Facharbeit Physik - Arnold-Gymnasium Neustadt bei Coburg: Home

Lokalisierungsverfahren via Signalstärkemessung wurden bereits mehrfach im-
plementiert (z.B. ” RADAR“ von Microsoft TM [8] und [9]). Das Erstellen und
Betreuen der oben beschriebenen Fingerprint–Maps ist sehr zeitaufwendig.
Will man eine hohe Genauigkeit erreichen, muss die Karte ständig an bau-
liche Veränderungen und andere Einflüße angepasst werden.
Im Gegensatz dazu ist die Laufzeitmessung von äußeren Einflüssen, wenn man
über wenige, in der Praxis sehr gering schwankende Faktoren, wie z.B. der
Abhängigkeit der Lichtgeschwindigkeit von der Dichte des Medium, hinweg-
sieht, weitgehend unabhängig. Die Schwierigkeit dabei stellen hingegen die
extrem hohe Ausbreitungsgeschwindigkeit elektromagnetischer Wellen und die
damit verbundenen sehr kurzen Zeitintervalle dar.
2.4 Laufzeit
Bereits aus der Tatsache, dass man die Lichtgeschwindigkeit nicht überholen
kann, dass also keine größeren Geschwindigkeiten als die des Lichts existie-
ren, ergibt sich die Unmöglichkeit der direkten Messbarkeit der Laufzeit von
elektromagnetischen Wellen. Man kann eben nicht am Ort S (Sender) auf eine
Stoppuhr drücken, ein elektromagnetisches Signal aussenden, vor diesem an
Ort E (Empfänger) ankommen und bei dessen Ankunft die Laufzeit stoppen.
Wohl kann man aber in S bleiben, das Signal in E reflektieren lassen und beim
Zurückkehren desselbigen in S die Messung beenden. Dabei sind die ermittelte
Zeit (RTOF), sowie die vom Signal zurückgelegte Strecke doppelt so groß wie
die Gesuchten, aber die Messung möglich.
Im Fall von WLAN–Signalen handelt es sich dabei um Datenpakete, die hin–
und hergeschickt werden. Die entsprechende Spezifikation [10] schreibt fest,
dass eingehende Datenpakete, soweit sie korrekt empfangen wurden, mit einem
Acknowledgement–Paket (engl. Acknowledgement: Bestätigung) beantwortet
werden müssen. Durch diese Prozedur ist es nicht erforderlich, explizit eine
Antwort anzufordern, was die Implementierung vereinfacht. Dabei ist zu be-
achten, dass die Eingangsprüfung und Antwortgenerierung in E weitere Zeit tG
in Anspruch nehmen. Außerdem hat jedes Paket eine gewisse Länge. Es dauert
also eine entsprechende Zeit tV , bis der jeweilige Sende– bzw. Empfangsprozess
abgeschlossen ist. Soweit zur Laufzeitmessung nur Pakete der gleichen Länge
verwendet werden, ist tV konstant. Die oben beschriebene Antwort übernimmt
die Firmware der WLAN–Karte. Somit ist die dafür benötigte Zeit tG weitge-
hend unabhängig vom verwendeten (Betriebs–)System und dessen Auslastung.
Daher werde auch tG als konstant angesehen. Beginnt man die Zeitmessung
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