erzeugte Sensordaten, eine Uhrzeit, eine Anzahl der Funkeinrichtungen, eine im Zugangskontrollsystem verfügbare

Rechenleistung, eine Dichte der Funkeinrichtungen oder eine Raumgrösse. Diese Wahlmöglichkeiten erlauben eine gebäudeindividuelle Anpassung.

Die hier beschriebene Technologie erfasst eine Vielzahl von

Empfangssignalstärkeindikatoren und verarbeitet diese gemäss einem

Berechnungsmodell, wobei das Berechnungsmodell vom gewählten Kalibrierungsmodus abhängt. Vorteilhaft ist dabei, dass die Empfangssignalstärkeindikatoren einfach zu ermitteln sind und dass deren Ermittlung und Überwachung in bekannten Normen und Standards für Funkkommunikation bereits vorgesehen ist. In diesen Normen und Standards ist ein Indikator für eine Empfangssignalfeldstärke auch als Received Signal Strength Indicator (RSSI) bezeichnet. Ein beispielhafter Standard betrifft eine Bluetooth Technologie, z. B. die Bluetooth Low Energy (BLE) Technologie.

In einem Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Technologie werden Funksignale gemäss einer Bluetooth Technologie, insbesondere der BLE Technologie, gesendet und ausgewertet. Dies ist vor allem deswegen ein Vorteil, weil diese Technologie in

Mobilfünkgeräten üblicherweise verfügbar ist und Nutzer das ihnen vertraute Gerät auch in Verbindung mit dem Zugangskontrollsystem nutzen können. Dies erfolgt für einen Nutzer auf komfortable Weise, weil der Nutzer beispielsweise nicht mit dem

Mobilfünkgerät hantieren muss, wenn er Zugang wünscht.

Die Datenspeichereinrichtung speichert in einer Kalibrierungsphase ermittelte Daten, die in einer Anwendungsphase gelesen werden können. Die Daten betreffen beispielsweise einen Funksignalstärke-Referenzwert, der aus einer Funkkommunikation zwischen einer der Funkeinrichtungen und einem dazu in einer Referenz-Distanz angeordneten Referenz- Mobilfünkgerät in der Kalibrierungsphase ermittelt wurde. Die Daten können zudem ein Referenz-Funksignalmuster als Funktion einer Position des Referenz-Mobilfunkgeräts betreffen, wobei das Referenz-Funksignalmuster aus der Funkkommunikation der Funkeinrichtungen mit dem Referenz-Mobilfunkgerät in der Kalibrierungsphase ermittelt wurde. Ausserdem können die Daten einen in der Kalibrierungsphase ermittelten Verlustkoeffizient für jede der Funkeinrichtungen als Funktion der Referenz-Position des Referenz -Mobilfunkgeräts betreffen.

In einem Ausführungsbeispiel können erste Verarbeitungsinstruktionen für einen ersten Kalibrierungsmodus eine Positionsbestimmung gemäss

(log di (p) - log d'_j)²

festlegt werden, wobei NA eine Zahl der Funkeinrichtungen und di(p) eine Euklidische Distanz zwischen einer i-ten Funkeinrichtung (6) und einer variablen Position (p) des Nutzers (4) bedeuten, wobei sich eine mittels des Referenz-Funksignalmusters (FP) ermittelte Distanz (d'i) zwischen dem Mobilfünkgerät (2) und einer i-ten Funkeinrichtung (6) wie folgt ergibt:

M(RSSI_do) - RSSIj

d'i = d_o 10 loa

Der Verlustkoeffizient ist gemäss

definiert, wobei j = 1, ..., N_j ^ die j-te Messung in einem k-ten Wegsegment einer festgelegten Wegstrecke für die i-te Funkeinrichtung bezeichnet, wobei die Wegsegmente in einer Kalibrierungsphase festgelegt sind.

In einem Ausführungsbeispiel können zweite Verarbeitungsinstruktionen für einen zweiten Kalibrierungsmodus eine Ermittlung einer Trajektorie einer Bewegung des Nutzers festlegen, wobei die Ermittlung auf den festgelegten Standorten der

Funkeinrichtungen, den erfassten Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken und dem Funksignalstärke-Referenzwert basiert, wobei Verlustkoeffizienten mittels einer Maximum-Likelihood-Schätzung ermittelt sind, wobei Restkosten gemäss einer negativen Log-Likelihood-Funktion unter Einbeziehung der ermittelten

Verlustkoeffizienten ermittelt sind und wobei die Restkosten über den Positionspfad minimiert sind. Die Datenspeichereinrichtung speichert in einem Ausführungsbeispiel ausserdem eine individuelle Kennung des ersten Mobilfunkgeräts, die vom ersten Mobilfünkgerät ausgesendet wird. Die Kennung kann genutzt werden, um damit auf den Nutzer zu schliessen, dem das erste Mobilfünkgerät gehört. Damit kann in einem

Ausführungsbeispiel geprüft werden, ob der Nutzer zugangsberechtigt ist. Im

Zugangskontrollsystem ist die Signalverarbeitungseinrichtung ausgestaltet, der

Steuereinrichtung ein Steuersignal zuzuführen, wenn basierend auf der Kennung und der ermittelten momentanen Position des Mobilfünkgeräts eine festgelegte Regel erfüllt ist. Die Steuereinrichtung ist ausgestaltet, eine der festgelegten Regel entsprechende Gebäudeaktion zu veranlassen, insbesondere die Schleuse freizugeben.

Im Folgenden sind verschiedene Aspekte der verbesserten Technologie anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren näher erläutert. In den Figuren haben gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Situation in einem Gebäude mit einem Zugangskontrollsystem gemäss einem Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften

Funkkommunikationssituation für die in Fig. 1 gezeigte Situation im Gebäude; Fig. 3 eine beispielhafte Darstellung eines Modells, einschliesslich beispielhafter

Einflussfaktoren, zur Bestimmung einer Position eines Nutzers in der in Fig. 1 gezeigten Situation;

Fig. 4 ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Zugangskontrollsystems;

Fig. 5 ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Kalibrierungsverfahrens zur Bestimmung einer Referenz-Konstanten,

Fig. 6 ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Kalibrierungsverfahrens zur Bestimmung eines Verlustkoeffizienten,

Fig. 7 ein Ablaufdiagram eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Zugangskontrollsystems, und

Fig. 8 ein Ablaufdiagram eines zusätzlichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Zugangskontrollsystems. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Situation in einem Gebäude mit einem Zugangskontrollsystem 1. Aus Darstellungsgründen sind vom Gebäude lediglich einige Wände 3, Räume 24 und Zonen 20, 22 eingezeichnet. Die Räume 24 können z. B. Büros, Wohnungen, Hallen und/oder Aufzugskabinen eines Aufzugsystems sein. In der in Fig. 1 gezeigten Situation befindet sich in der Zone 22 ein Nutzer 4, der ein Mobilfunkgerät 2 mit sich führt. Die Zone 22 unterliegt in diesen beispielhaften

Situationen keiner Zugangsbeschränkung und wird im Folgenden auch als öffentliche Zone 22 bezeichnet. Eine Schleuse 14 trennt die öffentliche Zone 22 von der Zone 20, die einer Zugangsbeschränkung unterliegt und an die Räume 24 angrenzt. Die Zone 20 ist im Folgenden auch als zugangsbeschränkte Zone 20 bezeichnet. Der Fachmann erkennt, dass je nach Gebäude Situation jeder Raum 24 als zugangsbeschränkte Zone 20 betrachtet werden kann. Unter dem Begriff "Gebäude" sind in dieser Beschreibung beispielsweise Wohn- und/oder Geschäftsgebäude, Sportarenen, Flughäfen, Schiffe zu verstehen.

Das Zugangskontrollsystem 1 umfasst gemäss einem Ausführungsbeispiel

Funkeinrichtungen 6, beispielsweise vier durch RFi, RF2, RF3, RF4 gekennzeichnete Funkeinrichtungen 6. Der Fachmann erkennt, dass in einem anderen Ausführungsbeispiel mehr als vier Funkeinrichtungen 6 (allgemein RFi, mit i = 1, 2, ... N) angeordnet sein können, was in Fig. 1 durch gestrichelt dargestellte Funkeinrichtungen (RF) angedeutet ist. Jede der Funkeinrichtungen 6 sendet und empfängt im Betrieb Funksignale gemäss einem festgelegten Standard für Funkkommunikation, wie an anderer Stelle dieser Beschreibung ausgeführt.

Die Funkeinrichtungen 6 sind an festgelegten Standorten ortsfest angeordnet; diese Standorte können bezogen auf einen Gebäudeplan angegeben sein, beispielsweise für ein Gebäudestockwerk mittels x-y Koordinaten. Der Ort der Schleuse 14 kann in ähnlicher Weise für ein Gebäudestockwerk mittels x-y Koordinaten angegeben sein. Daten, die die Standorte der Funkeinrichtungen 6 und den Ort der Schleuse 14 angeben, sind in einem Ausführungsbeispiel im Zugangskontrollsystem 1 gespeichert, beispielsweise in einer Datenspeichereinrichtung 18 (im Folgenden auch als Speichereinrichtung 18 bezeichnet).

Durch die so angeordneten Funkeinrichtungen 6 ist ein Bereich festgelegt, der durch das Zugangskontrollsystem 1 überwacht wird, dieser Bereich ist im Folgenden als

Überwachungsbereich bezeichnet. Je nach Gebäudesituation kann der Überwachungsbereich beispielsweise an eine Haupteingangstür, eine Stockwerkstür oder eine Aufzugstür angrenzen, deren Orte ebenfalls im Gebäudeplan angegeben und damit bekannt sind. Kommt ein Nutzer 4 durch eine solche Tür in den Überwachungsbereich, dabei kann beispielsweise eine Türbewegung detektiert werden, ergibt sich aus dem bekannten Ort dieser Tür eine momentane Position des Nutzers 4. Da sich der Nutzer 4 von der Tür wegbewegt, kann diese momentane Position als Anfangsposition der Bewegung im Überwachungsbereich betrachtet werden. In einem Ausführungsbeispiel kann eine Funkeinrichtung 6 an einem markanten Ort, wie z. B. den genannten Türen, angeordnet sein, um diesen Ort als Anfangsposition zu definieren.

Das Zugangskontrollsystem 1 umfasst ausserdem eine Signalverarbeitungseinrichtung 8 (als DSP dargestellt) und eine mit der Signalverarbeitungseinrichtung 8 verbundene Steuereinrichtung 10, 12. Die Speichereinrichtung 18 ist ebenfalls mit der

Signalverarbeitungseinrichtung 8 verbunden. Die Signalverarbeitungseinrichtung 8 ist mit den Funkeinrichtungen 6 kommunikativ verbunden, was durch einen Doppelpfeil 9 angedeutet ist. Die Steuereinrichtung 10, 12 umfasst ein Steuerungssystem 12 (in Fig. 1 als ACS dargestellt) für das Zugangskontrollsystems 1, das z. B. eine

Zugangsberechtigung prüft und abhängig vom Ergebnis dieser Prüfung eine

Gebäudeeinrichtung ansteuert. Die Gebäudeeinrichtung kann eine Steuereinrichtung 16 (CTRL) für die Schleuse 14 oder ein Steuerungssystem 10 für ein Aufzugssystem (in Fig. 1 als ECS dargestellt) sein. Bezogen auf das Aufzugssystem sind einige oder alle der dargestellten Räume 24 Aufzugskabinen. In Fig. 1 umfasst die Steuereinrichtung 10, 12 das Steuerungssystem 10 für das Aufzugssystem. Der Fachmann erkennt, dass das Steuerungssystem 12 für das Zugangskontrollsystems 1 und das Steuerungssystem 10 für das Aufzugssystem getrennte Systeme sein können und dementsprechend als getrennte Systeme dargestellt werden können.

In der in Fig. 1 gezeigten Situation ist die hier beschriebene Technologie in vorteilhafter Weise anwendbar, um das Zugangskontrollsystem 1 mit möglichst geringer Komplexität zu betreiben und dem Nutzer 4 komfortabel Zugang zur zugangsbeschränkten Zone 20 zu gewähren. Der Fachmann erkennt, dass sich mehr als ein Nutzer 4 im

Überwachungsbereich aufhalten kann. Kurz und beispielhaft zusammengefasst erfolgt der Betrieb des Zugangskontrollsystems 1 gemäss einem Ausführungsbeispiel wie folgt: Die Technologie bestimmt eine Position des Nutzers 4 unter Verwendung eines

Berechnungsmodells, im Folgenden auch als Kanalmodell bezeichnet, das

Übertragungsverluste der Funksignale, die sich zwischen dem Mobilfunkgerät 2 und den Funkeinrichtungen 6 ausbreiten, beschreibt. Als Mass für die Übertragungsverluste nutzt das Kanalmodell Indikatoren für Empfangssignalfeldstärken (Received Signal Strength Indicator, RSSI), die für die momentane Position bezüglich der einzelnen

Funkeinrichtungen 6 ermittelt werden. Dieses Kanalmodell wird abhängig von einer im Überwachungsbereich vorherrschenden Funksituation, z. B. eine Anzahl anwesender Mobilfunkgeräte 2, deren Typen (z. B. iPhone-Geräte oder Android-Geräte) und/oder Richtungsangaben (z. B. Lage/Orientierung eines Mobilfünkgeräts 2), und eines daraus ermittelten Situationsindikators angepasst. Die Anpassung erfolgt gemäss einem für die Funksituation gewählten Kalibrierungsmodus; der gewählte Kalibrierungsmodus kann auf vorgängig ermittelte und gespeicherte Werte (z. B. Referenzwerte) beruhen oder ohne eine solche vorgängige Werteermittlung auskommen. Diese im Zugangskontrollsystem 1 implementierte Technologie verbessert die Genauigkeit der Positionsbestimmung. In einem Ausführungsbeispiel wird die Genauigkeitsverbesserung dadurch unterstützt, dass die Funksignale gemäss einem Standard für die Bluetooth Technologie gesendet werden und/oder dass im Zugangskontrollsystem 1 ein möglichst hoher Diversitätsgrad vorgesehen ist (wie an andere Stelle diese Beschreibung ausgeführt).

Da die Standorte der Funkeinrichtungen 6 bekannt/festgelegt sind, insbesondere bezogen auf die Schleuse 14, ergibt sich aus der Positionsbestimmung des Mobilfunkgeräts 2 die Position des Nutzers 4 bezogen auf die Funkeinrichtungen 6 bzw. der Schleuse 14. Damit kann beispielsweise ermittelt werden, wie weit der Nutzer 4 von der Schleuse 14 entfernt ist und/oder in welche Richtung er sich bewegt, z. B. zur Schleuse 14 hin oder von ihr weg. Ein vom Mobilfünkgerät 2 gesendetes Funksignal umfasst eine individuelle Kennung (z. B. Geräte ID, Seriennummer, Geräteadresse), mittels der überprüft werden kann, ob der Nutzer 4 zugangsberechtigt ist, sollte er Zugang wünschen und nicht nur an der Schleuse 14 Vorbeigehen. Bewegt sich der Nutzer 6 entlang einem der in Fig. 1 beispielhaft gezeigten Wegstrecken 26, 28, kann die sich zeitlich ändernde Position (auch als Trajektorie bezeichnet) des Nutzers 4 verfolgt werden. Dafür werden in festgelegten diskreten Zeitabständen Positionsbestimmungen durchgeführt; die Zeitabstände können beispielsweise abhängig von der Funktechnologie gewählt werden. Ergibt ein Vergleich der ermittelten Position mit dem Ort der Schleuse 14, dass sich der Nutzer 4 an der Schleuse 14 befindet, wird, wenn eine festgelegte Regel erfüllt ist, eine entsprechende Gebäudeaktion veranlasst; beispielsweise wird ihm bei ermittelter Zugangsberechtigung Zugang gewährt.

Das Kanalmodell und die Optionen zur Anpassung des Kanalmodells sind im Folgenden ausführlicher beschrieben. Zudem sind weitere Eigenschaften des

Zugangskontrollsystems 1 und dessen Komponenten angegeben.

Die Funkeinrichtungen 6 des Zugangskontrollsystems 1 sind im gezeigten

Ausführungsbeispiel in der öffentlichen Zone 22 und in der zugangsbeschränkten Zone 20 angeordnet. Dadurch erstreckt sich der Überwachungsbereich über beide Zonen 20, 22. In der in Fig. 1 gezeigten Situation mit vier Funkeinrichtungen 6 befinden sich zwei Funkeinrichtungen 6 (RFi, RF2) in der öffentlichen Zone 22 und zwei Funkeinrichtungen 6 (RF3, RF4) in der zugangsbeschränkten Zone 20. Der Fachmann erkennt, dass in einem anderen Ausführungsbeispiel die Funkeinrichtungen 6 nur in einer der beiden Zonen 20, 22 angeordnet sein können und dass die Anzahl und die Anordnung der

Funkeinrichtungen 6 abhängig von den Gegebenheiten im Gebäude gewählt werden können. Eine Anordnung der Funkeinrichtungen 6 in beiden Zonen 20, 22, d. h. auf beiden Seiten der Schleuse 14, hat jedoch den Vorteil, dass die Positionsbestimmung mit im Wesentlichen der gleichen Genauigkeit erfolgt, unabhängig davon, in welche Richtung sich der Nutzer 4 bewegt.

Die Schleuse 14 trennt die zugangsbeschränkte Zone 20 von der öffentlichen Zone 20. Je nach Gebäude und dessen Anforderungen kann die Schleuse 14 eine physische Barriere, z. B. eine Tür, eine Dreh- oder Schiebetür, eine Schranke oder ein Drehkreuz, umfassen oder ohne eine solche physische Barriere ausgestaltet sein. Das Zugangskontrollsystem 1 stellt mit Hilfe der Schleuse 14 sicher, dass nur berechtigte Nutzer 4 in die

zugangsbeschränkte Zone 20 gelangen können, beispielsweise durch Blockieren oder Freigeben der physischen Barriere. Bei Schleusen 14 ohne eine physische Barriere kann das Zugangskontrollsystem 1 beispielsweise den Zugang dadurch kontrollieren, dass bei Eintreten eines nichtberechtigten Nutzers 4 in die zugangsbeschränkte Zone 20 eine Sicherheitsmassnahme veranlasst wird, z. B. ein optischer und/oder akustischer Alarm ausgelöst wird; alternativ dazu oder zusätzlich kann eine Benachrichtigung eines Sicherheitsdienstes veranlasst werden. Unabhängig davon, ob die Schleuse 14 mit oder ohne eine physische Barriere ausgestatet ist, kann zusätzlich eine evtl vorhandene Informationseinrichtung aktiviert werden, um z. B. einen Nutzer 4 zu informieren.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Funksituation für die in Fig. 1 gezeigte Situation im Gebäude. In Fig. 1 und Fig. 2 befindet sich der Nutzer 4 an einer Position P, die im Folgenden als (tatsächliche) Position P bezeichnet ist. Die hier beschriebene Technologie nutzt das Kanalmodell zur Bestimmung der Position des Mobilfunkgeräts 2 und damit die Position des Nutzers 4. Die so ermitelte Position des Nutzers 4 ist im Folgenden als Position P' bezeichnet; sie kann gleich der tatsächlichen Position P des Nutzers 4 sein, sie kann aber auch davon mehr oder weniger abweichen, vor allem unter realen Bedingungen im Gebäude.

In Fig. 1 und Fig. 2 sind die vier Funkeinrichtungen 6 (RFi, RF₂, RF₃, RF₄) gezeigt, die im Bereich um die Schleuse 14 angeordnet sind. Der Nutzer 4 und das Mobilfunkgerät 2 befinden sich an der (tatsächlichen) Position P, von der aus er jeweils einen Abstand zu einer der Funkeinrichtungen 6 hat; in Fig. 2 sind dies die Abstände di, d2, d₃, d₄

(allgemein di, mit i = 1, 2, ... N). In Fig. 2 ist angenommen, dass zwischen dem

Mobilfunkgerät 2 des Nutzers 4 und jeder Funkeinrichtung 6 Funksignale gesendet und empfangen werden. Für jedes dieser Funksignale kann für die Position P ein

Empfangssignalstärkeindikator (RSSIi) ermitelt werden; in Fig. 2 sind dies die

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE, RSSE, RSSE, RSSE. Zur Veranschaulichung ist in Fig. 2 für jedes Funksignal bzw. jede Funkverbindung ein Wertepaar eingezeichnet, das einen Abstand di und den dafür gemessenen Empfangssignalstärkeindikator RSSE angibt, wobei i = 1, 2, ..., N (Anzahl der Funkeinrichtungen 6) ist.

Aus diesen Funksignalen ergibt sich für die Position P des Nutzers 4 ein

charakteristisches Funkmuster FP (auch als Funk-Fingerprint FP bezeichnet). In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Funk-Fingerprint FP alle für die Position P gemessenen Empfangssignalstärkeindikator RSSE, in Fig. 2 sind dies die vier

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE, RSSE, RSSE, RSSE. Ändert sich die Position P, ändert sich in der Regel einer oder mehrere dieser Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE, RSSE, RSSE, RSSE. Die Kenntnis der für eine Position gemessenen

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE, also des für diese Position bestimmten Funk- Fingerprints FP, kann in einem Ausführungsbeispiel genutzt werden, um eine Position eines Mobilfunkgeräts 2 näherungsweise zu ermitteln. Die

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE und das Funkmuster FP können in der

Speichereinrichtung 18 gespeichert werden.

Fig. 2 zeigt zudem eine Situation, die gemäss einem Ausführungsbeispiel für eine Bestimmung von einem oder mehreren Referenzwerten genutzt wird. Der oder die so bestimmten Referenzwerte können in einem Kalibrierungsmodus verwendet werden. In der gezeigten Situation hat der Nutzer 4 ein Referenz-Mobilfunkgerät 2a und befindet sich in einem Abstand do zu einer für die Bestimmung von Referenzwerten ausgewählten Funkeinrichtung 6; in Fig. 2 ist dies die mit RFi gekennzeichnete Funkeinrichtung 6. Ein dafür bestimmter Referenzwert ist als RSSI_d eingezeichnet. Weitere Ausführungen hierzu sind an anderer Stelle dieser Beschreibung angegeben.

Der Fachmann erkennt, dass der genannte möglichst hohe Diversitätsgrad auf verschiedene Art erzielt werden kann. In der Nachrichtentechnik erfolgt mit der

Diversitäts-Technik die redundante Übertragung von Daten über stochastisch unabhängige Kanäle, die nur zu einer geringen Wahrscheinlichkeit zur selben Zeit fehleranfällig sind. Dabei sind verschiedene Formen von Diversitäts-Betriebsarten bekannt: Bei der Zeitdiversität wird die Information der Nutzdaten mehrmals zeitlich versetzt und so mehrfach über denselben Funkkanal gesendet, um zeitabhängige Schwankungen der Signalstärke auszugleichen. Bei der Raumdiversität werden zwei oder mehr Sende-Empfangs-Wege betrieben. Realisiert wird dies meistens durch räumlich getrennte Antennen, die parallel betrieben werden. Je nach Verfahren wählt die

Empfangsvorrichtung dann z. B. das stärkste empfangene Signal aus. Bei der

Frequenzdiversität wird dasselbe Signal zeitgleich über zwei oder mehrere,

unterschiedliche Trägerfrequenzen übertragen. Bei Störungen oder einer kompletten Signalauslöschung ist zu erwarten, dass nicht alle verwendeten Frequenzbereiche davon betroffen sind.

In einem Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Technologie erfolgt die

Funkkommunikation zwischen dem Mobilfünkgerät 2 (bzw. dem Referenz- Mobilfünkgerät 2a) und den Funkeinrichtungen 6 gemäss einem Standard für die Bluetooth Technologie, z. B. Bluetooth Low Energy (BLE) (im Folgenden als BLE Technologie bezeichnet); das Mobilfünkgerät 2 (2a) und die Funkeinrichtungen 6 sind dafür mit entsprechenden Einrichtungen ausgestattet. Alternativ zur BLE Technologie können anderer bekannte Funktechnologien verwendet werden, z. B. eine WLAN/WiFi Technologie. Das Mobilfunkgerät 2 sendet z. B. als Funksignal einen als Advertising Event bezeichneten Aufmerksamkeitshinweis aus. Alle in Funkreichweite befindlichen Funkeinrichtungen 6 empfangen dieses Funksignal, und jede dieser Funkeinrichtungen 6 kann die Signalstärke des von ihr empfangenen Funksignals bestimmen, aus der sich der Empfangssignalstärkeindikator RSSIi ergibt. Der Fachmann erkennt, dass dieser Vorgang auch umgekehrt ablaufen kann, d. h. jede Funkeinrichtung 6 sendet als Funksignal einen Advertising Event und das Mobilfunkgerät 2 bestimmt daraus die Signalstärken bzw. die Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE (weitere Ausführungen hierzu erfolgen unten).

In einer Ausgestaltung der BFE Technologie (Bluetooth 5.0) werden drei Haupt- Funkkanäle verwendet, die jeweils eine relativ geringe Bandbreite haben und voneinander durch einen relativ grossen Frequenzabstand getrennt sind; weitere Details zur BFE Technologie, insbesondere zum Kommunikationsprotokoll, sind dem Fachmann bekannt, so dass Ausführungen hierzu an dieser Stelle nicht erforderlich erscheinen. In einem Ausführungsbeispiel kann Diversität durch Mittelung zeitlich aufeinander folgender Messungen der Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE realisiert werden. Diese sind im Normalfall zeitlich unabhängig, da sie über verschiedene Funkkanäle, und damit über verschiedene Frequenzen, übertragen werden.

Der Fachmann erkennt, dass die Messung der Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi durch das Mobilfunkgerät 2 (bzw. des Referenz-Mobilfunkgeräts 2a) und/oder durch die Funkeinrichtungen 6 bzw. die Signalverarbeitungseinrichtung 8 erfolgen kann.

Beispielsweise können in einem ersten Fall die Funkeinrichtungen 6 fortlaufend

Advertising Event Pakete senden. Das Mobilfunkgerät 2 empfängt diese Pakete und kann alle damit verbundenen Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE ermitteln. Die gemessenen Werte liegen jetzt auf dem Mobilfunkgerät 2 vor. Eine Softwareanwendung (auch als App bezeichnet) kann nun die Position des Mobilfunkgeräts 2 gemäss der hier beschriebenen Technologie ermitteln und gegebenenfalls von einem Sensormodul (IMU, Inertiale Measurement Unit) des Mobilfunkgeräts 2 erzeugte Sensorwerte (IMU-Daten) mitverwenden, da diese ebenfalls auf dem Mobilfunkgerät 2 vorliegen. Das

Zugangskontrollsystem 1 wird dann vom Mobilfunkgerät 2 über die ermittelte Position informiert. Im umgekehrten (zweiten) Fall sendet das Mobilfunkgerät 2 fortlaufend Advertising Event Pakete aus. Die Funkeinrichtungen 6 empfangen diese Pakete und können alle damit verbundenen Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE ermitteln. Die gemessenen Werte hegen nun bei den Funkeinrichtungen 6 vor und können in der Speichereinrichtung 18 mit einem Zeitstempel versehen gespeichert werden. Die

Signalverarbeitungseinrichtung 8 verarbeitet diese Daten gemäss der hier beschriebenen Technologie, um die Position des Mobilfunkgeräts 2 zu ermitteln. IMU-Daten können vom Mobilfünkgerät 2 zur Signalverarbeitungseinrichtung 8 übermittelt und bei der Positionsbestimmung mitverwendet werden. Im Folgenden erfolgt die Beschreibung der Technologie bezogen auf den zweiten Fall.

Fig. 3 zeigt eine beispielhafte Prinzipdarstellung zur Bestimmung einer Position des Nutzers 4 gemäss den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Situationen. Die

Positionsbestimmung basiert auf einem Kanalmodell (Block 38). Je nach Ausgestaltung kann die Positionsbestimmung unter Nutzung eines von mehreren Kalibrierungsmodi (Block 36) erfolgen, wobei der Kalibrierungsmodus abhängig von einem

Situationsindikator gewählt werden kann. Diese Positionsbestimmung kann zusätzlich unter Nutzung einer zeitlichen Filterung (Block 34) und/oder von Sensorwerten (Block 32) modifiziert werden. Die Sensorwerte werden in einem Ausführungsbeispiel von einem Sensormodul (IMU, Inertiale Measurement Unit) des Mobilfunkgeräts 2 erzeugt. Aus dem gemäss einem der Kalibrierungsmodi angepassten Kanalmodell ergibt sich die momentane Position P' des Mobilfunkgeräts 2 (evtl modifiziert durch Filterung und Sensorwerte), was in Fig. 3 durch einen Block 30 angedeutet ist. Ein beispielhafter zeitlicher Verlauf der Position P' in der x-y Ebene (s. Fig. 1) ist in einem Block 40 angedeutet. Im Block 40 befindet sich die Schleuse 14 beispielhaft in x-Richtung bei xo; daraus ist auch ersichtlich, dass sich die Positionsbestimmung gemäss der hier beschriebenen Technologie über beide Zonen 20, 22 erstreckt.

Der hier beschriebenen Technologie liegt ein Konzept zugrunde, das einen Verlust an Signalstärke bei einer Übertragung über einen Übertragungskanal beschreibt. Der Übertragungskanal umfasst den Signalweg vom Mobilfunkgerät 2 (einschliesslich dessen Antenne) über die Luft zu einer der Funkeinrichtungen 6 (einschliesslich deren Antenne), die ebenfalls zu den Verlusten beitragen können. Antennenverluste und Mehrwegeausbreitung werden bei der hier beschriebenen Technologie als

Zufallsvariablen betrachtet. Aus Fig. 1 und Fig. 2 ist ersichtlich, dass vom

Mobilfünkgerät 2 mehrere Signalwege ausgehen bzw. enden. Ein solches Konzept ist dem Fachmann als Kanalmodell bekannt. Gemäss dem hier verwendete Kanalmodell ist der durchschnittliche Empfangssignalstärkeindikator RSSI(d) (in dBm) als Funktion der

Distanz d durch folgende Gleichung beschrieben:

RSSI(d) = M(RSSI_do) - 10 a log₁₀ ( ) + W ,

mit

M(RSSI_do) = 101og₁₀(P_R,do)

und

W = X + S + G = 10 log₁₀(x) + 10 log₁₀(s) + 101og₁₀(g).

Dabei sind:

do: Referenzabstand

Verlustkoeffizient/Verlustexponent

M(RSSI_do): mittlere Empfangssignalstärkeindikator RSSI bei einem Referenzabstand do

P_R,do : mittlere empfangene Leistung bei einem Referenzabstand do

X: Schwund/Fading-Variable,

S: Funkabschattungs-Variable, und

G: Antennengewinn/-verlust-V ariable .

Im Überwachungsbereich herrscht zu einem gegebenen Zeitpunkt eine momentane Funksituation (hierbei werden nur die Funksignale (Bluetooth Technologie) zwischen dem Mobilfunkgerät 2 und den Funkeinrichtungen 6 betrachtet, nicht aber etwaige andere im Gebäude vorhandene Funksignale). Weil jedes Mobilfünkgerät 2 mit einem

Funksignal auch mindestens eine individuelle Kennung aussendet, können

Mobilfunkgeräte 2 unterschieden werden; dadurch kann auf die Anzahl der im

Überwachungsbereich aktiven anwesenden Mobilfunkgeräte 2 geschlossen werden. Die Kennung kann eine Telefonnummer, eine Internationale Mobilfunk-Teilnehmerkennung (International Mobile Subscriber Identity (IMSI)), eine Geräte-ID (International Mobile Station Equipment Identity (IMEI)), eine Geräteadresse (Media Access Control (MAC)

Address) oder eine andere Art der eindeutigen Kennzeichnung eines Mobilfunkgeräts 2 sein. Aus der Anzahl der Mobilfunkgeräte 2 können das Ausmass von Funkabschattungen durch die anwesenden Nutzer 4 und die Kanalauslastung abgeschätzt werden. Zudem kann u. U. erkannt werden, z. B. abhängig von der Anzahl der Nutzer 4, ob sich der Nutzer 4 in Fig. 2 näher an der Funkeinrichtung RFi oder der gegenüber angeordneten Funkeinrichtung RF2 befindet. Zur Funksituation kann in einen Ausführungsbeispiel auch der Typ des Mobilfunkgeräts 2 beitragen. Die Geräte-ID gibt in der Regel an, um welchen Typ von Mobilfunkgerät 2 (z. B. ein iPhone von Apple oder ein so genanntes Android Smartphone eines anderen Herstellers) es sich handelt.

Die Anzahl der Mobilfunkgeräte 2 stellt einen Situationsindikator dar, ebenso wie der Typ eines Mobilfunkgeräts 2. Weitere Situationsindikatoren sind ein Eintrittsort des Nutzers 4 in den Überwachungsbereich (z. B. der genannte markante Ort), von einem Mobilfunkgerät 2 erzeugte Sensordaten, eine Nutzer-Kennung, eine Uhrzeit, eine Anzahl der Funkeinrichtungen 6, eine im Zugangskontrollsystem 1 verfügbare (Computer-) Rechenleistung, eine Dichte der Funkeinrichtungen 6 und eine Raumgrösse. Aus der Auswertung der Funkkommunikation im Überwachungsbereich kann mindestens einer dieser Situationsindikatoren ermittelt werden, der die Funksituation im

Überwachungsbereich anzeigt. Der Fachmann erkennt, dass mehrere dieser

Situationsindikatoren erfasst werden können, um die Funksituation anzuzeigen, und dass nicht alle der genannten Situationsindikatoren im Zugangskontrollsystem 1, zu einer bestimmten Zeit oder für ein bestimmtes Mobilfunkgerät 2 ermittelbar sein können.

Gemäss der hier beschriebenen Technologie wird der Situationsindikator genutzt, um einen der Situation angemessenen Kalibrierungsmodus zu wählen, durch den das Kanalmodell angepasst wird. Im Folgenden sind drei verschiedene Kalibrierungsmodi mit jeweils mehreren möglichen Kalibrierungsalgorithmen beschrieben:

ein Referenz-Mobilfunkgerät gestützter Kalibrierungsmodus, der auf einem dedizierten Kalibrierungslauf mit einem Referenz-Mobilfunkgerät 2a in einer Kalibrierungsphase beruht und unten in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben ist; ein Mobilfunkgerät unabhängiger Kalibrierungsmodus, der auf einem

Selbstkalibrierungsansatz in einer Kalibrierungsphase beruht; und

ein automatisierter Echtzeit-Kalibrierungsmodus, der mit einer reduzierten Kalibrierung oder ohne eine spezielle Kabbrierungsphase auskommt.

Die Parameter des genannten Kanalmodells, insbesondere die durchschnittliche

Empfangsleistung (PR,®) im Referenzabstand do und der Verlustkoeffizient a, können für verschiedene Funksituationen und Mobilfunkgeräte 2 erheblich abweichen. Für eine zuverlässige Positionsbestimmung ist jedoch die Kenntnis dieser Parameter für ein gegebenes System und eine gegebene Funksituation von Bedeutung, insbesondere auch wenn sich eine Ausbreitungsumgebung für die Funksignale ändert. Mit den genannten Kalibrierungsmodi können die Parameter mit oder ohne Kenntnis des Wegs des Nutzers 4 in einer Kalibrierungsphase bestimmt werden oder eine Kalibrierungsphase kann entfallen.

Zuerst wird auf den Mobilfünkgerät unabhängigen Kalibrierungsmodus, im Folgenden auch Selbstkalibrierung genannt, Bezug genommen. Dabei werden die

Verlustkoeffizienten a,. die Pfadverluste beschreiben, auf der Grundlage von Messungen zwischen den Funkeinrichtungen 6 und der Kenntnis der Standorte der Funkeinrichtungen 6 ermittelt. In einer Kalibrierungsphase wird jede Funkeinrichtung 6 als einzelner Sender verwendet, während die verbleibenden Funkeinrichtungen 6 Empfänger sind. Sendet z. B. eine erste Funkeinrichtung 6 Funk-Prüfsignale an alle anderen Funkeinrichtungen 6, werden die von ihnen bestimmten Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE gespeichert. Danach wechselt die zuvor sendende erste Funkeinrichtung 6 in einen Empfängermodus und die nächste Funkeinrichtung 6 beginnt zu senden. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis alle Funkeinrichtungen 6 einmal Funk-Prüfsignale gesendet haben. Aufgrund der Kenntnis aller Standorte der Funkeinrichtungen 6 und damit auch der Abstände zwischen den Funkeinrichtungen 6 können die ermittelten Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE verwendet werden, um für alle Funkeinrichtungen 6 die entsprechenden

Verlustkoeffizienten m zu bestimmen. Ein Vorteil der Selbstkalibrierung ist, dass sie ohne grossen Aufwand automatisiert und bei Bedarf wiederholt werden kann, z. B. bei Änderungen in der Umgebung. Sie kann z. B. Verwendung finden, wenn sich wegen der Gebäudesituation das Mobilfünkgerät 2 in der Nähe der Funkeinrichtungen 6 befindet (z. B. eine Gebäudetür führt direkt in den Überwachungsbereich), wenn dessen Position zu bestimmen ist; dies kann z. B. durch das genannte Funk-Fingerprinting detektiert werden, um damit den Modus der Selbstkalibrierung zu wählen.

Der automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus hat den Vorteil, dass er mit reduziertem oder keinem Vorwissen auskommt und somit den Installationsaufwand reduziert. In einer Ausgestaltung kommt der automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus ohne eine spezielle Kalibrierungsphase aus. Dabei wird die Position des Mobilfünkgeräts 2 ohne Vorwissen ausser den Standorten der Funkeinrichtungen 6 bestimmt. Anstatt die Parameter des für die Positionsbestimmung verwendeten Kanalmodells in einer vorgängigen Kalibrierungsphase zu schätzen, werden diese Parameter als Störparameter betrachtet und in Echtzeit gemeinsam mit der Position des Mobilfünkgeräts 2 bestimmt. Dieser Ansatz beseitigt die Notwendigkeit einer Kalibrierung, da die entsprechende Optimierung nicht von den Referenz-RSSI-Werten oder den Verlustkoeffizienten a, abhängt. Dadurch kann sich der Algorithmus an neue Ausbreitungsumgebungen oder an ein Antennenmuster des Mobilfünkgeräts 2 anpassen. In einem Ausführungsbeispiel kann die Genauigkeit verbessert werden, wenn nur die Verlustkoeffizienten a, als

Störparameter betrachtet werden, der mittlere Empfangssignalstärkeindikator M(RSSI_do) beim Referenzabstand dojedoch bekannt ist. In einem Ausführungsbeispiel bestimmt der automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus die Trajektorie der Bewegung vom Beginn der Messung bis hin zum momentanen Zeitpunkt.

In einer anderen Ausgestaltung ist der automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus iterativ; er basiert auf der Annahme, dass die erste Position des Nutzers 4 bekannt ist. Wie oben ausgeführt, kann dies der Fall sein, wenn der Nutzer 4 durch eine Stockwerktür oder Aufzugstür direkt in den Überwachungsbereich kommt und sich von dieser

Anfangsposition aus weiterbewegt. Mittels einer einzigen Ermittlung des

Empfangssignalstärkeindikators RSSE für jede Funkeinrichtung 6, kann für jede

Funkeinrichtung 6 der Verlustkoeffizient a, bestimmt werden. Die so ermittelten

Verlustkoeffizienten m werden dann zum Ermitteln der (neuen) Position des Nutzers 4 genutzt. Diese neue Positionsbestimmung wird dann verwendet, um auf Basis von zwei Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE pro Funkeinrichtung 6 neue Verlustkoeffizienten ai zu ermitteln. Dieser Vorgang wird dann iterativ für die gesamte Wegstrecke fortgesetzt.

In einer weiteren Ausgestaltung des automatisierten Echtzeit-Kalibrierungsmodus können die durch dieses iterative Vorgehen gewonnenen (alten) Daten in einer Erweiterung genutzt werden, um anfangs eine gewisse Mindeststabilität der Positionsbestimmung zu erreichen. Dieser Algorithmus stützt sich somit auf frühere, aber veraltete Information zu den Verlustkoeffizienten a. Während diese zu ungenauen Positionsbestimmungen führen, ist ihre Genauigkeit jedoch den anfänglichen, mittels des iterativen Vorgehens zu Beginn eines Laufs bestimmten Positionen oft überlegen. Beispielsweise können die ersten 10-30 Messungen, insbesondere die ersten 20-25 Messungen verwendet werden. Diese Anzahl von Messungen reicht aus, um vorläufige und stabile Positionen für eine korrekte Abschätzung der Verlustkoeffizienten a zu erhalten.

In einem Ausführungsbeispiel des Zugangskontrollsystems 1 ist eine Kalibrierungsphase vorgesehen, die z. B. bei einer vor Ort Inbetriebnahme des Zugangskontrollsystems 1 durchgeführt wird. In dieser Kalibrierungsphase können eine Referenz-Konstante (Mittelwert M(RSSI_do)) und mehrere Verlustkoeffizient a, bestimmt werden. Alternativ zur Kalibrierung bei der Inbetriebnahme vor Ort kann die Kalibrierung, insbesondere bzgl. der Referenz-Konstanten M(RSSI_do), zentral durchgeführt werden, wenn die Funkeinrichtungen 6 baugleich und im Wesentlichen identische Funkeigenschaften haben, beispielsweise beim Hersteller bzw. Lieferanten des Zugangskontrollsystems 1. Bei Bedarf kann die Kalibrierungsphase nach der Inbetriebnahme wiederholt werden.

Im Folgenden wird der auf dem Referenz-Mobilfunkgerät 2a gestützte

Kalibrierungsmodus erläutert. Dabei wird das Referenz-Mobilfunkgerät 2a in der Kalibrierungsphase entlang einer festgelegten Wegstrecke (und somit bekannter Positionsinformation) geführt und Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE werden zusammen mit der bekannten Positionsinformation gemessen und gespeichert. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Wegstrecke exakt bekannt ist, es genügt, dass sie grob festgelegt ist, mit Anfang, Ende und konstanter Geschwindigkeit zwischen Anfang und Ende. In einem Ausführungsbeispiel ist dieser Ansatz dadurch erweitert, dass die Wegstrecke in einzelne Wegsegmente (k) aufgeteilt wird, um unterschiedliche

Verlustkoeffizienten a, für den Pfadverlust für jede Funkeinrichtung 6 und jedes Wegsegment (k) zu ermitteln. Für einen Nutzer 4, dessen Position zu ermitteln ist, wählt der Algorithmus das Wegsegment (k) aus, in dem sich der Nutzer 4 befinden könnte (ermittelt mittels Funk-Fingerprinting), und weist folglich jeder Funkeinrichtung 6 den entsprechenden Verlustkoeffizient a, für dieses Wegsegment (k) zu. Weitere

Ausführungen hierzu erfolgen in Verbindung mit Fig. 5.

Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben des Zugangskontrollsystems 1, wobei in einer Anwendungsphase die Position des Nutzers 4 bestimmt wird. Für ein in dieser Anmeldung dargestelltes Ablaufdiagramm mittles einzelner Schritte gilt allgemein, dass die Aufteilung in die dargestellten Schritte beispielhaft ist und dass in einer anderen Darstellung einer oder mehrere dieser Schritte in einen oder mehrere Teilschritte aufgeteilt oder mehrere der Schritte zu einem Schritt zusammengefasst werden können. Die gewählte Darstellung eines Ablaufdiagramms ist daher nicht als Einschränkung zu verstehen.

Der Nutzer 4 befindet sich, wie in Fig. 1 und Fig. 2 beispielhaft gezeigt, mit dem Mobilfimkgerät 2 in der Umgebung der Schleuse 14. Obwohl nur der Nutzer 4 dargestellt ist, erkennt der Fachmann, dass weitere Nutzer und Mobilfimkgeräte anwesend sein können. Die Bluetooth-Funktion des Mobilfunkgeräts 2 und eine eventuell dazugehörige Softwareanwendung sind aktiviert, und eine Kalibrierungsphase ist abgeschlossen. Die Speichereinrichtung 18 ist für die hier beschriebene Technologie konfiguriert; sie speichert insbesondere Gebäudedaten (z. B. Gebäude- oder Stockwerkpläne) und Verarbeitungsinstruktionen für die genannten situationsspezifischen Kalibrierungsmodi. Die Verarbeitungsinstruktionen umfassen Algorithmen für die verschiedenen

Kalibrierungsmodi, Algorithmen für die Positionsbestimmung, in einer

Kalibrierungsphase ermittelte Daten (z. B. Referenz-Distanz do, Referenz- Funksignalmuster, Referenz-Empfangssignalstärkeindikatoren). Der Fachmann erkennt, dass die Speichereinrichtung 18 zudem in der Anwendungsphase ermittelte Daten (online) speichert.

Der Nutzer 4 bewegt sich beispielsweise entlang der Wegstrecke 26 von der öffentlichen Zone 22 in Richtung der zugangsbeschränkten Zone 20. Dabei ist angenommen, dass sich das Mobilfimkgerät 2 bereits in Funkreichweite zu den Funkeinrichtungen 6 (RFi - RF₄) befindet. Das Verfahren beginnt in einem Schritt TI und endet in einem Schritt T6.

In einem Schritt T2 wird eine Funkkommunikation im Überwachungsbereich durch die Signalverarbeitungseinrichtung 8 ausgewertet. Für die hier beschriebene Technologie stellt diese Funkkommunikation die Gesamtheit der im Überwachungsbereich übertragenen und in Betracht gezogenen Funksignale (Bluetooth Technologie) dar. Dazu gehören u. a. beispielsweise Funksignale, die die genannten Aufmerksamkeitshinweise (advertising events) übertragen und Funksignale, die darauf antworten. Die

Signalverarbeitungseinrichtung 8 ermittelt daraus beispielsweise die Kennungen der anwesenden Mobilfimkgeräte 2. Die Signalverarbeitungseinrichtung 8 erfasst auch, mit welcher Signalstärke die

Funksignale von den Funkeinrichtungen 6 und/oder den anwesenden Mobilfunkgeräten 2 empfangen werden. In einem Ausführungsbeispiel wird dafür für jede Funkeinrichtung 6 ein Empfangssignalstärkeindikator RSSIi basierend auf einer Funkkommunikation mit einem Mobilfunkgerät 2 von der Signalverarbeitungseinrichtung 8 erfasst.

In einem Schritt T3 wird durch die Signalverarbeitungseinrichtung 8 mindestens ein Situationsindikator ermittelt, der eine im Überwachungsbereich vorherrschende

Funksituation anzeigt. Der Situationsindikator wird basierend auf der im Schritt T2 erfolgten Auswertung ermittelt. Beispielhafte Situationsindikatoren sind oben genannt.

In einem Schritt T4 wird mindestens ein dem Situationsindikator zugeordneter

Kalibrierungsmodus gewählt. Dafür ist im Zugangskontrollsystem 1, insbesondere in einem Computerprogramm und/oder einem Prozessor der Signalverarbeitungseinrichtung 8, mindestens eine Regel festgelegt. Der Fachmann erkennt, dass mehrere Regeln festgelegt sein können. Im Folgenden sind Beispiele für eine solche Regel genannt:

Zeigen die Situationsindikatoren z. B. den Typ des Mobilfunkgeräts 2 und den Eintrittsort in den Überwachungsraum an, wird geprüft, ob dafür in der

Speichereinrichtung 18 ein Kalibrierdatensatz (Verarbeitungsinstruktionen) für den Referenz-Mobilfunkgerät gestützten Kalibrierungsmodus vorhanden ist. Dieser Kalibiermodus kann insbesondere dann gewählt werden, wenn der Eintrittsort der Ausgangspunkt eines Kalibrierungslaufs ist.

Zeigen die Situationsindikatoren zusätzlich oder alternativ zu den in der vorhergehenden Regel genannten Situationsindikatoren eine Nutzer-Kennung und die Uhrzeit an, wird geprüft, ob für diesen Nutzer 4 für eine ähnliche Uhrzeit bereits eine Positionsbestimmung gemäss einem Kalibrierungsmodus erfolgte. Ist dies der Fall, kann dieser Kalibrierungsmodus erneut gewählt werden.

Zeigen die Situationsindikatoren die Anzahl der Nutzer 4 im

Überwachungsbereich an, und ist diese Anzahl signifikant höher als die Anzahl, die während eine Kalibrierungslaufs vorhanden war, dann bieten sich z. B. der Mobilfunkgerät unabhängige Kalibrierungsmodus (Selbstkalibrierung) oder der automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus an.

Ist für eine durch die Situationsindikatoren angezeigte Funksituation kein für einen speziellen Kalibrierungsmodus passend scheinender Kalibrierdatensatz vorhanden, dann bieten sich z. B. der Mobilfünkgerät unabhängige

Kabbrierungsmodus (Selbstkalibrierung) oder der automatisierte Echtzeit- Kabbrierungsmodus an. Zeigt aber z. B. ein Situationsindikator die Uhrzeit an und ist bekannt, dass dies einer Stosszeit mit vielen anwesenden Nutzem 4 entspricht, kann die Selbstkalibrierung gewählt werden, weil sie sich an geänderte Umgebungsverhältnisse anpassen kann.

Je nach Situation im Gebäude kann das Zugangskontrollsystem 1 bzw. dessen Computersystem mehr oder weniger ausgelastet sein bzw. weniger oder mehr Rechenleistung zu Verfügung haben. Wird die verfügbare Rechenleistung als Situationsindikator genutzt, kann z. B. der rechenintensivere automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus gewählt werden, wenn das Computersystem genügend Rechenleistung zur Verfügung hat.

Der Fachmann erkennt, dass andere und/oder zusätzliche Regeln festgelegt werden können.

Ist der Kalibrierungsmodus gewählt, liest die Signalverarbeitungseinrichtung 8 die diesem Kalibrierungsmodus zugeordneten Verarbeitungsinstruktionen aus der

Datenspeichereinrichtung 18.

In einem Schritt T5 wird die Position P' des ersten Mobilfunkgeräts 2 gemäss den gelesenen Verarbeitungsinstruktionen ermittelt. Die Ermittlung der Position' gemäss einem Ausführungsbeispiel erfolgt wie in Verbindung mit Fig. 7 beschrieben. In Verbindung mit Fig. 7 ist zudem ein Ausführungsbeispiel für eine Nutzung der ermittelten Position P' angegeben. Das Verfahren endet im Schritt T6.

Fig. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines

Kalibrierungsverfahrens zur Bestimmung eines Mittelwerts der Referenz-Konstanten RSSI_do; dieser Mittelwert der Referenz -Konstante ist als M(RSSI_do) bezeichnet. Die Beschreibung des Kabbrierungsverfahrens erfolgt mit Bezug auf die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Situationen, wobei in der Kalibrierungsphase das Referenz-Mobilfunkgerät 2a verwendet wird (dieses kann baugleich zum Mobilfünkgerät 2 sein). Das Verfahren beginnt in einem Schritt S1 und endet in einem Schritt S6. In einem Schritt S2 wird eine Referenz-Distanz do festgelegt. Die Referenz-Distanz do ist die Entfernung zwischen dem Referenz-Mobilfunkgerät 2a und einer ausgewählten Funkeinrichtung 6 (in Fig. 1 ist dies die als RFi bezeichnete Funkeinrichtung 6). Die Referenz-Distanz do ist vorzugsweise gleich oder kleiner als 1 m; in einem

Ausführungsbeispiel ist do = 1 m. Ist die Referenz-Distanz do gewählt, wird das Referenz- Mobilfunkgerät 2a in dieser Distanz zur gewählten Funkeinrichtung 6 positioniert.

Sind das Referenz-Mobilfunkgerät 2a und die gewählte Funkeinrichtung 6 eingeschaltet, so dass sie in Funkkommunikation gemäss der BLE Technologie sind, wird in einem Schritt S3 eine Vielzahl von Empfangssignalstärkeindikatoren RSSI_do bestimmt. In einem Ausführungsbeispiel wird jeder Empfangssignalstärkeindikator RSSI_do bezogen auf das bei der Funkeinrichtung 6 ankommende Funksignal gemessen. Bei unveränderter Referenz-Distanz do wird das Referenz-Mobilfunkgerät 2a gedreht bzw. um die gewählte Funkeinrichtung 6 herumbewegt. Eine Antenne des Referenz-Mobilfunkgeräts 2a nimmt dadurch verschiedene Antennenausrichtungen bezogen auf die gewählte Funkeinrichtung 6 ein (angulare Diversität). Zusätzlich ergibt sich dadurch eine hohe (räumliche) Diversität. Nach jeder Änderung der Antennenausrichtung wird dafür mindestens ein Empfangssignalstärkeindikator RSSI_do bestimmt und in der Speichereinrichtung 18 gespeichert. Die Anzahl der Messungen und die Anzahl der geänderten

Antennenausrichtungen können in einer Kalibrierungsspezifikation festgelegt sein.

Sind im Schritt S3 die festgelegten Messungen durchgeführt worden, wird in einem Schritt S4 der Mittelwert der im Schritt S3 gemessenen und gespeicherten

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSI_d (in dBm) ermittelt. Diese Mittelwert M(RSSI_do) der Referenz -Konstanten RSSI_do wird in einem Schritt S5 in der Speichereinrichtung 18 gespeichert und steht für eine Positionsbestimmung in einer Anwendungsphase zur Verfügung. Danach können das Referenz-Mobilfunkgerät 2a und die gewählte

Funkeinrichtung 6 deaktiviert werden und das Verfahren endet im Schritt S6.

Fig. 6 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Kalibrierungsverfahrens zur Bestimmung der Verlustkoeffizienten a. Die Beschreibung des

Kalibrierungsverfahrens erfolgt ebenfalls mit Bezug auf die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Situationen und dem Referenz-Mobilfunkgerät 2a. Das Verfahren beginnt in einem Schritt Al und endet in einem Schritt A9. In diesem Kalibrierungsverfahren wird eine Vielzahl von Messungen der

Empfangssignalstärke (RSSI Messungen) durchgeführt, während das Referenz- Mobilfünkgerät 2a im Gebäude entlang einer festgelegten Wegstrecke bewegt wird.

Dafür wird in einem Schritt A2 die Wegstrecke für die im Gebäude gegebene Situation festgelegt. Für die Kalibrierung kann z. B. die in Fig. 1 gezeigte Wegstrecke 26 gewählt werden.

In einem Schritt A3 wird die Wegstrecke 26 in eine Anzahl (N_k) von Wegsegmenten aufgeteilt. Der Fachmann erkennt, dass es sich dabei um eine für die Kalibrierung gedachte Aufteilung handelt. Je nach Weg und Gebäude Situation können die

Wegsegmente gleich oder unterschiedlich lang sein. Nach dieser Aufteilung hat die Wegstrecke 26 ein erstes Wegsegment (k=l), ein zweites Wegsegment (k=2), allgemein ein k-tes Wegsegment. Im Folgenden gibt der Index k an, für welches dieser

Wegsegmente ein RSSI-Messwert bestimmt wurde.

Das eingeschaltete Referenz-Mobilfunkgerät 2a befindet sich anfangs am Beginn der Wegstrecke 26 und wird von dort aus mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Wegstrecke 26 bewegt. Befindet sich das Referenz-Mobilfunkgerät 2a in einem der Wegsegmente (Index k), wird in einem Schritt A4 für jede Funkeinrichtung 6 (Index i) der Empfangssignalstärkeindikator RSSI, _k bestimmt und gespeichert, und zwar so oft (Index j, Anzahl der Messungen je Wegsegment), bis das Referenz-Mobilfunkgerät 2a das Ende des momentanen Wegsegments erreicht. Am Ende des momentanen

Wegsegments sendet das Referenz-Mobilfunkgerät 2a gemäss einem Ausführungsbeispiel ein Segmentsignal. Die Signalisierung des Endes eines Wegsegments stellt sicher, dass die RSSI-Messwerte richtig zugeordnet, weiterverarbeitet und gespeichert werden können. Wird z. B. für jede Funkeinrichtung 6 (Index i) und innerhalb eines

Wegsegments (Index k) der Empfangssignalstärkeindikator N_j.k-mal (Index j) bestimmt, ergibt sich die Menge der Messwerte zu {RSSIy_y}, die z. B. in der Speichereinrichtung 18 gespeichert wird. Ist das Ende der Wegstrecke 26 noch nicht erreicht, schliesst sich daran das nächste Wegsegment an und der beschriebene Messvorgang wird wiederholt.

In einem Schritt A5 wird über alle Messungen (Index j) eines jeweiligen Wegsegments (Index k) für jede einzelne Funkeinrichtung 6 (Index i) ein Mittelwert der RSSI, _k- Messwerte gebildet. Dieser Mittelwert ist im Folgenden als M(RSSI,_.k) bezeichnet. Dessen Bestimmung erfolgt gemäss:

wobei j = 1, ..., N,_.k die j-te Messung im entsprechenden k-ten Wegsegment für die i-te Funkeinrichtung 6 bezeichnet.

In einem Schritt A6 wird mittels der im Schritt A5 ermittelten Mittelwerte M(RSSI,_.k) für jede Funkeinrichtung 6 und jedes Wegsegment ein Verlustkoeffizient a,_.k bestimmt. Die Bestimmung erfolgt gemäss:

wobei j = 1, ..., N,_.k die j-te Messung im entsprechenden k-ten Wegsegment für die i-te Funkeinrichtung 6 bezeichnet. Bei bekannten Standorten der Funkeinrichtungen 6 ergibt sich daraus für jede Funkeinrichtung 6 die Distanz d_l.k.J zum Mobilfünkgerät 2a (für das Tupel (i,k,j).

In einem Schritt A7 wird eine empirische Kovarianzmatrix I'_w über die gesamte Wegstrecke 26 bestimmt. Die Werte o der Hauptdiagonalen dieser Matrix werden gespeichert. Diese Diagonalelemente sind ein Mass für die unterschiedliche

Modellfehler-Varianz der einzelnen Funkeinrichtungen 6. Die Kovarianzmatrix I'_w bezieht sich hierbei auf den verbleibenden Modellfehler 8_k,j :

In einem Schritt A8 werden die Mittelwerte M(RSSI,_.k). die Verlustkoeffizienten a,_.k und die Kovarianzmatrix I'_w gespeichert. Sie stehen dann für eine Positionsbestimmung in der Anwendungsphase zur Verfügung. Danach können das Referenz-Mobilfunkgerät 2a und die gewählte Funkeinrichtung 6 deaktiviert werden und das Verfahren endet im Schritt S6.

In einem Ausführungsbeispiel der hier beschriebenen Technologie wird die in der Kalibrierungsphase gewonnene und gespeicherte Information in der Anwendungsphase genutzt, um eine momentane Position P¹ des Nutzers 4 zu bestimmen. Da sich der Nutzer 4 im Gebäude bewegt, kann dessen Bewegung verfolgt werden, wenn die

Positionsbestimmung in zeitlich aufeinanderfolgenden Abständen wiederholt wird. Die so ermittelten Positionen P¹ ergeben die genannte Trajektorie (Positionspfad). Die

Zeitabstände können je nach Bedarf gewählt werden.

Fig. 7 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben des Zugangskontrollsystems 1, wobei in der Anwendungsphase die Position P¹ (bzw. eine Vielzahl von Positionen) des Nutzers 4 bestimmt wird. Der Nutzer 4 befindet sich mit dem Mobilfunkgerät 2 in der Umgebung der Schleuse 14, wobei die Bluetooth- Funktion des Mobilfünkgeräts 2 aktiviert ist. Eine eventuell dazugehörige

Softwareanwendung ist ebenfalls aktiviert. Der Nutzer 4 bewegt sich beispielsweise entlang der Wegstrecke 26 von der öffentlichen Zone 22 in die zugangsbeschränkte Zone 20. Dabei ist angenommen, dass sich das Mobilfunkgerät 2 bereits in Funkreichweite zu den Funkeinrichtungen 6 (RFi - RF₄) befindet. Im hier beschriebenen

Ausführungsbeispiel sendet das Mobilfünkgerät 2 als Funksignal den als Advertising Event bezeichneten Aufmerksamkeitshinweis aus, und alle in Funkreichweite befindlichen Funkeinrichtungen 6 empfangen dieses Funksignal. Das Verfahren beginnt in einem Schritt Bl und endet in einem Schritt B12.

Kommuniziert das Mobilfünkgerät 2 mit einem der Funkeinrichtungen 6, überträgt das Mobilfünkgerät 2 dabei auch eine spezifische Kennung. In Fig. 7 wird diese Kennung in einem Schritt BIO ermittelt. Die Kennung kann eine Telefonnummer, eine Geräteadresse (Media Access Control (MAC) Adresse) oder ein anderer Identifikator, der das

Mobilfünkgerät 2 eindeutig kennzeichnet, sein. Da ein Mobilfünkgerät 2 einem Nutzer 4 in der Regel fest zugeordnet ist, ist die Kennung des Mobilfunkgeräts 2 indirekt auch dem Nutzer 4 zugeordnet. Das Zugangskontrollsystem 1 speichert die Kennungen der den zugangsberechtigten Nutzem 4 zugeordneten Mobilfünkgeräte 2, beispielsweise in der Speichereinrichtung 18, in der für jeden Nutzer 4 ein Nutzerprofil angelegt ist. Im Nutzerprofil können der Name des Nutzers 4 und dessen Zugangsberechtigungen festgelegt sein, beispielsweise zu welchen Räumen 24 er Zutritt hat. Es kann auch festgelegt sein, an welchen Tagen und zu welchen Tageszeiten die Zutrittsberechtigung besteht. Die ermittelte Kennung wird in einem Ausführungsbeispiel in der

Speichereinrichtung 18 gespeichert. In der Speichereinrichtung 18 können der Kennung beispielsweise für diesen Nutzer 4 gemessene und/oder berechnete Werte eindeutig zugeordnet werden

In einem Schritt B2 wird für jede der Funkeinrichtung 6 ein

Empfangssignalstärkeindikator RSSIi bestimmt. Die Bestimmung der

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi erfolgt im hier beschriebenen

Ausführungsbeispiel durch die Funkeinrichtungen 6, wobei die Bestimmung synchron erfolgt, d. h. die Funkeinrichtungen 6 haben eine gemeinsame Zeitreferenz (z. B. gleiche Uhren, die die gleichzeitige Bestimmung der Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi erlaubt). Das Mobilfünkgerät 2 befindet sich dabei an einer momentanen Position, sodass für die momentane Position z. B. vier Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi (i = 1, 2, 3, 4) vorliegen. Bei jeder darauffolgenden Messung werden erneut vier

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSI gemessen. Die Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE werden in einem Ausführungsbeispiel in der Speichereinrichtung 18 gespeichert, z. B. je Messung eine Gruppe von vier Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi.

In einem Schritt B3 wird ein aktuelles Funkmuster (FP in Fig. 2) ermittelt. Ein solches Funkmuster (auch als Funk-Fingerprint bezeichnet) ergibt sich aus der Gesamtheit der von den Funkeinrichtungen 6 im Schritt B2 bestimmten Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE während sich das Mobilfünkgerät 2 an einem bestimmten Ort befindet. Das heisst, befindet sich das Mobilfünkgerät 2 an dem bestimmten Ort, hegen dafür vier

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi vor, die für diesen Ort den Funk-Fingerprint darstellen. In einem Schritt B4 wird ein Wegsegment (k) ermittelt, und zwar das Wegsegment (k), in dem sich der Nutzer 4 momentan befindet. Dafür wird der im Schritt B3 ermittelte aktuelle Funk-Fingerprint genutzt, um die Speichereinrichtung 18 nach dem gleichen oder zumindest sehr ähnlichen Funk-Fingerprint zu durchsuchen. Wie in Verbindung mit den Schritten A4 und A5 der Fig. 6 ausgeführt, ist jeder Funkeinrichtung 6 ein Mittelwert (M(RSSI,_.k.|)) der für ein bestimmtes Wegsegment (k) gemessenen

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSEi _j zugeordnet, der in der Speichereinrichtung 18 gespeichert ist. Deckt sich der aktuelle Funk-Fingerprint (bzw. dessen

Empfangssignalstärkeindikatoren) mit dem für ein Wegsegment (k) gespeicherten Funk- Fingerprint (bzw. dessen gemittelten Empfangssignalstärkeindikatoren (M(RSSE_k.j)) zu einem gewissen Grad, ergibt sich daraus das Wegsegment (k), in dem sich der Nutzer 4 momentan befindet. Eine exakte Deckung ist nicht erforderlich, das Verfahren sucht den gespeicherte Funk-Fingerprint, der dem aktuellen Funk-Fingerprint am ähnlichsten ist.

In einem Schritt B5 werden die Verlustkoeffizienten a^_k gelesen, die dem im Schritt B4 ermittelten Wegsegment (k) zugeordnet sind. Die Verlustkoeffizienten a^_k sind in der Speichereinrichtung 18 gespeichert, wie in Verbindung mit Schritt A8 der Fig. 6 ausgeführt. Das Lesen erfolgt somit dadurch, dass mittels des ermittelten Wegsegments (k) die Speichereinrichtung 18 nach den ihm zugeordneten Verlustkoeffizienten a,_.k durchsucht wird. Ein Verlustkoeffizient a,_.k ist spezifisch für jedes Wegsegment (k) und spezifisch für jede der Funkeinrichtungen 6.

In einem Schritt B6 wird ein Gewichtungsfaktor Wi ermittelt. Der Gewichtungsfaktor w gibt an, welchen Einfluss die Messung eines Empfangssignalstärkeindikators RSSE bezogen auf eine i-te Funkeinrichtung 6 auf die Positionsbestimmung hat. In einem Ausführungsbeispiel werden lediglich die stärksten Funksignale, d. h., die die höchsten Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE haben, berücksichtigt. So können beispielsweise die drei (oder vier) höchsten Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE ausgewählt werden, d. h. für diese drei (oder vier) Funksignale ist der Gewichtungsfaktor w; jeweils Wi = 1, für die restlichen Funksignale ist Wi = 0. Allgemein kann der Gewichtungsfaktor Wi durch folgende Gleichung bestimmt werden: ^wi

mit

In einem Schritt B7 wird die momentane Position P' des Nutzers ermittelt. Die momentane Position P' ist ein Vektor und gibt die x-y Positionskoordinaten zu einem bestimmten Zeitpunkt an. Die so ermittelte momentane Position P' kann gleich der tatsächlichen Position P des Nutzers 4 sein, sie kann aber auch davon zu einem gewissen Grad abweichen, vor allem unter realen Bedingungen im Gebäude. Die Ermittlung erfolgt gemäss folgender Gleichung: (log di(p) - log d'_j)²,

wobei:

N_A: Zahl der Funkeinrichtungen 6,

d'_j: geschätzte Distanz zwischen dem Mobilfunkgerät 2 und einer i-ten

Funkeinrichtung 6, und

p: eine Optimierungsvariable,

di (p) : Euklidische Distanz zwischen p und i-ter Funkeinrichtung.

Die entsprechende aus den Messwerten berechnete Distanz d'i ergibt sich zu:

M(RSSI_do) - RSSIj

d'i = d_o10 oa , wobei RSSE ein aktueller Messwert an der i-ten Funkeinrichtung 6 ist.

Die Position P' entspricht einer Momentaufnahme während sich der Nutzer 4 entlang der Wegstrecke 26 bewegt. Der Fachmann erkennt, dass sich aus der wiederholten

Bestimmung von Positionen P' die Bewegung des Nutzers 4 verfolgen lässt. Graphisch kann dies beispielsweise wie in Box 40 der Fig. 3 gezeigt dargestellt werden.

In einem Ausführungsbeispiel kann die im Schritt B7 ermittelte Position P'

weiterverarbeitet werden. Diese Weiterverarbeitung kann eine zeitliche Filterung, wie in Box 34 der Fig. 3 gezeigt, eine Berücksichtigung von Sensorwerten, wie in Box 32 der Fig. 3 gezeigt, oder deren Kombination umfassen. In Fig. 7 ist dies in einem Schritt B8 dargestellt. Eine zeitliche Filterung kann gemäss einem Ausführungsbeispiel vorgenommen werden, weil eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Positionsbestimmungen durchgeführt wird. Dementsprechend wird eine Vielzahl von Positionen P' ermittelt, wobei sich darunter auch Ausreisser, d. h. Positionen, die zu sehr von Nachbarwerten abweichen, befinden können. Der Einfluss dieser Ausreisser kann durch eine zeitliche Filterung reduziert werden. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Mittelwert über fünf bestimmte

Positionen P' bestimmt.

In einem Ausführungsbeispiel kann ein Kalman Filter, insbesondere ein sogenannter Erweiterter Kalman Filter (EKF) verwendet werden. Kalman-Filter und Erweiterte Kalman Filter sind dem Fachmann bekannt, z. B. aus I. Guvenc, et al., "Enhancements to RSS Based Indoor Tracking Systems Using Kalman Filters", International Signal Processing Conference (ESPC) and Global Signal Processing Expo (GPSx), 2003. Ein Kalman-Filter dient allgemein dazu, Fehler in realen Messwerten zu reduzieren und Schätzungen für nicht messbare Systemgrössen zu liefern. Voraussetzung dabei ist, dass die interessierenden Werte durch ein mathematisches Modell beispielsweise in Form von Bewegungsgleichungen beschrieben werden können. Kalman-Filter arbeiten mit abwechselnden Prädiktions- und Messschritten, die einen Zustandsraumvektor x, eine vektorielle Zustandsaktualisierungsfünktion f und einen Beobachtungsraumvektor z bzw. eine vektorielle Messfünktion h erfordern.

Als Zustand eines Systems wird dabei häufig der kleinste, das System vollständig beschreibende Satz von Bestimmungsstücken verstanden. Dieser wird im Rahmen der Modellbildung in Form eines mehrdimensionalen Vektors x mit entsprechender

Bewegungsgleichung f, der sogenannten Zustandsgleichung, dargestellt. Diese

Vektorfünktion f_m beschreibt die, laut Bewegungsmodell angenommenen, erwarteten Übergänge zwischen zeitlich aufeinanderfolgenden Zuständen (x_m-i und x_m) zu jedem Zeitpunkt m. Der Prozess der Beobachtungen z_m der wahren Systemzustände spiegelt die Eigenschaften des Beobachters bzw. der Messapparatur wider. Diese werden mit den laut Bewegungsgleichung erwarteten Systemzuständen über die sogenannte

Beobachtungsgleichung h_m verknüpft. Die entsprechende Modellierung der Zustands- und Beobachtungsprozesse ist im Folgenden angegeben. Die Zustandsraumvektoren x_m_i _. x_m sollen möglichst genau ermittelt werden. Diese beinhalten zu einem jeweiligen Zeitpunkt (m) die zeitlich aufeinanderfolgenden

Positionen P des Nutzers 4, seine absolute Geschwindigkeit (||v||) und seine Ausrichtung (Q). Sind diese geschätzt, wird vorausgesagt (pred.), wie dieser Zustandsraumvektor im nächsten Zeitschritt (z. B. vom Zeitpunkt m-1 zum Zeitpunkt m) aussehen könnte (vorhergesagter Zustandsraumvektor xj,^red). Hierfür wird die Vektorfunktion /_m(x_m_i) genutzt. In einem Ausführungsbeispiel ist die Vektorfunktion f_m in jedem Zeitschritt so gewählt, dass davon ausgegangen werden kann, dass der Nutzer 4 sich mit konstanter Geschwindigkeit und gleicher Ausrichtung fortbewegt.

In einem nächsten Schritt soll der vorhergesagte Zustandsraumvektor x^^red, welcher bisher nur auf dem letzten Zustand und der Übergangsfunktion basiert, verbessert werden, und zwar indem aktuelle Messungen benutzt werden. Hierfür können zwei verschiedene Ausführungsbeispiele verwendet werden (die beiden Ausführungsbeispiele unterscheiden sich in den vektoriellen Messfunktionen h_m und den entsprechenden

Beobachtungsraumvektoren bzw. Messvektoren z_m).

Im ersten Ausführungsbeispiel (tri) werden die Positionsbestimmungen (Positionen P') aus den vorherigen Positionsbestimmungsverfahren als Messung genutzt. Mit diesen Positionsbestimmungen wird der vorhergesagte Zustandsraumvektor xj,^red korrigiert. Damit folgt:

Im zweiten Ausführungsbeispiel wird über die vektorielle Messfunktion h_m ^_r (welche dem Kanalmodell zugrunde liegt) berechnet, welche RSSI Werte erwarten werden können, falls der Nutzer 4 sich wirklich in einem durch den vorhergesagten

Zustandsraumvektor xj,^red definierten Zustand befinden würde. Diese erwarteten RSSI Werte werden dann direkt ("dir" in den folgenden Gleichungen) mit den gemessenen RSSI Werten korrigiert. Damit folgt:

pred

R m

pred

xm lluJ^pr i ll

pred

Q 1

m

In einem Ausführungsbeispiel berücksichtigt das Verfahren bei der Positionsbestimmung Sensorwerte. Das Mobilfunkgerät 2 enthält in diesem Ausführungsbeispiel eine inertiale Messeinheit (Inertial Measurement Unit, IMU) (IMU Messeinheit). Ist das

Mobilfunkgerät 2 als sogenanntes Smartphone ausgestaltet, enthält dieses üblicherweise eine IMU Messeinheit. Die IMU Messeinheit ist eine räumliche Kombination mehrerer Inertialsensoren, z. B. Beschleunigungssensoren, Magnetometer, Pedometer und

Drehratensensoren. Bei einem Smartphone erkennt die IMU Messeinheit z. B. dessen Neigung, Uage und/oder Drehung. Bekannt ist dies z. B. durch eine Kompass-Funktion des Smartphones oder eine Funktion, die die Bildschirmdarstellung dreht, je nachdem, wie das Smartphone vom Nutzer 4 gehalten wird.

Mit der IMU Messeinheit bestimmt das Mobilfunkgerät 2 beispielsweise die

Bewegungsrichtung des Nutzers 4 und die Beschleunigung, die es erfährt, wenn der Nutzer 4 entlang der Wegstrecke 26 geht. Aus den Beschleunigungswerten können die Schritte des Nutzers 4 gezählt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird das bekannte Koppelnavigations-Verfahren (dead reckoning) genutzt, um aus der Bewegungsrichtung und den gezählten Schritten die Bewegungsgeschwindigkeit des Nutzers 4 zu bestimmen. Die Koppelnavigation erlaubt die laufende näherungsweise Ortsbestimmung eines bewegten Objekts aufgrund von Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit. In einem Ausführungsbeispiel (Mobilfunkgerät 2 sendet die Advertising Event Pakets) empfängt die Signalverarbeitungseinrichtung 8 die Messwerte der IMU Messeinheit. Nach der Messung wurden die IMU-Daten zusammen mit den RSSI-Messungen an die

Signalverarbeitungseinrichtung 8 übertragen.

Durch Hinzufügen der Bewegungsgeschwindigkeit des Nutzers 4 und des IMU- Kompasswinkels zu den Beobachtungsräumen und der Messfunktion des Filters werden die Sensordaten mit der Position und dem Empfangssignalstärkeindikator RSSI verschmolzen. Dadurch kann insbesondere die zeitliche Änderung der Bewegung des Nutzers 4 besser verfolgt werden. Ändert der Nutzer 4 beispielsweise die

Bewegungsrichtung, kann dies früher erkannt werden, so dass z. B. das Freigeben der Schleuse 14 unterbleiben kann.

In einem Schritt B9 wird geprüft, ob eine im Zugangskontrollsystem 1 festgelegte Regel erfüllt ist. Für die Prüfung der Regel wird mittels der in Schritt BIO ermittelten Kennung geprüft, ob für den Nutzer 4 ein Nutzerprofil besteht. Besteht ein Nutzerprofil, ist der Nutzer 4 im Zugangskontrollsystem 1 bekannt und es kann geprüft werden, ob er zu diesem Zeitpunkt zugangsberechtigt ist. Ist die Kennung im Zugangskontrollsystem 1 dagegen nicht gespeichert, besteht für den Nutzer 4 keine Zugangsberechtigung.

Als Regel kann beispielsweise festgelegt sein, dass die Schleuse 14 freizugeben ist, wenn der Nutzer 4 zugangsberechtigt ist. Handelt es sich um eine barrierefreie Schleuse, kann die Regel besagen, dass keine Massnahmen (z. B. Alarm) zu ergreifen sind. Ist der Nutzer 4 dagegen nicht zugangsberechtigt, kann die Regel vorschreiben, dass die Schleuse 14 blockiert bleibt und/oder eine Sicherheitsmassnahme einzuleiten ist (z. B.

Benachrichtigung von Sicherheitspersonal). Je nach Gebäude kann die Regel zudem festlegen, dass für den (zugangsberechtigten) Nutzer 4 eine in seinem Nutzerprofil spezifizierte Gebäudeaktionen auszuführen ist. Die Gebäudeaktion kann beispielsweise darin bestehen, dass für den Nutzer 4 ein Zielruf (gemäss den Daten des für diesen Nutzer 4 bestehenden Nutzerprofils) ausgelöst wird, diesem Zielruf durch die Aufzugssteuerung 10 ein Aufzug zugewiesen wird und der zugewiesene Aufzug dem Nutzer 4 an der Schleuse 14 oder dem Mobilfunkgerät 2 angezeigt wird. In einem Schritt Bll wird die Gebäudeaktion ausgeführt. Der Fachmann erkennt, dass mehrere Gebäudeaktionen auch in Kombination ausgeführt werden können, z. B. Entriegeln der Schleuse 14 und Auslösen eines Aufzugsrufs. Das Verfahren endet im Schritt B12. In einem Ausführungsbeispiel kann in dem Verfahren eine Plausibilitätsprüfung vorgesehen sein. Durch eine solche Prüfung soll erkannt werden, ob eine ermittelte Position überhaupt plausibel sein kann, d. h. es soll eine gegebenenfalls vorhandene offensichtliche Unrichtigkeit erkannt werden. Eine offensichtliche Unrichtigkeit kann beispielsweise darin bestehen, dass die ermittelte Position ausserhalb des

Überwachungsbereichs liegt oder dass sich zwei Nutzer an der gleichen Position befinden und somit angeblich aufeinander stehen. Als Reaktion darauf kann die ermittelte Position als Ausreisser betrachtet und verworfen werden.

Fig. 8 zeigt ein Ablaufdiagram eines zusätzlichen Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Zugangskontrollsystems, das in einem Schritt CI beginnt und in einem Schritt C18 endet. Dabei geht insbesondere hervor, dass sich das Verfahren nach einer Wahl des Kalibrierungsmodus in einem Schritt C3 in zwei Verfahrenszweige teilt. Ein erster Verfahrenszweig (Schritte C4 - C8) bestimmt die Position eines Nutzers 4 gemäss dem automatisierten Echtzeit-Kalibrierungsmodus, und ein zweiter

Verfahrenszweig (Schritte CIO - C14) bestimmt die Position des Nutzers 4 gemäss dem Referenz -Mobilfunkgerät gestützter Kalibrierungsmodus, der auf einem Kalibrierungslauf mit einem Referenz-Mobilfünkgerät 2a in einer Kalibrierungsphase beruht. Der Referenz- Mobilfünkgerät gestützte Kalibrierungsmodus ist in Verbindung mit Fig. 6 und Fig. 7 beschrieben, wobei die in Fig. 7 gezeigten Schritte B3 - B7 im Wesentlichen den in

Fig. 8 gezeigten Schritten CIO - C14 entsprechen, so dass diese an dieser Stelle nicht erneut beschrieben sind. Dies gilt auch für den Schritt C15, der dem Schritt BIO

entspricht, den Schritt C2, der dem Schritt B2 entspricht, und die Schritte C9, C16 und C17, die jeweils den Schritten B8, B9 und Bll entsprechen.

Im ersten Verfahrenszweig (Schritte C4 - C8) wird im Schritt C3 der

Kalibrierungsmodus gewählt. Die Wahl erfolgt analog zur im Schritt T4 der Fig. 4 offenbarten Wahl basierend auf mindesten einem Situationsindikator, der die

Funksituation im Überwachungsbereich anzeigt.

Wird der automatisierte Echtzeit-Kalibrierungsmodus gewählt, werden in einem Schritt C4 die im Schritt C2 bezogen auf den Nutzer 4 ermittelten

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE gespeichert. Die Speicherung erfolgt z. B. in der Speichereinrichtung 18. In einem Schritt C5 werden alle im Schritt C4 für den Nutzer 4 gespeicherten

Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi zu einem Signalstärkevektor kombiniert.

In einem Schritt C6 wird der in der Kalibrierungsphase ermittelte Mittelwert der Referenz -Empfangssignalstärkeindikatoren M(RSSI_do) aus der Speichereinrichtung 18 gelesen.

In einem Schritt C8 wir die Position des Nutzers 4 bestimmt. Mit den in den Schritten C2 und C4 - C6 ermittelten Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken RSSE, dem Mittelwert der Referenz-Empfangssignalstärkeindikatoren M(RSSI_do) und den bekannten Standorten der Funkeinrichtungen 6 kann die Position P' mittels einer

Kostenoptimierungsfünktion bestimmt werden. Dabei werden die Verlustkoeffizienten a, mittels einer Maximum-Likelihood-Schätzung basierend auf einem bisher möglichen Positionspfad ermittelt. Die Maximum-Likelihood-Schätzung ist dem Fachmann bekannt und bezeichnet in der Statistik ein parametrisches Schätzverfahren. Dabei wird - vereinfacht ausgedrückt - derjenige Parameter als Schätzung ausgewählt, gemäss dessen Verteilung die Realisierung der beobachteten Daten am plausibelsten erscheint. Die sich daraus ergebenden Restkosten, gemäss einer negativen Log-Likelihood-Funktion, werden unter Einbeziehung der ermittelten Verlustkoeffizienten m in Abhängigkeit des

Positionspfads ermittelt. Die Restkosten werden im Anschluss über mögliche

Positionspfade minimiert. Die Minimierung kann mittels Minimierungsalgorithmen durchgeführt werden, die dem Fachmann bekannt sind, beispielsweise mittels des bekannten Levenberg -Marquardt- Algorithmus. Zur Durchführung der

Kostenoptimierungsfünktion kann beispielsweise das Softwareprodukt MATLAB von The MathWorks, Ine., USA, genutzt werden. Das aktuellste Element des so gefündenen Positionspfads wird dann als ermittelte momentane Position P' genutzt.

Mit der so ermittelten Position des Nutzers 4 kann das Verfahren die weiteren Schritte C9, C16 und C17 ausführen. Im Schritt C18 endet das Verfahren.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Signalverarbeitungseinrichtung 8 ausgestaltet, um die hier beschriebene Technologie in Verbindung mit einem oder mehreren Algorithmen für Maschinelles Lernen (auch als Machine Leaming bezeichnet) anzuwenden, mit dem Ziel, die Genauigkeit der Positionsbestimmung oder Positionsverfolgung automatisch weiterzuentwickeln. Ein in der Signalverarbeitungseinrichtung 8 installiertes

Computerprogramm ist programmiert, um den oder die entsprechenden Algorithmen auszuführen. Algorithmen für Maschinelles Lernen bestehen typischerweise aus einer Trainingsphase und einer Einsatzphase. Bei der Ausführung während der Einsatzphase greift das Computerprogramm auf einen oder mehrere in der Speichereinrichtung 18 gespeicherte Datensätze zu, die in der Trainingsphase angelegt wurden. Ein solcher Datensatz enthält Daten zu bereits erfolgten Positionsbestimmungen (z. B.

Situationsindikatoren, Empfangssignalstärkeindikatoren RSSE), beispielsweise auch, ob eine Positionsbestimmung oder Positionsverfolgung erfolgreich waren. Ob eine

Positionsverfolgung erfolgreich war, kann beispielsweise im Nachhinein verifiziert werden, wenn der Nutzer 4, der durch eine Tür A hereinkam, tatsächlich durch eine Tür B hindurchgeht. In der Anwendungsphase werden aktuell ermittelte Daten (Funksituation, momentane Empfangssignalstärkeindikatoren RSSIi) in Verbindung mit den in der Trainingsphase ermittelten Daten durch das Computerprogramm analysiert, um eine Funktion zu ermitteln, die anhand der aktuell ermittelte Daten die momentane Position bzw. deren Trajektorie abbildet.

Das Mobilfunkgerät 2 kann z. B. eine anwendungsspezifische Softwareanwendung (auch als App bezeichnet) aufweisen, die beispielsweise durch den Nutzer 4 aktivierbar ist. Die anwendungsspezifische Softwareanwendung wird in einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zugangskontrolle und der Nutzung von Aufzügen verwendet. Die anwendungsspezifische Software steuert in einem Ausführungsbeispiel das Erzeugen und Senden des Funksignals. Je nach Ausgestaltung kann diese Software auch die Kennung des Mobilfünkgeräts 2 erzeugen, beispielsweise eine für das Mobilfünkgerät 2 einzigartige und zeitlich unveränderliche Kennung. Eine solche durch Software erzeugte Kennung stellt eine Alternative zu einer Geräteidentifikationsnummer und einer Telefonnummer, die ebenfalls als Kennung verwendet werden können, dar.

Das Mobilfunkgerät 2 kann beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smartphone oder ein Tablet PC sein, wobei diese Geräte üblicherweise mit Hardware ausgestattet sind, die eine Funkkommunikation ermöglichen. Das Mobilfünkgerät 2 kann aber auch eine Brille mit Miniaturcomputer oder ein anderes am Körper getragenes, computergestütztes Gerät (auch als "Wearable Device" bezeichnet), insbesondere eine Smartwatch, sein. Je nach Ausgestaltung des Mobilfunkgeräts 2 kann es z. B. über ein graphisches Nutzerinterface (auch als Graphical User Interface, GUI, bezeichnet) verfügen, um das Mobilfunkgerät 2 zu bedienen und dessen Funktionen selektiv aktivieren und deaktivieren zu können.

Zusammenfassend betrifft ein Aspekt der hier beschriebenen Technologie ein System zur Kontrolle eines Zugangs zu einer zugangsbeschränkten Zone in einem Gebäude, und ein anderer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Kontrolle eines Zugangs zu einer

zugangsbeschränkten Zone in einem Gebäude. Weitere Aspekte der hier beschriebenen Technologie betreffen ein System und ein Verfahren zur Bestimmung einer Position bzw. eines zeitlichen Verlaufs der Position eines Nutzers, wie beispielsweise in Verbindung mit Fig. 4 und Fig. 7 beschrieben. Die Bestimmung der Position bzw. deren zeitlichen Verlaufs kann unabhängig von der Kontrolle eines Zugangs zu einer

zugangsbeschränkten Zone in einem Gebäude erfolgen und beansprucht werden.

Zusätzliche Aspekte der hier beschriebenen Technologie betreffen ein System und ein Verfahren zur Kalibrierung von Parametern für die Positionsbestimmung, wie beispielsweise in Verbindung mit Fig. 5 und Fig. 6 beschrieben. Diese Kalibrierung kann unabhängig von der Zugangskontrolle und unabhängig von der Bestimmung der Position bzw. deren zeitlichen Verlaufs erfolgen und beansprucht werden. Ausserdem betrifft ein Aspekt der hier beschriebenen Technologie ein System, in dem ein oder mehrere Algorithmen für Maschinelles Uemen (Machine Ueaming) zur Anwendung kommen, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung oder Positionsverfolgung automatisch weiterzuentwickeln .

Claims

Patentansprüche

1. System (1) zur Kontrolle eines Zugangs zu einer zugangsbeschränkten Zone (20) in einem Gebäude, in dem eine Schleuse (14) die zugangsbeschränkte Zone (20) von einer öffentlichen Zone (22) trennt, umfassend:

Funkeinrichtungen (6), die jeweils an einem Standort mit einer festgelegten Entfernung zur Schleuse (14) angeordnet sind und einen Überwachungsbereich definieren, wobei die Funkeinrichtungen (6) für eine Funkkommunikation mit in

Funkreichweite befindlichen und Nutzem (4) zugeteilten Mobilfunkgeräten (2) ausgestaltet sind, wobei ein erstes Mobilfunkgerät (2) an einer Position (P) eines ersten Nutzers (4) zu jeder der Funkeinrichtungen (6) eine Distanz (di) hat,

eine Steuereinrichtung (10, 12), die mit einer Gebäudeeinrichtung (16)

kommunikativ verbunden ist,

eine Datenspeichereinrichtung (18), in der Verarbeitungsinstruktionen für situationsspezifische Kalibrierungsmodi gespeichert sind; und

eine Signalverarbeitungseinrichtung (8), die mit der Datenspeichereinrichtung (18), den Funkeinrichtungen (6) und der Steuereinrichtung (10, 12) kommunikativ verbunden ist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (8) ausgestaltet ist,

- die Funkkommunikation im Überwachungsbereich auszuwerten und daraus mindestens einen Situationsindikator zu ermitteln, der eine im

Überwachungsbereich vorherrschende Funksituation anzeigt;

- für jede Funkeinrichtung (6) einen Indikator für eine Empfangssignalfeldstärke (RSSE) basierend auf einer Funkkommunikation mit dem ersten Mobilfunkgerät (2) zu erfassen;

- den dem mindestens einen Situationsindikator zugeordneten Kalibrierungsmodus zu wählen und die dem gewählten Kalibrierungsmodus zugeordneten

Verarbeitungsinstruktionen aus der Datenspeichereinrichtung (18) zu lesen; und

- eine momentane Position (R') des ersten Mobilfunkgeräts (2) als Funktion der erfassten Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken (RSSE) gemäss den gelesenen Verarbeitungsinstruktionen zu ermitteln.

2. System (1) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Situationsindikator einen Mobilfunkgerätetyp, eine Anzahl von Mobilfunkgeräten (2) im Überwachungsbereich, eine räumliche Orientierung eines Mobilfunkgeräts (2), einen Eintrittsort des Nutzers (4) in den Überwachungsbereich, von einem Mobilfünkgerät (2) erzeugte Sensordaten, eine Uhrzeit, eine Anzahl der Funkeinrichtungen (6), eine verfügbare Rechenleistung, eine Dichte der Funkeinrichtungen (6) oder eine Raumgrösse anzeigt.

3. System (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in der Datenspeichereinrichtung (18) ausserdem gespeichert sind:

- ein Funksignalstärke-Referenzwert (M(RSSI_do)), der aus einer Funkkommunikation zwischen einer der Funkeinrichtungen (6) und einem dazu in einer Referenz- Distanz (do) angeordneten Referenz-Mobilfunkgerät (2a) in einer

Kalibrierungsphase ermittelt ist,

- ein Referenz-Funksignalmuster (FP) als Funktion einer Position des Referenz- Mobilfunkgeräts (2a), wobei das Referenz-Funksignalmuster (FP) aus der Funkkommunikation der Funkeinrichtungen (6) mit dem Referenz-Mobilfunkgerät (2a) in einer Kalibrierungsphase ermittelt ist, und

- ein in der Kalibrierungsphase ermittelter Verlustkoeffizient (a,) für jede der

Funkeinrichtungen (RFi) als Funktion der Referenz-Position des Referenz- Mobilfunkgeräts (2a).

4. System (1) nach Anspruch 3, wobei erste Verarbeitungsinstruktionen für einen ersten Kalibrierungsmodus eine Positionsbestimmung gemäss

(log di (p) - log d'_j)²

festlegen, wobei N_A eine Zahl der Funkeinrichtungen (6) und di(p) eine Euklidische Distanz zwischen einer i-ten Funkeinrichtung (6) und einer variablen Position (p) des Nutzers (4) bedeuten, wobei sich eine mittels des Referenz-Funksignalmusters (FP) ermittelte Distanz (d'i) zwischen dem Mobilfünkgerät (2) und einer i-ten Funkeinrichtung (6) wie folgt ergibt:

M(RSSI_do) - RSSIj

d'i = d_o10 loa

5. System (1) nach Anspruch 4, wobei der Verlustkoeffizient (a,_.k) gemäss

definiert ist, wobei j = 1, ..., N_{j k} die j-te Messung in einem k-ten Wegsegment einer festgelegten Wegstrecke für die i-te Funkeinrichtung (6) bezeichnet, wobei die Wegsegmente in einer Kalibrierungsphase festgelegt sind.

6. System (1) nach einem der Ansprüche 3 - 5, wobei zweite

Verarbeitungsinstruktionen für einen zweiten Kalibrierungsmodus eine Ermittlung einer Trajektorie einer Bewegung des Nutzers (4) festlegen, wobei die Ermittlung auf den festgelegten Standorten der Funkeinrichtungen (6), den erfassten Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken (RSSIi) und dem Funksignalstärke-Referenzwert (M(RSSI_do)) basiert, wobei Verlustkoeffizienten (a,) mittels einer Maximum-Likelihood-Schätzung ermittelt sind, wobei Restkosten gemäss einer negativen Log-Likelihood-Funktion unter Einbeziehung der ermittelten Verlustkoeffizienten (m) ermittelt sind und wobei die Restkosten über den Positionspfad minimiert sind.

7. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der

Datenspeichereinrichtung (18) ausserdem eine individuelle Kennung des ersten

Mobilfunkgeräts (2) gespeichert ist, wobei die individuelle Kennung vom ersten

Mobilfunkgerät (2) ausgesendet wird.

8. System (1) nach Anspruch 7, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung (8) ausgestaltet ist, der Steuereinrichtung (12) ein Steuersignal zuzuführen, wenn basierend auf der Kennung und der ermittelten momentanen Position (R') des Mobilfunkgeräts (2) eine festgelegte Regel erfüllt ist, wobei die Steuereinrichtung (12) ausgestaltet ist, eine der festgelegten Regel entsprechende Gebäudeaktion zu veranlassen, insbesondere die Schleuse (14) freizugeben.

9. System (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die

Funkeinrichtungen (6) und die Mobilfunkgeräte (2) für eine Funkkommunikation gemäss einer Bluetooth-Technologie ausgestaltet sind.

10. Verfahren zum Betreiben eines Systems (1) zur Kontrolle eines Zugangs zu einer zugangsbeschränkten Zone (20) in einem Gebäude, in dem eine Schleuse (14) die zugangsbeschränkte Zone (20) von einer öffentlichen Zone (22) trennt, wobei das System (1) umfasst:

Funkreichweite befindlichen und Nutzem (4) zugeteilten Mobilfimkgeräten (2) ausgestaltet sind, wobei ein erstes Mobilfimkgerät (6) an einer ersten Position (P) eines ersten Nutzers (4) zu jeder der Funkeinrichtungen (6) eine Distanz (di) hat,

eine Steuereinrichtung (10, 11), die mit einer Gebäudeeinrichtung (16) kommunikativ verbunden ist,

eine Datenspeichereinrichtung (18), in der Verarbeitungsinstruktionen für situationsspezifische Kalibrierungsmodi gespeichert sind, und

eine Signalverarbeitungseinrichtung (8), die mit der Datenspeichereinrichtung (18), den Funkeinrichtungen (6) und der Steuereinrichtung (10, 11) kommunikativ verbunden ist, wobei das Verfahren umfasst:

Auswerten von Funkkommunikation im Überwachungsbereich und basierend auf der Auswertung Ermitteln eines Situationsindikators, der eine dort vorherrschende Funksituation anzeigt;

- Erfassen für jede Funkeinrichtung (6) eines Indikators für eine

Empfangssignalfeldstärke (RSSE) basierend auf einer Funkkommunikation mit dem ersten Mobilfimkgerät (2);

- Wählen eines dem Situationsindikator zugeordneten Kalibrierungsmodus und Lesen der ihm zugeordneten Verarbeitungsinstruktionen aus der

Datenspeichereinrichtung (18); und

- Ermitteln einer momentanen Position (R') des ersten Mobilfünkgeräts (2) als

Funktion der erfassten Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken (RSSE) gemäss den gelesenen Verarbeitungsinstruktionen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Situationsindikator anzeigt, einen

Mobilfünkgerätetyp, eine Anzahl von Mobilfimkgeräten (2) im Überwachungsbereich, eine räumliche Orientierung eines Mobilfünkgeräts (2), einen Eintrittsort des Nutzers (4) in den Überwachungsbereich, von einem Mobilfimkgerät (2) erzeugte Sensordaten, eine Uhrzeit, eine Anzahl der Funkeinrichtungen (6), eine verfügbare Rechenleistung, eine Dichte der Funkeinrichtungen (6) oder eine Raumgrösse anzeigt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei in der Datenspeichereinrichtung (18) ausserdem gespeichert sind:

- ein Funksignalstärke-Referenzwert (M(RSSfio)). der aus einer Funkkommunikation zwischen einer der Funkeinrichtungen (6) und einem dazu in einer Referenz- Distanz (do) angeordneten Referenz-Mobilfunkgerät (2a) ermittelt ist,

- ein Referenz-Funksignalmuster (FP) als Funktion einer Position des Referenz- Mobilfünkgeräts (2a), wobei das Referenz-Funksignalmuster (FP) aus der Funkkommunikation der Funkeinrichtungen (6) mit dem Referenz-Mobilfünkgerät

(2a) ermittelt ist, und

- ein in der Kalibrierungsphase ermittelter Verlustkoeffizient (m) für jede der

Funkeinrichtungen (RFi) als Funktion der Referenz-Position des Referenz- Mobilfünkgeräts (2a).

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei eine Positionsbestimmung gemäss ersten Verarbeitungsinstruktionen für einen ersten Kalibrierungsmodus gemäss

(log di (p) - log d'_j)²

erfolgt, wobei NA eine Zahl der Funkeinrichtungen (6) und di(p) eine Euklidische Distanz zwischen einer i-ten Funkeinrichtung (6) und einer variablen Position (p) des Nutzers (4) bedeuten, wobei sich eine mittels des Referenz-Funksignalmusters (FP) ermittelte Distanz (d'i) zwischen dem Mobilfünkgerät (2) und einer i-ten Funkeinrichtung (6) wie folgt ergibt:

M(RSSI_do) - RSSIj

d'i = d_o10 loa

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei der Verlustkoeffizient (a_{i k}) gemäss

bestimmt wird, wobei j = 1, ..., N_{j k} die j-te Messung in einem k-ten Wegsegment einer festgelegten Wegstrecke für die i-te Funkeinrichtung (6) bezeichnet, wobei die

Wegsegmente in einer Kalibrierungsphase festgelegt sind.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 - 14, wobei zweite

Verarbeitungsinstruktionen für einen zweiten Kalibrierungsmodus eine Ermittlung einer Trajektorie einer Bewegung des Nutzers (4) festlegen, wobei die Ermittlung auf den festgelegten Standorten der Funkeinrichtungen (6), den erfassten Indikatoren für die Empfangssignalfeldstärken (RSSE) und dem Funksignalstärke-Referenzwert (M(RSSI_do)) basiert, wobei Verlustkoeffizienten (a,) mittels einer Maximum-Likelihood-Schätzung ermittelt werden, wobei Restkosten gemäss einer negativen Log-Likelihood-Funktion unter Einbeziehung der ermittelten Verlustkoeffizienten (a,) ermittelt werden und wobei die Restkosten über den Positionspfad minimiert werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10-15, wobei in der

Datenspeichereinrichtung (18) ausserdem eine individuelle Kennung des ersten Mobilfunkgeräts (2) gespeichert ist, wobei die individuelle Kennung vom ersten Mobilfunkgerät (2) bei einer Funkkommunikation mit einer Funkeinrichtung (6) ausgesendet wird, wobei durch die Signalverarbeitungseinrichtung (8) ein Steuersignal für die Steuereinrichtung (12) erzeugt wird, wenn basierend auf der Kennung und der ermittelten momentanen Position (R') des Mobilfunkgeräts (2) eine festgelegte Regel erfüllt ist, und wobei durch die Steuereinrichtung (12) eine der festgelegten Regel entsprechenden Gebäudeaktion, insbesondere eine Freigabe der Schleuse (14) veranlasst wird.