Neuere Entwicklungen auf dem Markt ortsabhängiger Anwendungen

Inhaltsverzeichnis

Zusammenfassung

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungen

1 Einleitung
1.1 Motivation
1.2 Aufbau der Arbeit
1.3 Zielsetzung und wissenschaftlicher Mehrwert der Arbeit

2 LBS – Technischer Hintergrund
2.1 Geographische Informationssysteme
2.2 Aufbau einer LBS-Architektur
2.2.1 Netzarchitektur
2.2.2 Funktionale Architektur
2.3 Ortungstechniken
2.3.1 Satellitengestützte Ortung
2.3.2 Ortung innerhalb von Gebäuden
2.3.3 Netzgestützte Ortung
2.3.4 Anwendungsspezifische Lokalisierungslösung

3 LBS – Eine Marktanalyse
3.1 Personalisierung als Erfolgsfaktor
3.1.1 Ziele und Techniken von der Personalisierung und Profilbildung
3.1.2 Bedeutung der Personalisierung für mobiles Marketing
3.1.3 Systeme in der Praxis
3.1.4 Personalisierung und Kontextsensitivität
3.2 Schutz der Privatsphäre
3.2.1 Missstände und Bedrohungsarten
3.2.2 Einstellungen der Benutzer gegenüber mobiler Werbung
3.2.3 Schutzmöglichkeiten für den Benutzer
3.2.4 Standards
3.3 Die Hauptspieler in den LB
3.3.1 Wertschöpfungskette in LB
3.3.2 Die Akteure
3.4 Erlös- und Rechnungsmodelle

4 Taxonomien von LBS
4.1 Überblick
4.2 Einteilung nach Anwendungsbereichen
4.2.1 Notfalldienste
4.2.2 Navigationsdienste
4.2.3 Informationsdienste
4.2.4 Werbedienste
4.2.5 Verfolgungsdienste
4.2.6 Rechnungserstellungsdienste
4.3 Einteilung in Pull- und Push-Dienste
4.3.1 Pull -Dienste
4.3.2 Push -Dienste
4.4 Einteilung in positionsbewusste und ortsverfolgende Dienste
4.4.1 Positionsbewusste Dienste
4.4.2 Ortsverfolgende Dienste
4.5 Anwendungen innerhalb und außerhalb von Gebäuden
4.5.1 Anwendungen innerhalb von Gebäuden
4.5.2 Anwendungen außerhalb von Gebäuden
4.6 Instanzübergreifende Anwendungen: B2C, C2B, B2B und C2C
4.6.1 B2C
4.6.2 C2B
4.6.3 B2B
4.6.4 C2C
4.7 Fortgeschrittene Notruf-, kommerzielle Hilfs- und mobile Mehrwertdienste
4.7.1 Fortgeschrittene Notrufdienste
4.7.2 Kommerzielle Hilfsdienste
4.7.3 Mobile Mehrwertdienste
4.8 Personen- und geräteorientierte Dienste
4.8.1 Personenorientierte Dienste
4.8.2 Geräteorientierte Dienste
4.9 Klassifizierungsmatrix
4.9.1 YellowMap
4.9.2 MOBILOCO
4.9.3 eGuide
4.9.4 NOTFON D
4.9.5 O2 Genion
4.9.6 Zusammenfassung

5 Ausblick

Literaturverzeichnis

Anhang: Anwendungen in der Praxis

Zusammenfassung

Ortsbezogene Dienste sind eine neue Form von Anwendungen, die speziell Mobilfunkbetreibern^[1] große Umsatzpotenziale bieten. Nach Jahren dauerhafter Umsatzstagnation sind sie der auserkorene Hoffnungsträger der Mobilfunkbranche. Diese Arbeit untersucht sowohl die technischen als auch die marktwirtschaftlichen Aspekte von ortsbezogenen Diensten. In der Hauptsache aber erstellt sie Taxonomien, die nach unterschiedlichen Kriterien gebildet wurden. Diese stellen dann die Grundlage dar für die Einteilung von in der Praxis eingesetzten Anwendungen in die verschiedenen Taxonomien. Als Schlusspunkt wagen die vorliegenden Ausführungen einen Ausblick in die Zukunft und zeigen Mobilfunkbetreibern mögliche Wege ihre Ziele zu verwirklichen.

An dieser Stelle möchte ich die Gelegenheit nutzen und folgenden Menschen danken, die mir bei der Erstellung der Diplomarbeit geholfen haben (alphabetische Reihenfolge): Stefan Baumann, Tilo Dickopp, Arkin Efeoglu, Dr. Bernhard Kölmel, Egbert Lenat, Petra Oberbeck, Ayhan Özkan, Tina Reichardt, Prof. Dr. Jochen Schiller, Serdar Sütlüce und Gabriela Weber-Schipke sowie meiner Familie.

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Workflow von LB

Abbildung 2: Technische Komponenten des Mobilfunknetzes

Abbildung 3: Funktionale Architektur für LB

Abbildung 4: GP

Abbildung 5: A-GP

Abbildung 6: DGP

Abbildung 7: Prinzip von WAAS und EGNO

Abbildung 8: With technological evolution, advertising could potentially come closer to the user

Abbildung 9: An Application Scenario of MyGrocer

Abbildung 10: The three A’s of customer conviction

Abbildung 11: Wertschöpfungskette LB

Abbildung 12: Players in the mobile location service market

Abbildung 13: Umsatz nach Anwendungsbereichen

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Genauigkeitsbedarf von LBS-Anwendungen

Tabelle 2: Schlüsseleigenschaften der Ortungstechniken

Tabelle 3: Einteilung nach Anwendungsbereichen

Tabelle 4: Push - und Pull -Beispielfälle

Tabelle 5: Positionsbewusste und ortsverfolgende Dienste

Tabelle 6: Anwendungen innerhalb und außerhalb von Gebäuden

Tabelle 7: Gliederung nach den Instanzen

Tabelle 8: Einteilung nach Baumann et al.

Tabelle 9: Unterscheidung in personen- und geräteorientierte Dienste

Tabelle 10: Zuordnung der Anwendungen den einzelnen Taxonomien

Abkürzungen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Immer mehr Menschen auf der Welt besitzen ein mobiles Kommunikationsgerät – einen Personal Digital Assistant (PDA) oder ein Handy [Cli02]. Auch gibt es immer mehr Informationen und Daten, die im Internet erhältlich sind [BJ03]. Die Symbiose von Internet und Mobilität führt zu einem mächtigen Mix, der den Mobilfunkanbietern eine zusätzliche Einnahmequelle beschert [Ast03].

1.1 Motivation

Nach jahrelangem Rückgang des Durchschnittsumsatzes pro Benutzer sahen sich die Mobilfunkbetreiber gezwungen, Ausschau nach anderen Umsatzpotenzialen zu halten, und sie wurden bei ortsbezogenen Diensten, zu Englisch Location-Based Services (LBS)^[2], fündig.

Felten schreibt auf Seite 210: „Ausgehend von der eigentlichen Bedeutung des Wortes kann man LBS als Dienste^[3] bezeichnen, die auf Informationen oder Transaktionen mit Bezug zu einem bestimmten Ort beruhen. … . Alle genannten Dienste und Dienstleistungen führen nur dann zum gewünschten Ergebnis, wenn als Basis ein Ort, an dem sich der Benutzer aufhält oder für den er Informationen sucht, bekannt ist.“ [Fel02]. Weitere Definitionen werden von Schilcher und Deking [SD02], Spiekermann [Spi04] sowie vom UMTS-Forum [UMT01] gegeben. LBS gehören zu einer neuen Generation von mobilen Anwendungen, die, zusammen mit einer Personalisierung der Angebote, erhebliche Einnahmen versprechen. Mit der Personalisierung eines Angebots ist gemeint, dass ein LBS-Anbieter Dienste offeriert, die auf das Profil des Kunden zugeschnitten sind^[4]. Beispielsweise wird ein Kunde, der gerne ins Kino geht, Informationen über die neuesten Filme erhalten, die in Kinos aus seiner näheren Umgebung laufen.

Den Untersuchungen von MORI zufolge ist der Kunde in Großbritannien, Frankreich und Deutschland bereit, einen Preisaufschlag für LBS hinzunehmen [MOR01]. Der durchschnittliche Umsatz pro Benutzer (Englisch: average revenue per user) könnte gesteigert werden und LBS könnten somit die nächste „Killerapplikation“ (oder auch Anwendung) werden, die den Anbietern ein starkes Umsatzplus brächte [Ast03, MW03, Nok05]. Weiterhin sind sie ein gutes Mittel, um die Kundentreue zu steigern [Ast03]. Dabei heißt es in der Arbeit von Wojczak, dass manchen Experten zufolge, der Durchbruch von LBS nicht mit einer einzelnen Anwendung gelingen wird, sondern es wird die Summe aus verschiedenen Anwendungen wie mobile commerce (m-commerce), mobilen Online -Spielen, Bildmitteilungen und LBS sein, die den eigentlichen Markterfolg ausmacht [Woj01].

Die guten Aussichten sind unter anderem der schwungvollen Entwicklung der Technik zuzuschreiben. Von Global System for Mobile communication (GSM: Technik der 2. Generation, 2G), über General Packet Radio Service (GPRS: 2,5G) bis hin zu Universal Mobile Telecommunications System (UMTS: 3G) hat sich der Telekommunikationssektor verändert. Es werden höhere Bandbreiten sowie schnellere Übertragungsgeschwindigkeiten zur Verfügung gestellt, so dass auch größere Datenobjekte, ohne viel Zeitaufwand, gesendet und empfangen werden können. [Ast03, FT04, HK02, RM03]. Ein weiterer Aspekt ist auch der Fortschritt im Bereich der mobilen Endgeräte, wo es multifunktionale Handys gibt, die fast alles können [HK02, MRBT03, MW03, RM03].

Neben der Telekommunikationsindustrie als Markttreiber wurde die Entwicklung von LBS durch das Global Positioning System (GPS) beschleunigt. GPS, das zunächst nur für militärische Zwecke verwendet wurde, ist für die zivile Nutzung freigegeben worden. [Bae02, RM03].

Zudem schrieb 1999 die amerikanische Regulierungsbehörde, die Federal Communication Commission (FCC) per Gesetz vor, dass mindestens zwei Drittel der Handys im Netz auf etwa 125 m genau zu orten sein müssen [Ast03, B+01b, Bae02, GmEX02b, FCC05, GKT03, MW03, PM02, RM03, WW05]. Damit können Anrufer, die die Nummer 911 wählen, automatisch durch die Notdienststellen lokalisiert werden [Ast03]. Ein weiterer Gesichtspunkt ist laut Barnes der Terroranschlag des elften Septembers, der den Bedarf an mobilen Geräten mit Ortungsfunktionalität steigerte. Einsatzhelfer und Feuerwehrleute können durch die automatische Ortung von mobilen Geräten Hilfsbedürftige (mit eben diesen Geräten) schneller bergen und damit Leben retten. [Bar03, For02].

Jedoch braucht es bis zum richtigen Durchbruch noch eine Menge. Es müssen Fragen der richtigen Geschäfts- und Preispolitik, der Standardisierung, der Benutzerfreundlichkeit, der Sicherheit und der Privatsphäre geklärt werden.

1.2 Aufbau der Arbeit

Der Aufbau der Arbeit unterteilt sich in fünf Kapitel. Kapitel 2 bespricht den technischen Hintergrund von LBS, die abhängig von Inhalten sind, deren Qualität über Erfolg oder Misserfolg entscheidet. Dabei ist der Ort des Handyteilnehmers der Ausgangspunkt. Abhängig davon und vom Dienst, den der Benutzer wählt, werden Informationen generiert und ihm zur Verfügung gestellt. Geographische Informationssysteme (GIS) sind ein wichtiger Bestandteil von LBS, wenn es darum geht präzise Inhalte zu liefern. Sie werden im Abschnitt 2.1 behandelt. Eine typische Infrastruktur, die das möglich macht, wird unter 2.2 präsentiert. Dabei werden die grundlegenden Prinzipien des kabellosen Netzes erklärt und der Zusammenhang zum Aufbereiten von Inhalten gezogen. Diese Aufgaben werden zusammengefasst in einer typischen LBS-Architektur. Eine wesentliche Komponente einer LBS-Architektur ist die Positionierungsumgebung. Unter 2.3 wird zuerst eine Einteilung der Ortungstechniken vorgenommen, bevor sie dann bekannt gemacht werden.

Kapitel 3 untersucht den LBS-Markt. Es werden mögliche Erfolgsfaktoren und Erfolgsbremsen identifiziert sowie Akteure und Einnahmemodelle beleuchtet. 3.1 macht die Bedeutung der Personalisierung für LBS deutlich. Personalisierung ist das Ansprechen eines Benutzers gemäß seinem Profil. Hiervon versprechen sich LBS-Anbieter erhebliche Umsatzsteigerungen. Personalisierung heißt auch die Preisgabe persönlicher Daten. Dieses heikle Thema wird unter 3.2 durchgenommen. Dabei wird untersucht, inwieweit der mangelnde Schutz der Privatsphäre ein Stolperstein für LBS sein könnte. An LBS sind mehrere Parteien beteiligt. In 3.3 werden sie und ihre Aufgabengebiete genauer besprochen. Abschnitt 3.4 setzt sich mit dem Thema der Erlös- und Rechnungsmodelle auseinander. Da viele Akteure an LBS partizipieren, ist die Bedeutung eines Modells, das die Einnahmen in zufrieden stellender Weise aufteilt, groß.

In Kapitel 4 werden Taxonomien erstellt. LBS werden anhand verschiedener Kriterien unterschieden und gruppiert. In der Praxis zum Einsatz kommende Anwendungen werden auf Übereinstimmung mit den einzelnen Gruppen geprüft.

Kapitel 5 rundet die Arbeit ab, indem es einen Ausblick in die Zukunft hinsichtlich weiterer Entwicklungen wagt.

1.3 Zielsetzung und wissenschaftlicher Mehrwert der Arbeit

Das Ziel der Arbeit besteht in der Einführung von LBS. Darüber hinaus gibt sie einen Überblick über vorhandene LBS-Anwendungen. In Kapitel 2 und 3 wird der Stand der Technik aufgegriffen. Es werden die wichtigsten Komponenten eingeführt, die für die Generierung von LBS bedeutsam sind. Daneben werden umfangreiche Literaturhinweise zu jedem Thema gegeben.

Der wissenschaftliche Mehrwert der Arbeit lässt sich durch die in Kapitel 4 erstellten Taxonomien benennen. LBS-Anwendungen werden nach verschiedenen Kriterien in Gruppen eingeteilt. Die so entstandenen Taxonomien werden benutzt, um eine Matrix zu erstellen. In diese Matrix werden LBS-Anwendungen, die in der Praxis eingesetzt werden, abgetragen und den verschiedenen Taxonomien zugeordnet.

2 LBS – Technischer Hintergrund

Obwohl laut dem UMTS-Forum sich jeder, der sich mit dem Thema LBS beschäftigt, sicher ist, dass LBS die Dienste in der Zukunft sein werden, mit denen Mobilfunkbetreiber ihre Umsätze generieren – viele sprechen gar von der nächsten „Killerapplikation“ –, stecken LBS noch in den Kinderschuhen [UMT01]. Eine Killerapplikation ist nach Schradi eine „Mega-Anwendung/-Webseite, die alle Wettbewerber (und Erwartungen) weit übertrifft oder eine ganz neue, durchschlagende Geschäftsidee darstellt (Beispiel ebay).“ [Schr05].

Mangelnde Investitionen einerseits und fehlende Standards^[5] andererseits sind nur zwei von mehreren Gründen, die Verantwortliche daran hindern, die LBS-Entwicklung voranzutreiben. Dabei sind die Voraussetzungen dafür so gut wie nie zuvor. Durch die Einführung der UMTS-Technik ist der Versand von größeren Datenmengen in sehr kurzer Zeit möglich. Das macht die Benutzung von LBS viel einfacher und somit auch at­traktiver für den Endkunden. [FT04]. Baeumerth schreibt, dass auch der Mangel an ausreichend großen Anzeigen bei Handys, auf denen Karten, Bilder und Videos in höchster farblicher Qualität dargestellt werden können, mittlerweile durch die Einführung von immer leistungsfähigeren mobilen Geräten behoben worden ist. Mit minimalem Gewicht, stundenlangen Sprech- und tagelangen Bereitschaftszeiten sind sie im heutigen Alltag unentbehrlich geworden. Dazu werden Dienste wie das Telefonieren oder der Datentransport zu immer niedrigeren Preisen angeboten. Immer mehr Daten können auf kleinsten Chips gespeichert werden, so dass ein heutiges mobiles Endgerät ohne Probleme in der Lage ist, die Leistung eines Großrechners vom Anfang der Achtziger Jahre zu vollbringen. Weiterhin sei, im Zuge der Globalisierung und der damit verbundenen Mobilität und Reiselust, gleichzeitig der Bedarf nach Informationen über unbekannte Umgebungen erheblich gestiegen. [Bae02].

LBS werden in der Zukunft eine Schlüsselrolle spielen. Bereits heute sind erste Versionen solcher Dienste erfolgreich im Einsatz: Informations- und Navigationssysteme leiten Autos durch den Verkehr, warnen vor Staus und zeigen eine nahe gelegene Kfz-Werkstatt an, werden für Touristen zum multimedialen Stadtführer und helfen bei der Suche nach einem Restaurant oder Hotel in der Nähe^[6]. LBS und mobile GIS ermöglichen dem Einzelnen gezielt auf raumbezogene Informationen und Dienste, auch personalisierte, zuzugreifen – und zwar an jedem Ort, zu jeder Zeit und von jedem mobilen oder stationären Endgerät aus. Zu den Einsatzmöglichkeiten und Perspektiven von LBS wie auch mobilen GIS-Anwendungen, zum Stand der Technik und über erfolgreiche Praxisbeispiele wird im Folgenden berichtet.

Dieses Kapitel bringt dem Leser die technischen Zusammenhänge im LBS-Bereich näher. Nachfolgend werden GIS und die notwendigen Komponenten für die Bildung einer funktionsfähigen LBS-Architektur vorgestellt.

2.1 Geographische Informationssysteme

Vorab soll gesagt werden, dass dieser Abschnitt einen kurzen Überblick über GIS geben und den Zusammenhang zu LBS zeigen wird. Ein näheres Eingehen auf das Thema ist im Rahmen dieser Arbeit nicht möglich. Ausführlichere Informationen über GIS und ihre verwandten Themen sind in den Arbeiten von [Har94, SD02, SVMY04, V+01] sowie auf den Internetseiten von [OGC05, OMA05] zu finden. Entsprechend finden sich auch dort Referenzen auf andere Arbeiten. Einen interessanten Beitrag gibt auch [McG01], der die wichtige Rolle der Topologie in LBS heraushebt.

LBS bilden die Verbindungsstelle von der GIS- und der kabellosen Netzindustrie [Jag03]. Denn sie benötigen einerseits den genauen Ort vom mobilen Gerät und andererseits die relevanten Informationen über den Ort selbst. Letztere werden von den GIS geliefert. Laut Virrantaus können GIS im Allgemeinen als Informationssysteme definiert werden, die geographische Daten^[7] verarbeiten. Diese geographischen Daten werden entweder mit Hilfe von geographischen Koordinaten, bestehend aus der geographischen Länge (früher Längengrad), der geographische Breite (früher Breitengrad) und der Höhe über Normalnull, oder durch ein anderes geographisch kodiertes Objekt ausgedrückt. Genannt werden sie räumliche Daten. Neben räumlichen Daten bestehen geographische Daten aus Attributen, die eine Haupteigenschaft von GIS-Datenbanken darstellen. GIS-Datenbanken verbinden eine große Menge von Attributsdatendateien (Bevölkerung, Gebäude, Unternehmen, Flächennutzungspläne, Landeigentum, Anlagen, Transport, Dienste, Umgebung) mit räumlichen Daten (Karten). Die Koordinaten der räumlichen Daten sind ein eindeutiger Schlüssel, mit dem verschiedene Mengen von Informationen verknüpft werden können. Auch wenn LBS als eine Unterklasse von GIS betrachtet werden, haben sie unterschiedliche Anfänge. LBS sind erst im Zuge der öffentlichen mobilen Dienste entstanden, wohingegen die Geburt von GIS ihren Ursprung in der Entwicklung von professionellen Anwendungen findet, die auf geographische Daten zurückgreifen. [V+01].

GIS ermöglichen die Erfassung und Speicherung sowie die Manipulation, Analyse, Modellierung und Ausgabe von raumbezogenen Daten. Der Funktionsumfang von GIS resultiert aus der jeweiligen Fachanwendung (Abbildung 1). Hard- und Software, ein Datenmodell, Datenbanken, Methoden zur Analyse und Schnittstellen für einen Datenaustausch zählen zu den wichtigsten Komponenten von GIS. Die kostenintensivste Komponente sind die Geodaten. Den eigentlichen Wert stellen daher nicht die GIS selbst, sondern die von ihnen verwalteten Geoinformationen dar. [Har94].

Im Falle von LBS ist bei jeglicher Positionsbestimmung eine Geokodierung, im Sinne einer Zuordnung von gemessenen Positionsdaten auf relevante Information, über die Umgebung und deren Umkehrung relevant [SVMY04].

Die Geokodierung und das Kartieren^[8] werden in der Praxis häufig von Drittanbietern eingekauft. Gründe hierfür sind bei der Beschaffung und Aktualisierung von Daten zu sehen, die teuer sind. Umgebungsdaten, in welcher Form auch immer, sind einem steten Wandel unterworfen und müssen deshalb ständig aktualisiert werden. [JGNM05, SD02, Soh03]. Da mittlerweile eine Vielzahl an Drittanbietern meist urheberrechtlich geschützte Lösungen anbietet, entstand das Bedürfnis nach Standardisierung [Soh03]. Die Organisationen, die sich damit befassen, heißen unter anderem Open GIS Consortium (OGC) [OGC05] und Open Mobile Alliance (OMA) [OMA05].^[9] Im Artikel von [Van02b] sind die Zusammenhänge und die Historie von OGC und LIF gut erklärt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Workflow von LBS [SD02]

Das OGC hat in diesem Zusammenhang die Beschreibungssprache namens Geography Markup Language (GML) entwickelt, die eine Anwendung von der Extensible Markup Language (XML) ist. Sie beschreibt Geometrien sowie die zugehörigen Attribute im Bereich der Geodaten. [Wag05]. Es wurde damit ein Schritt in Richtung Interoperabilität (die Fähigkeit von zwei verschiedenen Systemen miteinander zu arbeiten) getan.

Ist der Ort eines Benutzers bekannt, können GIS gezielt auf den Ort bezogene Informationen liefern. Im Rahmen von LBS sind hier nur einige Anwendungsbeispiele genannt^[10], die da wären Navigations-, Wetterinformations-, Freizeitdienste. [SD02].

Trotz der steigenden Popularität von GIS und den Geodaten, die auch eng verknüpft ist mit LBS, gibt es Qualitäts- und Kostenprobleme im Geoinformationsmarkt. Die Qualität der Karten variiert innerhalb Europas. So gibt es z.B. in Deutschland eine bessere geographische Erfassung der Landschaft als in Frankreich. Die Aktualisierung und Wartung von Geodaten ist aufwändig und zieht hohe Kosten nach sich, so dass der Kauf von geographischen Informationen teuer ist. [SD02].

Alles in allem werden dem Geoinformationsmarkt sprunghafte Wachstumszahlen vorhergesagt, hauptsächlich wird hier der Zusammenhang zu LBS gezogen [SD02]. Geodaten haben in LBS eine existenzielle Rolle inne. Ohne effiziente Geodaten kann es keine erfolgreichen LBS geben [She03].

2.2 Aufbau einer LBS-Architektur

LBS werden über das GSM-, GPRS- oder UMTS^[11] -Mobilfunknetz angeboten. GPRS ist eine Erweiterung von GSM und wurde eingeführt, um die Datenkommunikation einfacher und billiger zu gestalten. Daneben gibt es weitere Standards, auf die hier auch nicht näher eingegangen wird: z.B. High-speed circuit-switched data (HSCSD) und Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE)^[12]. Alle drei Mobilfunknetze benutzen für ihre Kommunikation Radiofrequenzen [Jag03]. Sie sind zellular aufgebaut, d.h., über der versorgten Fläche existiert ein wabenartiges zellulares Netz, das aus einer großen Anzahl von Basisstationen besteht [Woj01].

2.2.1 Netzarchitektur

Abbildung 2 zeigt eine GSM-Netzarchitektur als Beispiel. Die mobile station (MS) steht für ein mobiles Gerät und besitzt ein subscriber identity module (SIM), das zu Authentifizierungs- und Sicherheitszwecken benutzt wird und über Hard- und Software verfügt, die an die Radioverbindung angepasst sind und unter mobile equipment (ME) zusammengefasst werden [Jag03]. Wojczak schreibt auf Seite 128: „In einer mobilen Vermittlungsstelle, oder zu Englisch mobile switching centre (MSC), steckt die eigentliche Intelligenz eines Mobilfunknetzes. Von hier aus werden auch netzübergreifende Verbindungen zu anderen Mobilfunk- oder Festnetzen realisiert. Damit ein Handy-Teilnehmer erreichbar ist, muss gewährleistet sein, dass die ihn verwaltende MSC auch weiß, in welchem Zellgebiet er sich befindet.“ [Woj01]. Der Ort eines Benutzers wird vom home location register (HLR) und visitor location register (VLR) überwacht. Es gibt pro Netz nur ein HLR, aber jeweils ein VLR pro MSC. Das HLR speichert die kundenspezifischen Daten eines Netzbetreibers. Hierzu zählen aktuelle Daten, wie der gegenwärtige Standort im Netz, um so eine Verbindung mit dem Teilnehmer überhaupt zu ermöglichen. [Soh03].

Das VLR speichert Daten von Teilnehmern, die sich im Bereich eines MSC befinden. Neben Kunden des eigenen Netzes werden auch Kunden anderer Netze in dieses Register aufgenommen. Dies ist vor allem im Rahmen von Roaming -Abkommen relevant, bei denen die Kunden verschiedene Netze parallel benutzen können. Ein Roaming -Abkommen ist ein Vertrag zwischen verschiedenen Mobilfunknetzbetreibern über die gegenseitige Nutzung ihrer Netzinfrastruktur. Im Falle, dass sich der Teilnehmer bewegt, wird durch die Übergabe (Handover) sichergestellt, dass die Verbindung ohne Unterbrechung funktioniert. Der Teilnehmer wechselt hierzu die Frequenz von der gegenwärtigen auf diejenige Funkzelle mit der besten Empfangs- und Sendeleistung. Parallel dazu wird die Kommunikationsverbindung im Vermittlungssystem auf die neue Basisstation umgeschaltet, so dass wieder eine durchgehende Leitung von Mobilfunkteilnehmer bis zum MSC besteht. [Soh03]. Munson und Gupta schreiben zu ihrer Abbildung 2: Um die Position eines mobilen Benutzers zu erhalten, sendet der LoCation Services-Client (LCS-Client) eine LCS-Dienstanfrage an das Gateway Mobile Location Centre (GMLC), mit dabei die International Mobile Subscriber Identifier (IMSI) oder die Mobile Station ISDN^[13] Number (MSISDN)^[14]. Laut empirical beinhaltet ein GMLC Funktionen, die LCS ermöglichen. Innerhalb eines Netzes kann es mehr als ein GMLC geben. Es stellt den ersten Knoten dar, auf den ein LCS-Client in einem GSM- oder UMTS-Mobilfunknetz von außen zugreift. Ein GMLC kann z.B. von einem HLR Routeninformationen anfordern. Nach dem Anmeldevorgang sendet es Positionsanfragen an das MSC und erhält daraufhin endgültige Abschätzungen vom Ort des mobilen Benutzers. [mpir04]. Die IMSI ist auf der SIM-Karte gespeichert und dient der international eindeutigen Identifikation von Teilnehmern in kabellosen und drahtgebundenen Kommunikationsdiensten [Prü05].

Das GMLC erhält von HLR die Information, welches MSC aktuell den Benutzer bedient, die er dann entweder direkt oder über das Base Station Subsystem (BSS) an das entsprechende MSC weitergibt. Die Art der Weitergabe hängt davon ab, wie das Serving Mobile Location Centre (SMLC) mit dem BSS verbunden ist [MG02]. Ein BSS besteht aus einer Base Transceiver Station (BTS) und einem Base Station Controller (BSC). Das BSC übernimmt Vermittlungsaufgaben des BSS und ist mit dem MSC verbunden. Weiterhin veranlasst es gegebenenfalls einen Zellwechsel und ist für die Zuweisung von Radiokanälen verantwortlich. Die BTS enthält den Sender, den Empfänger und die Signalausrüstung, die benötigt wird, um über die Radioverbindung mit der MS zu kommunizieren. Ein SMLC ist wie das GMLC eine Spezialisierung eines Mobile Location Centres (MLC). Im Location of Cellular Users for Emergency Services (LOCUS)- und im Location aware Visually Enhanced Ubiquitous Services (LoVEUS)-Bericht steht, dass das MLC aus dem, in der Netzwelt stattgefundenen, Standardisierungsprozess hervorgegangen ist. Es ist für einige Aufgaben wie z.B. Privatsphäre, Autorisierung, Authentifizierung, den Versand von Ortsinformationen an ermächtigte Anwendungen, Rechnungserstellung u.a. verantwortlich. [B+01b, VIORM02a]. Le, Lh, Lg, Ls und Lb stellen Verbindungen (interfaces) dar.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Technische Komponenten des Mobilfunknetzes [MG02]

Weitere Informationen sind in der Arbeit von [LPLXL05] zu finden, die eine Lösung für Kapazitätsprobleme präsentieren, wenn die Datenbank versucht Daten zu speichern, obwohl kein Speicherplatz mehr zur Verfügung steht. [BS03, DB02, DS01, FT04] stellen in ihren Aufzeichnungen die Netzarchitektur der Firma Alcatel vor.

2.2.2 Funktionale Architektur

Felten unterteilt auf den Seiten 215-217 LBS in zwei Welten. Einmal in die Mobilfunk-, und einmal in die Internetwelt. Er sagt weiter, dass für den Betrieb standortbezogener Dienste im Wesentlichen drei funktionale Module wichtig seien (Abbildung 3) – die Zugriffs- und die Positionierungsumgebung in der Mobilfunkwelt und die Anwendungsumgebung (MLC) in der Internetwelt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3 : Funktionale Architektur für LBS [Fel02]

Die Positionierungsumgebung ermittelt für Mobilfunknetzbetreiber den aktuellen geographischen Standort eines mobilen Geräts und stellt sie externen Anwendungen in verwertbarer Form zur Verfügung^[15]. Die Anwendungsumgebung stellt die zentrale Einheit dar, die über die Dienstintelligenz verfügt. In ihr befinden sich auch die externen Anwendungen. Wenn der Benutzer es so wünscht, werden die erhaltenen Koordinaten in der Anwendungsumgebung weiterverarbeitet. Auch bestimmt sie den Ablauf des Dienstes am Frontend. Die Zugriffsumgebung stellt die Verbindung zur Anwendungsumgebung her, um so auf Dienste zuzugreifen, die dem Benutzer bereitgestellt werden. Dabei werden beim Zugriff auf die Anwendungsumgebung die gültigen Mobilfunk-Transportstandards eingehalten.

Felten betrachtet in funktionaler Hinsicht die dargestellten Umgebungen unabhängig voneinander. Er schreibt auf Seite 216: „Aus jedem einzelnen der genannten Bausteine, können sich jedoch elementare Optionen und Restriktionen für die darauf aufbauenden Dienste ergeben“. Um qualitativ hochwertige LBS zu verwirklichen, ist es notwendig, dass die funktionalen Module optimal aufeinander abgestimmt sind. Aus prozessualer Sicht verlangt die Verwirklichung von LBS eine enge Zusammenarbeit von Produktentwicklung und Technik.

Zugriffsumgebung

Hier ist es wichtig, eine Übereinstimmung mit den Ausgaben und Interaktionen der betreffenden Anwendungen und den unterschiedlichen Anforderungen verschiedener mobiler Endgeräte, Browsertypen und Protokolle zu finden. Was diesen Punkt angeht, gibt es bei LBS keine Unterschiede zu anderen mobilen Datendiensten.

Anwendungsumgebung

Auch hier sind nur wenige Unterschiede zu anderen mobilen Diensten zu nennen. Wie bereits erwähnt verfügt die Anwendungsumgebung über die gesamte Dienstintelligenz. Sie ist verantwortlich für die Kommunikation zwischen Benutzer und verbundenen Systemen. Sobald eine Anwendung den Standort eines Mobiltelefons verlangt, wird dieser über eine Verbindung zum, für den Ort und seine Umgebung zuständigen, Mobilfunknetzbetreiber gesendet. Dabei spielen GIS und digitales Kartenmaterial eine zentrale Rolle, denn, wie im Abschnitt 2.1 bereits erwähnt, verfügen sie über Inhalte, die mit dem aktuellen Ort in Verbindung gebracht werden. Diese Inhalte werden dem Anfrager in lesbarer Form verschickt. Felten schreibt weiter auf S. 216: „Einfachere Konstellationen in der Anwendungsumgebung sind jedoch möglich, wenn an der Verbindung zur Ortsumgebung nicht (nur) Geokoordinaten übergeben werden, sondern vom Mobilfunknetzbetreiber bereits eine „Veredelung“ durchgeführt wird, die z.B. Postleitzahlen, Stadt(teil)- oder Straßennamen liefert.“

Positionierungsumgebung

Hier werden automatisch der Ort bzw. die Geokoordinaten eines mobilen Geräts entdeckt. Die Positionierungsumgebung stellt in der eingeführten LBS-Architektur das neue Element dar. Es bedarf aber einer Lokalisierungsanwendung im Mobilfunknetz, die die Geokoordinaten in eine für andere Anwendungen lesbare Form bringt. Hierzu gibt es auf dem Markt unterschiedliche Techniken, die die Mobilfunknetzbetreiber für ihre Lösung einsetzen können. Als Beispiele für Mobilfunk-Infrastrukturhersteller sind da Ericsson, Motorola und Alcatel und für spezialisierte Systemanbieter Cell-Loc, SignalSoft, Snaptrack und Cambridge Positioning Systems zu nennen [Fel02].

2.3 Ortungstechniken

Genauso wichtig wie eine umfangreiche Datenbank mit geographischen Informationen und raffinierten Programmen, die präzise Routeninformationen liefern, ist es den Ort eines Benutzers möglichst exakt zu kennen. Speziell in LBS stützen sich die Angebote und Informationen auf Ortsangaben. In der Praxis gibt es verschiedene Ortungstechniken, die in diesem Abschnitt näher vorgestellt werden. Die Ortungssysteme (OS) können in satellitengestützte OS, OS innerhalb von Gebäuden und netzgestützte OS eingeteilt werden [Rot04]. Daneben sind in der Literatur verschiedene Taxonomien von OS zu finden. Da diese nicht Hauptthema dieser Arbeit sind, werden sie hier nicht näher behandelt. Es werden die Einteilungen nur genannt und Literaturverweise dazu gegeben.

[B+01b, BMR05, Jag03, SS02] unterscheiden in geräte- und netzgestützte sowie hybride OS, also eine Kombination von erstem und zweitem. [Bar03] hat eine Einteilung in zellen-, netz- und satellitengestützte OS durchgeführt. [MW03] haben gruppiert in benutzer-, netz- und gerätedefinierte OS. [GKT03, GPFKT02] differenzieren in mobilfunknetzabhängige und –unabhängige OS. Bei [SVMY04] gibt es unabhängige, satelliten- und funkgestützte OS und die mobile in-EXhibition Provision of Electronic Support Services (mEXPRESS)-Gruppe [GmEX02b] trennen in geräte- und netzgestützte sowie von der Distanz abhängige OS.

[Rot04] schreibt, dass die präzisen Ortungsmethoden ihren Anfang in der Landvermessung fänden, wo geometrische Ansätze benutzt wurden, um mit Hilfe von Winkeln und Entfernungen Orte zu ermitteln. Jedes OS, das geographische Koordinaten liefert, stützt sich immer noch auf diese geometrischen Grundsätze. Es gibt nach ihm hierbei folgende Verfahren:

Triangulation

Sie braucht zwei feste Positionen (p1 und p2). Von jeder Position aus messen wir den Winkel zum Ort u. Geometrisch gesprochen ist u der Schnittpunkt von zwei Linien. Mittels Winkelfunktionen können wir die Koordinaten von u berechnen.

Trilateration

Sie braucht auch zwei feste Positionen, benutzt aber zwei Entfernungen zum unbekannten Ort. Den Ort u ermitteln wir, wenn wir zwei Kreise schneiden. Für gewöhnlich gibt es zwei Schnittpunkte. Also müssen wir einen Schnittpunkt mit Hilfe von zusätzlicher Information eliminieren. Im Gegensatz zur Triangulation führt die Trilateration zu nichtlinearen Gleichungssystemen, die keine geschlossene Lösung für eine dreidimensionale Ortung anbieten. Um eine Lösung zu erhalten, müssen wir die Gleichungen mit numerischen Methoden lösen.

Traversierung

Die Traversierung benutzt mehrere Entfernung/Winkel-Paare. Wir starten mit einem bekannten Punkt p1 und messen die Entfernung und Richtung zu einem anderen Punkt p2. Nach einigen Schritten erreichen wir den unbekannten Ort u. Zu beachten ist, dass wir im Prinzip einen einzelnen Schritt benutzen könnten, um zum unbekannten Punkt zu gelangen.

2.3.1 Satellitengestützte Ortung

GPS

Das GPS^[16] ist ein passives, satellitengestütztes Navigationssystem, das vom amerikanischen Verteidigungsministerium unterhalten und betrieben wird. Sein primärer Zweck ist die Bereithaltung von geographischen Daten und Koordinaten für Land-, See- und Luftstreitkräfte. Vor einiger Zeit wurde die Nutzung von GPS auch für zivile Zwecke zugelassen (Abbildung 4). [Jag03]. Daher ist es unterteilt in drei Segmente: Benutzer-, Raumfahrts- und Überwachungssegment. Um die ganze Erde abdecken zu können, wurden 24 Satelliten im All positioniert, die in sechs verschiedenen Erdumlaufbahnen um die Erde kreisen. Ein Benutzer, der eine Position oder einen Ort herausfinden möchte, kann kostenlos auf die GPS-Technik zurückgreifen. Die Kommunikation ist unidirektional, d.h. vom Satelliten zum Benutzer. Es gibt zwei GPS-Dienste: 1. Precise Positioning Service (PPS) für das Militär und 2. Standard Positioning Service (SPS) für die zivile Nutzung. [Rot04].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: GPS [WaloJ]

Laut [HLC01] ist GPS folgenden Verzerrungen ausgesetzt:

- Satellitenuhrfehler: Obwohl die Satellitenuhren exakt sind, verursachen sie einen Fehler von 1,5 m in der Positionsberechnung.
- Veränderungen der Satellitenumlaufbahnen: Die Satelliten bewegen sich nicht wie berechnet in ihren Umlaufbahnen, weil die Gravitationskraft der Sonne und des Mondes die Umlaufbahnen verzerren. Diese Veränderungen verursachen einen Fehler von 2,5 m.
- Störungen in der Atmosphäre: Atmosphärischer Druck und die Wetterbedingungen beeinflussen die Ausbreitung der Signale und verursachen daher einen Fehler von 0,5 m.
- Störungen in der Ionosphäre: Die geladenen Teilchen der Ionosphäre unterbrechen die Ausbreitung der Signale und verursachen daher einen Fehler von fünf Metern.
- Mehrwegfehler ( engl . multipath error): Reflektierte Signale in der Umgebung des Empfängers verursachen einen Fehler von 0,6 m.

Zusätzlich zu diesen Ursachen wurden bis zum Jahre 2000 die SPS-Signale von der amerikanischen Armee mit Absicht gestört, um zu verhindern, dass andere Streitkräfte eine genauere Messung durchführen konnten. GPS kann ausschließlich draußen in nicht dicht besiedelten Gebieten eingesetzt werden. Hohe Gebäuden, Brücken und Tunnels können die Signale abschwächen. [MW03].

Weitere Quellen sind [AS03, Bar03, BCLN05, BJ05, CAE02, DH04a, Fel02, Fig04, Kaa03, Nok05, RM03, SVMY04].

Assisted GPS (A-GPS)

A-GPS wurde entwickelt, weil das GPS eine lange Zeit braucht, um die erste Positionsbestimmung durchzuführen, es in geschlossenen Räumen nicht funktioniert und der Stromverbrauch des Satellitenempfängers hoch ist [Sche04]. A-GPS dagegen arbeitet schneller, da bekannt ist, in welcher Funkzelle sich der Empfänger befindet und so eine schnellere und genauere Lokalisierung ermöglicht wird. Es funktioniert in geschlossenen Räumen und verbraucht weniger Strom. [Jag03, Nok05]. Voraussetzung ist jedoch, dass ein GPS-Empfänger in einem mobilen Gerät installiert ist [Woj01]. Hierbei werden die Frequenzen und Positionen sichtbarer Satelliten zur Verfügung gestellt. Abhängig vom Ort, an dem die Positionsberechnung stattfindet, wird unterschieden in netz- und gerätegestützte Modi (Abbildung 5).

Weitere Quellen sind [B+01b, BMR05, DS01, Fel02, GKT03, MW03, RM03, SS02, VIORM02b].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5 : A-GPS [Ebe02]

Differential GPS (DGPS)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 6: DGPS [WaloJ]

DGPS empfängt Informationen von fixen GPS-Standorten, d.h., es werden an diesen Standorten zusätzliche Sender aufgestellt, die die empfangene Position anhand von GPS messen und diese mit der realen Position vergleichen. Die erhaltene Differenz wird in Form von so genannten Korrekturdaten an die Benutzer in der Nähe weitergeleitet. Bei diesem Vergleich wird die Annahme zugrunde gelegt, dass die Benutzer in der Nähe ähnliche Abweichungen haben und diese so korrigiert werden. Problematisch ist, dass die fixe Basisstation nicht weiß, aufgrund welcher Satellitenkombination der Teilnehmer seine Position bestimmt. Das bedeutet, dass die Basisstation einen vollständigen Satz von Korrekturdaten an die Benutzer weiterleiten muss. Mit diesem Verfahren wird die Genauigkeit, in Abhängigkeit von der Distanz zur Basisstation, auf wenige Meter erhöht (Abbildung 6). [B+01b, Rot04].

Wide Area Augmentation System (WAAS)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Prinzip von WAAS und EGNOS [oVoJ]

Das WAAS-Prinzip ähnelt dem des DGPS (Abbildung 7). Mit Hilfe von Basisempfängern werden Korrekturdaten berechnet. Anders als bei DGPS wird die Übertragung nicht mittels irdischer Sender ausgeführt, sondern mittels geostationären Satelliten. In den USA sind aktuell 30 Basisempfänger in Betrieb. Die Korrekturwerte werden an die Hauptüberwachungsstation gereicht, die sie dann an den Immarsat-3-Satelliten übergibt. Der wiederum sendet sie an die Benutzer. Weil sich der Satellit auf einer geostationären Erdumlaufbahn aufhält (nicht wie die GPS-Satelliten), werden die Korrekturdaten immer in das gleiche geographische Gebiet übertragen. Das ist beabsichtigt, da sie sich aus den Daten der Basisempfänger des abgedeckten Gebiets zusammensetzen. Fürs Übertragen der Korrekturdaten an die Benutzer sendet der Immarsat-3-Satellit auf der L1-Frequenz und benutzt einen freien Pseudo Random Noise Kode (PRN Kode). [Rot04].

Andere Satellitensysteme

Neben GPS existieren noch andere Satellitensysteme. Beispielsweise hat auch die ehemalige Sowjetunion die Nutzung einiger Teile ihres Satellitensystems, Globalnaya Navigationnaya Sputnikovaya Sistema (GLONASS), freigegeben. GLONASS benutzt, ähnlich wie GPS, zwei Frequenzen, wovon eine für militärische Streitkräfte reserviert ist. GLONASS kennt keine Verschlüsselung des Ortungsdiensts wie auch keine Mechanismen wie die selektive Erreichbarkeit. Ein ziviler Benutzer erreicht horizontal eine Genauigkeit von 26 m und vertikal von 45 m. Obwohl GLONASS mit 24 Satelliten anfangs dieselbe Erreichbarkeit hatte wie das GPS, fielen mehrere Satelliten, aufgrund der kürzeren Lebenszeit, nach einiger Zeit aus. Wegen finanzieller Probleme musste der Betrieb einiger weiterer Satelliten eingestellt werden. Im Jahre 2000 waren nur noch zehn Satelliten aktiv, so dass globale Abdeckung nicht gewährleistet war. Im Jahre 2004 waren es nur noch neun. [B+01b, Rot04].

In Europa gibt es Pläne, ein eigenes Satellitennavigationssystem aufzubauen. Im ersten Schritt ist ein System, ähnlich dem amerikanischen WAAS, geplant, das satellitengestützte Korrekturdaten zu GPS und GLONASS liefert. Der Name dieses Systems lautet European Geostationary Navigation Overlay System (EGNOS) und sollte seinen Dienst 2004 starten (Abbildung 7). [B+01b, Rot04].

Der zweite Schritt beinhaltet den Aufbau eines eigenen, unabhängigen Satellitensystems (wie GPS oder GLONASS) mit dem Namen GALILEO. Im Jahre 1999 fasste die EU diesen Entschluss. Im Jahre 2006 sollen die ersten 30 Satelliten ins All gebracht werden und ihren Dienst aufnehmen. Vollständiger Betrieb ist für das Jahr 2008 geplant. Laut Roth sind drei Dienste vorgesehen, die GALILEO offeriert: einen freien Dienst, einen Dienst, der nur von regierungsnahen Organisationen genutzt werden kann und einen weiteren verschlüsselten Dienst, für dessen Benutzung Benutzer zahlen sollen. [B+01b, GmEX02b, Rot04]. Aber neuesten Entwicklungen zufolge soll GALILEO auch militärische Dienste leisten und anders heißen [Röt05]. GALILEO bringt eine höhere Präzision mit vier Metern Genauigkeit. BlackJack, ein Projekt der NASA, soll sogar noch genauere Positionsbestimmungen durchführen. Es wird von zwei bis drei Zentimetern Exaktheit gesprochen [CAE02].

2.3.2 Ortung innerhalb von Gebäuden

Alle Techniken, über die nachfolgend berichtet wird, haben eine kurze Reichweite und erfordern deswegen einen geschlossenen Raum wie z.B. ein Gebäude oder ein großes Zimmer. Techniken für kurze Distanzen erreichen die Positionsbestimmung für ein sich bewegendes Objekt über die Entfernung zu einem festen Objekt. Daraus resultiert eine höhere Genauigkeit im Vergleich zu Techniken mit einer größeren Reichweite. Es werden die wichtigsten Techniken für kurze Reichweiten eingeführt. [GKT03].

Infrarotsensoren

Als Infrarotstrahlung werden in der Physik elektromagnetische Wellen im Spektral­bereich zwischen sichtbarem Licht und der langwelligeren Mikrowellenstrahlung bezeichnet [oV05b]. Mehrere Infrarotsender sind in Gebäuden z.B. an Wänden, Türen, Zimmer und Fluren installiert. Sie sind in der Lage, ihre eigene ID automatisch zu senden. Ein Rechner mit einem Infrarotempfänger benutzt die Signale, um seine Position festzustellen. Jedoch können Infrarotsignale durch Objekte, die im Weg stehen, leicht unterbrochen werden. Darum sind Ortungstechniken, die auf Funksignalen beruhen, eine attraktivere Alternative. Heutzutage sind mehrere Techniken, die auf Funksignalen mit kurzer Reichweite basieren und dabei Infrarottechnik verwenden, im Einsatz. Die wichtigsten davon sind Active Badge, Active Bat und Cricket. Das Active-Badge -Ortungssystem wurde im Olivetti -Forschungslabor (dem heutigen AT&T Cambridge) entwickelt und ist der wohl erste Prototyp, der Badges (zu Deutsch Abzeichen) erkennt [HB01, Schi95]. Er besteht aus einem zellulären Näherungssystem und benutzt Infrarottechnik. Personen tragen kleine Infrarot-Badges, die alle zehn Sekunden oder auf Anfrage einen global eindeutigen Identifikator aussenden. Das Active-Badge -System ist in der Lage absolute Positionsinformationen zu liefern, wenn auch im Bereich von einigen wenigen Metern. Um diesen Nachteil zu kompensieren haben AT&T -Forscher das Active-Bat -OS erfunden, das eine Ultraschallflugzeittechnik benutzt, um genauere Positionsangaben als Active Badge zu machen. Das System kann Objekte punktgenau orten – mit einer Abweichung von neun Zentimetern. Ergänzend zum Active Bat benutzt das Cricket -System Ultraschallsender, um die Infrastruktur aufzubauen. In die zu lokalisierenden Objekte werden Empfänger eingebaut. [GPFKT02, HB01].

Weitere Quellen sind [CP04, GmEX02b, Rot04, SS02, SVMY04].

Bluetooth

Bluetooth ist eine Radiofrequenzspezifikation für kurze Entfernungen. Dabei können Daten gleichzeitig von einem Gerät zu mehreren anderen transferiert werden. Seine Reichweite beträgt zwischen zehn Zentimeter und zehn Meter, kann aber ausgebaut werden auf bis zu 100 m, indem die Übertragungsleistung erhöht wird. Es stützt sich auf eine preiswerte Funkverbindung, die für kurze Entfernungen geeignet ist und Ad-hoc-Verbindungen für stationäre und mobile Kommunikationsumgebungen ermöglicht. Obwohl Bluetooth anfänglich entworfen wurde, um unterschiedliche Geräte drahtlos zu verbinden, sind die potenziellen Verwendungsmöglichkeiten zahlreich. So können z.B. über Bluetooth -Schnittstellen Drucker, PCs, Faxgeräte, Tastaturen und sogar Alarmsysteme bedient werden. Aufgrund der kurzen Entfernung ist die Ortungsgenauigkeit hoch. [GKT03].

Weitere Quellen sind [C+01, CP04, GmEX02b, GPFKT02, SS02].

Wireless Local Area Network (WLAN)

WLANs haben die LANs mit Kabelverbindungen abgelöst. Die WLAN-Infrastruktur ähnelt der von zellulären Systemen, wo die Geräte über eine kabellose Verbindung auf einer bestimmten Frequenz, mit der Basisstation kommunizieren. Die WLAN-Vorteile gegenüber Bluetooth können mit einer höheren Bandbreite und einer größeren Reichweite (mehr als 100 m) zusammengefasst werden. Aber dafür weisen sie nicht die Bluetooth -Präzision aus, was den Nutzen für LBS einschränkt. Durch ihre geringen Implementierungskosten sind sie jedoch für LBS geeignet, die keine genauen Ortsangaben benötigen. [GKT03].

Weitere Quellen sind [CCS05, CP04, GmEX02b, GPFKT02, Kaa03, Rot04, SS02].

Radio Frequency Identification (RFID)

RFID ist eine neue, automatische Identifizierungs- und Datenerfassungstechnik, die zuerst in Anwendungen für die Verfolgung von Objekten während der Achtzigerjahre eingesetzt wurde. Diese kabellosen Systeme können Daten berührungslos und ohne Sichtkontakt lesen und speichern. Sie sind effektiv in Gebieten, wo andere Identifizierungsmechanismen (z.B. Strichkode) nicht ausreichen. RFID hat sich auf mehreren Gebieten wie z.B. bei der Inventur etabliert, weil es bewegliche Objekte verfolgen kann. Aufgrund dieser und anderer Fähigkeiten wie dem automatischen Sammeln von Daten und der automatischen Identifikation von Produkten, wird RFID auch im mobilen Supply Chain Management (mSCM) eine Hauptrolle spielen [HT03]. Die Genauigkeit dieser Methode kann, wegen der kurzen Reichweite, sehr akkurat sein (von einigen Zentimetern bis zu einem Meter). [GKT03].

Weitere Quellen sind [GmEX02b, Rot04, SVMY04].

2.3.3 Netzgestützte Ortung

Nachfolgend werden die gebräuchlichsten Verfahren vorgestellt, die in der Praxis oft miteinander kombiniert werden [Rot04].

Cell-Identifier (Cell-ID) oder Cell of Origin (COO)

Die Lokalisierungstechnik Cell-ID funktioniert in GSM-, GPRS- und UMTS-Netzen. Das Funknetz identifiziert die Basisstation, mit der das Mobiltelefon eine Verbindung aufgebaut hat, und die Position des Telefons. Das Einzugsgebiet dieser Basisstation ist die so genannte Zelle, die eine eindeutige ID besitzt. Die Position des mobilen Geräts wird dann durch die ID der Zelle ausgedrückt. Eine typische GSM-Zelle hat einen Durchmesser zwischen zwei und 20 km. Die Zellen sind normalerweise grob kreisrund, können aber als Sechsecke leichter modelliert werden, so dass sich ein Wabennetz von benachbarten Zellen ergibt. In Städten sind die Zellen klein, was eine Positionsangabe im Umkreis von ungefähr 300 m ermöglicht. In weniger bewohnten Gebieten haben die Zellen einen Radius bis zu 35 km. Verlässt ein mobiles Gerät eine Zelle, stellt die entsprechende Basisstation fest, dass sich das Signal des Geräts verringert und fordert alle Basisstationen in der Umgebung auf, die Mitteilung zu senden, wie viel Leistung sie von ihm erhalten. Dann übergibt die erste Basisstation den Kontakt an die Zelle, die das stärkste Signal empfängt, d. h. an diejenige, in deren unmittelbarer Nähe sich das mobile Gerät jetzt befindet. Anschließend wird das Gerät über seine neue Basisstation informiert. Dieser Vorgang wird als Übergabe bezeichnet. Da die Form der Zellen, bedingt durch Schwankungen der Signalstärke, nicht einheitlich ist, ist diese Technik der Positionsbestimmung oft zu ungenau. Ein Vorteil besteht allerdings darin, dass keine Modifikation an den Mobiltelefonen oder am Funknetz erforderlich ist. Cell-ID wird oft ergänzt mit timing advance (TA) - Informationen. TA ist der Zeitunterschied zwischen einem Funksignalstart und ihrer Ankunft. Dieses Verfahren wird benutzt, um festzustellen, wo in der Zelle sich der Benutzer befindet. [B+01b, B+02, Bar03, BMR05, C+01, DH04a, DS01, Fel02, GKT03, GmEX02b, GPFKT02, Jag03, MW03, Nok05, RM03, Rot04, SS02, SVMY04, VIORM02b, Woj01].

Time of Arrival (TOA) und Time Difference of Arrival (TDOA)

Elektromagnetische Signale bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit sind die entsprechenden Laufzeiten kurz. Wenn wir von einer konstanten Geschwindigkeit ausgehen, können wir die Zeitdifferenz zwischen dem Senden und Empfangen des Signals verwenden, um die räumliche Distanz zwischen Sender und Empfänger zu berechnen. Ein ähnliches Prinzip kann mit Ultraschall angewandt werden. Die Signale brauchen zeitlich länger, daher ist die Berechnung simpler. Die Einschränkung ist, dass Ultraschall nur kurze Entfernungen erreicht. Falls wir den Zeitunterschied zwischen zwei Signalen messen, benutzen wir den Ausdruck TDOA. [Rot04]. TOA wurde eingeführt, um die FCC E-911-Dienstanforderungen^[17] zu erfüllen. Deshalb liegt die Ortungsgenauigkeit bei etwa 125 m. [SS02].

Weitere Quellen sind [B+01b, BJ05, BMR05, C+01, GKT03, GPFKT02, Jag03, MW03, SVMY04].

Observed Time Difference (OTD)

OTD fasst zwei Lokalisierungsverfahren zusammen, die auf dem gleichen logischen Prinzip beruhen, Enhanced OTD (E-OTD) und Observed Time Difference of Arrival (OTDOA), sich aber in einigen Punkten unterscheiden. Beide Verfahren benutzen die Triangulation. E-OTD funktioniert nur im GSM- und OTDOA im UMTS-Netz. Bei E-OTD werden von mindestens drei Basisstationen Zeitsignale an das zu lokalisierende mobile Gerät und an weitere so genannte „Location-Receiver“ im Netz ausgesandt. Beim Eintreffen der Signale am Endgerät und den Location-Receivern ergeben sich relative Zeitunterschiede, aus denen über eine spezielle Software im mobilen Gerät schließlich ein geographischer Standort berechnet werden kann. [Fel02].

Der Unterschied zu OTDOA besteht darin, dass nicht die Zeiten der Signale von Basisstation zum Endgerät (Downlink), sondern die vom Endgerät zur Basisstation (Uplink) Grundlage der Positionsbestimmung sind. Mindestens drei empfangende Stationen ermitteln die Zeitdifferenz eines ankommenden Signals und versenden sie an eine netzseitige Messeinheit, die die Positionsberechnung durchführt. Es kann mit beiden Verfahren eine Ortungsgenauigkeit von 50 bis 150 m erreicht werden, wobei E-OTD als das genauere, aber langsamere Verfahren gilt. E-OTD erfordert Änderungen bei den Endgeräten, OTDOA nicht. [Fel02].

Weitere Quellen sind [B+01b, B+02, Bar03, BMR05, C+01, DS01, Fig04, GKT03, GPFKT02, Jag03, MW03, Rot04, SS02, VIORM02b, Woj01].

Angle of Arrival (AOA)

Dieses Verfahren ist auf eine Anordnung von vier bis zwölf Antennen pro Basisstation angewiesen, die im Abstand einer Wellenlänge (ca. 0,3 m) platziert und alle in die gleiche Himmelsrichtung ausgerichtet sind. So lässt sich der Winkel des ankommenden Signals am Standort der Basisstation berechnen und dann an eine Messeinheit im Netz übertragen, um dort den Schnittpunkt der Winkelgeraden – und damit die Position des Endgeräts – zu berechnen. Die Genauigkeit des Verfahrens liegt bei ca. 50 bis 125 m. [Fel02].

Weitere Quellen sind [B+01b, BJ05, BMR05, Jag03, MW03, Rot04, SVMY04].

Up-Link Time of Arrival (UL-TOA)

Dieses Verfahren benötigt zusätzliche Hardware, um die Ankunftszeit der Signale genau zu erfassen: Location Measurement Units (LMUs). Für diese Methode gibt es verschiedene Implementierungswege. Entweder ist es möglich die LMUs in die BTSs einzubauen oder sie als eine eigenständige Anwendung zu implementieren. Im letzten Fall verläuft die Kommunikation zwischen den LMUs und dem Netz vorzugsweise über die kabellose Verbindung. Die eigenständigen LMUs haben entweder separate Antennen oder Antennen, die sie mit einer existierenden BTS teilen. [Jag03].

2.3.4 Anwendungsspezifische Lokalisierungslösung

Im Gebiet der LBS gibt es, wie wir im Kapitel 4 sehen werden, LBS für verschiedene Arten von Anwendungen. Jede Anwendung ist angewiesen auf einen bestimmten Grad an Genauigkeit. Abhängig davon sind für eine Anwendung bestimmte Ortungstechniken besser geeignet und andere weniger. Dieser Abschnitt gibt eine Übersicht über Anwendungen und deren Präzisionsbedarf (Tabelle 1). Des Weiteren sehen wir einen Überblick in Form einer Tabelle, in der die technischen Eigenschaften der hier betrachteten Lösungen abgebildet sind (Tabelle 2).

Die Dienste, die in der Tabelle 1 genannt werden, sind im Kapitel 4 näher erklärt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1 : Genauigkeitsbedarf von LBS-Anwendungen [GKT03, GPFKT02]

In der Tabelle 2 sind die Schlüsseleigenschaften der Methoden zusammengefasst.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2 : Schlüsseleigenschaften der Ortungstechniken [B+01b]

Wenn wir uns beide Tabellen anschauen, dann folgern wir daraus, dass unter den netzgestützten Techniken die Cell-ID und die TA-Methode herausragen. Obwohl sie für Dienste mit genauen Ortsangaben wie z.B. Notfalldiensten oder bei Diensten, die Personen verfolgen, nicht geeignet sind, macht die Kombination aus geringen Kosten, sehr hoher Erreichbarkeit und einer starken Verbreitung zellenbasierte OS zu einer probaten Alternative. Dabei kann die TA-Methode für alle anderen OS eine Assistenzfunktion einnehmen [B+01b]. Einzig E-OTD scheint bei der Gesamtbewertung noch gut abzuschneiden. Der Makel ist, dass zusätzliche LMUs benötigt werden, die mit einer steigenden Zahl E-OTD teuer werden lassen und somit für Mobilfunknetzbetreiber unat­traktiv. Trotzdem sind sie im Vergleich zu TOA kostengünstiger und liefern genaue Ergebnisse.

Techniken wie Bluetooth, die innerhalb von Gebäuden funktionieren, sind mit hohen Kosten verbunden und benötigen erweiternde Installationen. Außerdem haben sie eine kurze Reichweite und liefern mittelmäßige Genauigkeit. [Rot04]. Daher sind sie, bis auf Navigationsdienste innerhalb von Gebäuden, für die meisten LBS-Anwendungen ungeeignet. Zudem wird die RFID-Technik bei der Bestandsaufnahme von Produkten und deren Verfolgung eingesetzt, wo sie ein gutes Mittel ist, teure Produkte vor Diebstahl zu schützen [HT03].

Viele LBS benutzen GPS, um die aktuelle Position zu erhalten. GPS-Empfänger sind nicht teuer und das Ergebnis der Ortung ist präzise. Zudem ist es überwiegend akzeptiert. Da GPS aber zu mindestens vier Satelliten freien Sichtkontakt haben muss, ist es innerhalb von Gebäuden nicht funktionsfähig. Hier kann A-GPS zum Teil Abhilfe verschaffen. Der Vorteil liegt klar auf der Hand: Ist das GPS-Signal zu schwach, können die mobilen Endgeräte über das normale Funknetz Daten zur Umlaufbahn und Frequenz der Satelliten abfragen. [Mön05].

Im Gegensatz zu Europa, wo der Markt alleine den Trend in der Technik bestimmt, müssen mobile Geräte in den USA bestimmte Mindestanforderungen erfüllen. Um in den USA zugelassen zu werden, muss ein Handy, nach den Statuten des FCC, geortet werden können. [Fel02].

In der Praxis kommen die Mobilfunknetzbetreiber nicht umhin, verschiedene OS miteinander zu kombinieren, wenn sie möglichst genaue Positionsangaben erreichen wollen. Denn in Gebieten, wo manche Techniken nicht mehr funktionieren, werden andere herangezogen. [IH04, IH05, ITH05] bieten in ihren Arbeiten eine Lösung an, bei der verschiedene Techniken miteinander kombiniert werden, um maximale Verfügbarkeit von LBS zu gewährleisten. Sie kommen zu dem Ergebnis, dass, falls eine Technik seinen Dienst nicht ausführen kann, eine andere Technik dafür einspringt. Sie nennen ihre Lösung Adaptive LBS.

3 LBS – Eine Marktanalyse

LBS stecken noch in den Kinderschuhen. Trotz prognostiziertem Durchbruch ist es bisher nicht gelungen die vorhergesagten Ergebnisse zu erzielen. Dieses Kapitel zeigt, dass durch die Personalisierung eine große Chance besteht, LBS zum erhofften Erfolg zu führen. Dabei ist es dem Benutzer besonders wichtig, dass mit seinen Daten vertraulich umgegangen wird. Denn darin versteckt sich die größte Gefahr für den Erfolg. Dieses Thema wird unter 3.2 behandelt. Weiterhin werden die verschiedenen Akteure präsentiert, die im Bereich der LBS involviert sind, bevor mögliche Einnahmemodelle dieses Kapitel abschließen.

3.1 Personalisierung als Erfolgsfaktor

3.1.1 Ziele und Techniken von der Personalisierung und Profilbildung

Wie bereits eingangs in der Einleitung erwähnt, sind Personalisierung (engl. personalisation) zusammen mit dem Ortsbezug Haupterfolgsfaktoren von LBS [LK05, SAS04, Var03a]. Nach Baarkhus ist eine Personalisierung wie folgt definiert: Sie tritt auf, wenn Anwendungen Benutzern die Möglichkeit geben, Einstellungen nach ihren Wünschen vorzunehmen. Damit gibt der Benutzer vor, wie sich die Anwendung in einer bestimmten Situation verhalten soll. In der Literatur sind customisation (zu Deutsch: kundenspezifische Anpassung) und tailoring (zu Deutsch: Maßschneiderung) andere Bezeichnungen für Personalisierung. [BD03a].

In erster Linie haben Anbieter das Ziel, mit Hilfe der Personalisierung Benutzern bestmögliche Dienste anzubieten [GmEX02a, GmEX02b, GmEX03, Köl04a, Rie00, VIORM02b]. Dabei werden aus Unmengen von Informationen die Inhalte gefiltert, die eine Übereinstimmung mit dem Benutzerprofil finden [Pra00, RM03, Var03b, VIORM02b]. Damit spart der Kunde bei der Suche nach bestimmten Produkten oder Dienstleistungen neben Geld auch kostbare Zeit, die er für andere Zwecke verwenden kann [PS04]. Je besser die Personalisierung funktioniert, desto zufriedener wird der Kunde, weil das Angebot sich mit seinen Bedürfnissen deckt und es somit eine überdurchschnittliche Dienstleistung darstellt. Auf der anderen Seite werden die Anbieter mit Kundentreue belohnt. [GmEX02a, GmEX02b, GmEX03, Köl04a, Rie00, VIORM02b]. Nicht nur der Nutzen für den Kunden wird gesteigert, sondern die Personalisierung gibt den Anbietern eine Möglichkeit sich von Konkurrenten zu differenzieren und sich somit Wettbewerbsvorteile zu verschaffen [Köl04b]. Die Deckung der Kundenbedürfnisse führt zu einer gesteigerten Effizienz, da Werbung nicht wahllos an Kunden verschickt, sondern, gezielt auf die Kundeninteressen abzielend, konstruiert und versandt wird [Jag03, VIORM02b].

Die Profilbildung ist der Prozess des Sammelns, Zusammenführens und Analysierens von Informationen, so dass Personalisierungslogik implementiert werden kann [Rie00]. Personalisierung ist ohne Profilbildung nicht möglich [Jag03]. Es fließen Eigenschaften wie Alter, Bildungsstand, Geschlecht, sozial-ökonomische Gruppenzugehörigkeit, kultureller Hintergrund, Interessen (engl. Point of Interests (POI) [Fig04, PM02]), Hobbys und viele andere Eigenschaften mehr in die Profilbildung ein. Damit werden Informationen profilgetreu, ortsbezogen und zeitlich relevant an die Zielgruppe übertragen. [BS05, OECD01]. [Köl04b, MW03] sprechen von einer zeitlichen und örtlichen Relevanz. Berücksichtigt werden dabei auch das Format des Inhalts (Audio oder Video) sowie die Häufigkeit der Informationssendungen. Diese Angaben sind im Benutzerprofil definiert. Somit wird verhindert, dass der Kunde erstens durch falsche Inhaltsformate und zweitens durch eine Informationsflut vertrieben wird [Var03b, VV02].

Bei der Profilbildung wird unterschieden zwischen Daten, die der Benutzer freiwillig eingibt und Daten, die automatisch ohne die Eingabe des Benutzers generiert werden [Fig04, GmEX02b, GmEX03, Jac04, Var03b, VV02]. Bei letzterem gibt es verschiedene Wege, an diese Informationen zu kommen. Einer heißt kollaboratives Filtern.

Kollaboratives Filtern meint einen Algorithmus, mit dessen Hilfe wir versuchen unter Zuhilfenahme von bestehenden Datensammlungen Voraussagen zu treffen. Kollaboratives Filtern wird vor allem im Internet häufig angewandt. Ein herkömmliches Beispiel hierfür ist der Buchhändler Amazon. Aufgrund der bisherigen Bestellungen und eingegebenen Präferenzen werden dem Kunden Produkte angeboten, die möglichst gut seine Interessen abdecken. Kollaboratives Filtern kann als Werkzeug für die Personalisierung einer Internetseite eingesetzt werden. Jeder Kunde von Amazon erhält eine auf seine Bedürfnisse zugeschnittene Internetseite, auf der ihm Produkte vorgeschlagen werden, die seinen Vorzügen entsprechen. [GmEX02b, GmEX03, Kaa03, Var03b, VV02].

Für die Speicherung der Daten gibt es verschiedene Ansätze. Die Alcatel -Lösung betreibt Profilmanagement mit Hilfe einer User Profile Directory (UPD). Die UDP speichert nur allgemeine Daten wie Alter, Geschlecht, Name usw. Das Personal Service Environment (PSE) ermöglicht einen allgemeinen Blick auf die Daten und bietet die Möglichkeit der Änderung oder Aktualisierung davon, wobei der Zugriff darauf von einem zentralen Register kontrolliert wird, das die Zugriffsrechte verteilt und regelt. [DB02]. Die mEXPRESS-Gruppe benutzt für die Verwaltung eine Data Warehouse. Mit dem Data-Mining-Tool wird das Verhalten von Besuchern auf Messen oder an Messeständen analysiert. Die Gruppe macht eine Einteilung in demographische Daten (Geschlecht, Alter, Geburtsdatum, Beruf, Ausbildung, Nationalität, Einkommensgruppe usw.), Benutzerpräferenzen (Interessen, Hobbys, berufliche Interessen, messebezogene Interessen, firmenbezogene Interessen) und Verhaltensdaten (wie viel Zeit verbrachte er an jedem Ort). Mit den Ergebnissen der Analyse können zukünftige Messen effizienter organisiert werden. [GmEX02b, GmEX03]. Auch [J+01] empfehlen die Benutzung von Data Warehouses. [Bro98] hat einen Algorithmus entwickelt, der Informationen von Anbietern mit dem Benutzerprofil vergleicht und darauf basierend passende Ergebnisse liefert.

3.1.2 Bedeutung der Personalisierung für mobiles Marketing

Personalisierung ist im Besonderen für mobiles Marketing bedeutsam. Mobile Werbung wird auf die Profile der einzelnen Benutzer ausgerichtet, so dass am Ende der Kunde Reklamebotschaften auf sein mobiles Gerät erhält, die sein Interesse wecken. [Bar02, BS05, Köl03a]. Beispielsweise bekommt ein Buchliebhaber eine Meldung auf sein Handy, dass gerade sein Lieblingsbuch im Laden um die Ecke verkauft wird [BJ03]. So wird hocheffizient mit Hilfe von personalisierter Werbung der Kunde in die Läden gelockt. In der Literatur wird dafür der Begriff target marketing (zu Deutsch: gezieltes Marketing) verwendet (siehe auch Abbildung 8). [Bar02, BS05, Köl03a].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 8: With technological evolution, advertising could potentially come closer to the user [Köl03a]

Auch die Benutzer scheinen mobiles Marketing zu akzeptieren. Über 90 % aller Teilnehmer einer IDC^[20] -Studie über die Toleranz von Konsumenten für Werbung in den neuen Medien sagten, dass sie an Werbung in Verbindung mit einem vorher eingereichten Profil interessiert seien, die ihren Bedürfnissen entsprechen. 60 % aller schwedischen Konsumenten sagten das gleiche in einer Ericsson -Studie. Die augenfälligsten Vorteile durch Location-Based Advertising (LBA) sind Informationen, die Mehrwert schaffen, zugenommener Komfort und das Sparen von Zeit und Geld. [GmEX02b, Köl03a]. Informationszugriff wird möglich zu jeder Zeit, an jedem Ort und für Jedermann [Köl03a].

[BS05, Rie00] schreiben: Das Ziel der Personalisierung bestehe darin, dass sich der Benutzer verstanden fühlt und er die Empfindung verspürt, sich in einem 1-zu-1 Gespräch zu befinden. [LK05] weisen an dieser Stelle auch auf kulturelle Unterschiede innerhalb der Kundensegmente hin, die zu beachten sind. Als Beispiel führen sie an, dass in manchen Kulturen es die Menschen nicht mögen, Werbung zu erhalten, die sie direkt mit ihrem Namen anspricht. [BS05] schreiben weiter, dass durch die Verknüpfung von persönlichen Präferenzen, Gewohnheiten, Gebrauchs- und geographischen Positionsdaten, individuelles Ansprechen der Kunden praktisch und kosteneffektiv sei.

Obwohl aber das Interesse an personalisierten Angeboten groß ist, wurde in diesem Bereich von den betroffenen Parteien wenig getan [Nie98, MPR00]. [PJAA96] schreiben, dass trotz Personalisierung die meisten die Standardeinstellungen benutzten oder nur einen kleinen Teil davon änderten. Doch in Wireless Application Protocol (WAP) sehen [Kaa03, PS04] ein wirksames Instrument, Personalisierung zum Erfolg zu verhelfen.

3.1.3 Systeme in der Praxis

Nachfolgend werden einige Lösungen beschrieben, die eine Personalisierungsfunktion implementieren. [CDME01, CDMFE00, CMD02] beschreiben ein System namens GUIDE, das für Touristen entwickelt wurde und auf Basis von Orts- und Profildaten (wie z.B. Interesse an Geschichte oder Architektur) Informationen zu einem bestimmten Objekt liefert.

Das Projekt Hyperinteraction within Physical spaces (HIPS) hat ein neuartiges Informationssystem für mobile Rechner (PDA) entwickelt und evaluiert. Hierbei beeinflussen die Route und der aktuelle Standort des Benutzers, welche Informationen ihm angeboten werden. Außerdem passt das System seine Informationsangebote adaptiv an die Interessen und Kenntnisse des jeweiligen Benutzers an. HIPS ist integriert in ein Informationssystem, mit dem der Besucher seinen Museumsbesuch zu Hause am Bildschirm vor- und nachbereiten kann und seine Informationen und Eindrücke während des Besuchs für andere Besucher zur Verfügung stellen bzw. mit ihnen austauschen kann. [FFIToJ, OS98].

MyGrocer ist eine Anwendung, die in Lebensmittelläden und Supermärkten eingesetzt wird. Alle Produkte sind elektronisch erfasst, um so Ineffizienzen beim Einkaufen zu beseitigen. In der Anwendung werden RFID-, Bluetooth - und WLAN-Technik derart kombiniert, dass es für Kunden zu verbesserten Einkaufserfahrungen führen soll. Vorteile dieser Erfindung sind unter anderem das Vermeiden von Kassenschlangen, ein personalisierter Einkaufswagen mit eingebauter Datenanzeige, Produktwerbung auf Basis des Benutzerorts und eines vorher eingereichten Benutzerprofils (siehe Abbildung 9). [GmEX02a, GmEX02b, GmEX03, GPFKT02, KKLT01]. Die mEXPRESS-Gruppe gibt zusätzlich an, dass personalisierte Werbung, die von Profilinformationen hergeleitet ist, Kunden schneller zu den Produkten führe. Außerdem könnten Beratungskräfte mit der Kenntnis über den Benutzerort schneller zum Kunden gelangen. [GmEX02a, GmEX02b, GmEX03].

[...]

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^[1] Wenn von Mobilfunkbetreibern gesprochen wird, dann sind damit sowohl Mobilfunknetzbetreiber als auch Mobilfunkanbieter, die das Netz der Mobilfunknetzbetreiber mieten, gemeint.

^[2] Im weiteren Text werden ortsbezogene Dienste mit Location-Based Services bezeichnet.

^[3] Unter einem Dienst bzw. einem Service wird in diesem Zusammenhang keine (software)technische Instanz, sondern die Einlösung eines Leistungsversprechens gegenüber dem Anwender verstanden.

^[4] Näheres wird im Abschnitt Personalisierung geschrieben.

^[5] Näheres im Abschnitt 5.

^[6] Beispielanwendungen werden unter 4.9 vorgestellt und sind auch im Anhang (Anwendungen in der Praxis) zu finden.

^[7] Im weiteren Text auch Geodaten genannt.

^[8] Es muss entsprechendes Kartenmaterial aufbereitet und an die Möglichkeiten des Bildschirms beim Mobiltelefon angepasst werden.

^[9] Früher gab es noch das Location Interoperability Forum (LIF), das mit der OMA fusionierte.

^[10] Dazu später in der Arbeit im Kapitel 4 mehr.

^[11] Code Division Multiple Access (CDMA), genauer cdma2000 ist eine weitere Technik der dritten Generation, die in den USA eingesetzt wird, und wird hier ebenfalls nicht behandelt [Bar03, Schw05].

^[12] Mehr Informationen dazu in [Kar04].

^[13] ISDN steht für Integrated Services Digital Network [oV05a].

^[14] Die MSISDN ist die wählbare internationale Standardrufnummer, welche der Anrufer benutzt, um einen Mobilfunkteilnehmer zu erreichen [mpir05].

^[15] Den genauen Ablauf, von den Geokoordinaten zu Ortsangaben, die in einer für Menschen lesbaren Form auf dem Bildschirm des mobilen Geräts dargestellt werden, beschreiben [Jag03, PM02, SC04, SVMY04].

^[16] Auch bekannt unter Navigation System with Timing and Ranging GPS (NAVSTAR GPS) [Rot04].

^[17] FCC-Dienstanforderungen wurden in der Einleitung bekannt gemacht.

^[18] Die Zeit für die erste Positionsbestimmung, wenn der Empfänger für weniger als zwei Stunden ausgeschaltet war. Darauf folgende Ortungen finden in weniger als einer Sekunde statt.

^[19] Abhängig von der Anzahl der fixierten Bluetooth -Punkte.

^[20] http://www.idc.com.