Bahnhofshalle, fremde Stadt. Man wird empfangen vom Gewusel einheimischer Pendler, das Stationsgebäude ist verwinkelt. Wo fährt die U-Bahn ab, wo der Bus? Man fragt sich durch oder folgt der Beschilderung. Das kostet Zeit und Nerven. Unter freiem Himmel hätte man längst zum Smartphone gegriffen und sich von einer App den Weg weisen lassen.

Ausgerechnet verschachtelte öffentliche Gebäude wie Bahnhöfe, Flughäfen oder Universitätskliniken sind weiße Flecken auf der digitalen Weltkarte, das Satellitennavigationssystem GPS funktioniert in Innenräumen nicht. Diese Lücke versuchen Apple, Google oder Handyhersteller wie Nokia und Alcatel Lucent zu schließen. Neuerdings arbeitet auch Samsung an der sogenannten Indoor-Navigation. Zunächst sollten Smartphone-Nutzer damit innerhalb von Gebäuden den Weg von A nach B finden. Doch mit den Systemen lassen sich auch Passanten in einem Gebäude orten. Einzelhändler sind fasziniert von den Möglichkeiten: ortsbezogene Werbung, Konsumentenverfolgung und -befragung. In den USA sind solche "Dienste" ein Riesengeschäft. Karin Loidl und Steffen Meyer vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) in Nürnberg arbeiten seit zwölf Jahren an ihrer Lokalisierungstechnologie awiloc. "Bevor es Smartphones gab, interessierte diese Technologie kaum jemanden", sagt Karin Loidl. "Jetzt sind die Displays nicht mehr zu klein – und das Thema boomt."

Apple, Google & Co verfolgen die kommerzielle Verwertung, das "Location Based Marketing": Ein Passant geht an einem Schuhladen vorbei, und das Handy signalisiert ein Sonderangebot. Oder er steht in einem Supermarkt und wird aufgefordert, sein Einkaufserlebnis zu bewerten. Apples iBeacon-Verfahren benötigt empfangsbereite Apps. Samsungs kommender Dienst Proximity wird "wichtige Verbraucherinformationen" ungefragt auf das Handy schicken.

Das Fraunhofer-System unterscheidet sich von dieser Lokalisationstechnik: Geräte, auf denen awiloc läuft, können ihre Position eigenständig bestimmen und benötigen keinen Datenaustausch über zentrale Server. Für die Positionsbestimmung wertet das System Signalstärken von WLAN-Sendern der Umgebung aus. Das können private Router sein, öffentliche Wi-Fi-Hotspots, Firmennetzwerke, auch Funk-Überwachungskameras, die häufig über Geschäften oder Bankautomaten hängen, und selbst die Bluetooth-Signale der kommerziellen Funkleuchttürme. "Dafür gehen wir ein Gebäude mit einem Smartphone ab, die Signalstärken werden aufgenommen", sagt Steffen Meyer. Awiloc funktioniert ähnlich wie eine Wanderkarte: Als Höhenlinien dienen die Sendestärken der vorhandenen Funkstationen. An jedem Referenzpunkt entsteht eine Art Signalprofil. Es wird in einer Datenbank gespeichert, welche auf dem Smartphone hinterlegt wird. Sie dient dort als Basis für die Lokalisation. Geht nun der Nutzer durch den Nürnberger Bahnhof, misst das geräteeigene WLAN alle paar Sekunden die Signalstärken der Drahtlosnetze in der Umgebung. Der awiloc-Algorithmus berechnet daraus die Position. Dafür gleicht er die gemessenen Signalstärken mit der Datenbank ab.

Diese Selbstlokalisierung funktioniert, wo genügend Funksignale zu finden sind. Mit Tablets in der Hand stehen Loidl und Meyer vor dem Informationsschalter im Nürnberger Hauptbahnhof. Die Bildschirme zeigen den Gebäudeplan, in dessen Mitte ein grüner Punkt leuchtet. "Genau hier stehen wir, zwischen diesen beiden Säulen", sagt Loidl und zeigt mit dem Finger auf das Display. "Hier, in dieser Ecke der Bahnhofshalle sind im Moment etwa 12 bis 14 verschiedene WLAN-Signale empfangbar", sagt Steffen Meyer. Awiloc funktioniert selbst in Umgebungen mit passwortgeschützten Routern, denn nur die Stärke des Sendesignals wird ausgewertet. Ein Zugriff auf das Datennetz ist nicht nötig.

Indoor-Navigation ist auch bei mehrstöckigen Gebäuden möglich – mit einer Genauigkeit von einem bis fünf Metern. Karin Loidl und Steffen Meyer nehmen die Rolltreppe hinab zur U-Bahn. Auf halber Strecke wechselt auf dem Tablet-Display automatisch der Gebäudeplan: vom Erd- ins Untergeschoss. Sucht also ein Nutzer in der Nürnberger Bahnhofshalle die Schließfächer, leitet ihn awiloc über die Stockwerke hinweg zu seinem Ziel im Untergeschoss. Unter freiem Himmel wechselt das System auf GPS-Navigation.

Um in einem Bahnhof den Weg vom Gleis zum WC zu finden, braucht niemand eine App. Loidl und Meyer sehen awiloc als Basistechnologie: Verschiedene Museen nutzen sie bereits für interaktive Anwendungen. Im Museum für Industriekultur in Nürnberg etwa bekommen die Besucher ein Mobilgerät. Es erkennt, wo sich der Besucher gerade aufhält – und zeigt ihm zusätzliche Informationen oder Videos zu Ausstellungsstücken um ihn herum. Herunterladen lassen sich awiloc-basierte Programme nicht. Könnten sich die Besucher die App samt Multimedia-Inhalten nicht gleich aufs Smartphone laden? Häufig ist ungeklärt, ob Fotos von Exponaten verbreitet werden dürfen. Deshalb bieten Museen nur Leihgeräte mit awiloc an.

Derzeit forscht das IIS am Projekt Access: Diese Programme sollen künftig ältere Touristen mit körperlicher Einschränkung barrierefrei durch Städte und Gebäude führen. Auch für den Zugreisenden, der im Bahnhof umherirrt und seinen Anschluss sucht, arbeitet das IIS an einer Lösung. Die sieht so aus: Der Reisende steigt im Untergeschoss des Hauptbahnhofs Nürnberg aus der U-Bahn, blickt auf sein Smartphone, folgt dem Pfeil auf der digitalen Karte, der ihn über die Rolltreppe hinauf ins Erdgeschoss und durch verschiedene Passagen zu Gleis 5, Sitzplatz 43 in Wagen 3 des ICE nach Berlin leitet, Abfahrt 13.06 Uhr. Das Display zeigt ihm auch an: "Dieser Zug verkehrt heute in umgekehrter Reihenfolge mit zehn Minuten Verspätung." Das Projekt wird bis 2016 im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie unter der Führung der Deutschen Bahn entwickelt.

Noch ist nicht entschieden, welche Indoor-Lösungen sich durchsetzen: Anonyme Lotsen wie awiloc oder solche wie iBeacon, die einen Mehrwert für die Betreiber versprechen. In Deutschland sind eine ganze Reihe von Start-ups in Stellung gegangen, die auf goldene Zeiten des lokalen Marketings hoffen. Locoslab in Bonn, insoft in Großmehring oder NavVis in München. Das Hamburger Start-up Yoints will Kunden in die Läden locken. Wer die kostenlose App auf seinem Smartphone installiert und die Bluetooth-Funktion aktiviert hat, der sammelt Bonuspunkte ein, sobald ein Funkstrahl (Beacon) in Reichweite kommt. Wie die Firma heißen sie Yoints. Seit dem Sommer sind rund 300 Geschäfte in der Hamburger Innenstadt und am Flughafen mit Beacons für Yoints bestückt. Wer die Vodafone-Filiale in der Mönckebergstraße betritt, erhält 50 Yoints. Nebenan, beim Herrenausstatter Braun, sind es 20. Wer genug hat, tauscht seine Yoints gegen Prämien. Er dürfte allerdings platte Füße bekommen: Für 49.000 Yoints, bei denen ein iPhone 6 lockt, sind etwa 2.000 Läden zu besuchen.

Wie anonym bleiben die Dienste in Zukunft? "Für uns hat Datenschutz oberste Priorität", sagt Karin Loidl. Einen Service für Reisende könnten die Betreiber als kostenlosen, anonymen Lotsendienst für Kunden anbieten oder die Finanzierung den Einzelhändlern überlassen, die im Gegenzug Smartphones mit Werbung füttern dürfen. Selbst in den USA ist offen, welches System sich durchsetzt. Nach anfänglicher Euphorie, gab es den ersten Skandal. Eine Textilkette hatte Kunden über WLAN ausspioniert.

Mitarbeit: Stefan Schmitt, Harro Albrecht