Positioning in IEEE 802.11az Wi-Fi Local Area Networks. Part 1. Defining the decimetre accuracy problem

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

It is noted that decimetre positioning accuracy of the heterogeneous NR-Wi-Fi networks devices in absence of GNSS signals can be achieved through the use of a two-tier network architecture. At the first layer, in the macrocell served by an NR base station, the device is positioned using NR reference positioning signals with metre accuracy. This allows you to determine the location with accuracy to the nearest wireless local network and determine whether the device belongs to the service area of the Wi-Fi access point. At the second level, the Wi-Fi microcell, the device is positioned using special IEEE 802.11az signals with decimetre accuracy. This paper opens a series devoted to the study of models and methods for achieving decimetre positioning accuracy in IEEE 802.11az wireless local area networks.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. A. Fokin

СПбГУТ им. проф. М. А.Бонч-Бруевича

Author for correspondence.
Email: grihafokin@gmail.com

д.т.н., проф.

Russian Federation

E. S. Bagaev

СПбГУТ им. проф. М. А.Бонч-Бруевича

Email: bagaeve13@yandex.ru

аспирант

Russian Federation

D. E. Mescheryakov

СПбГУТ им. проф. М. А.Бонч-Бруевича

Email: mecherikovvvv@gmail.com

инженер

Russian Federation

References

  1. Тихвинский В.О., Девяткин Е.Е., Тихвинская М.В. MWC Barcelona 2024: выход на рубеж 5,5G // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2024. № 2 (118). С. 20–26.
  2. Тихвинский В., Девяткин Е., Белявский В. По пути от 5G к 5G Advanced: Релизы 17 и 18 // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2021. № 6 (98). С. 38−47.
  3. Тихвинский В., Девяткин Е., Белявский В., Смирнов Ю. Архитектура сетей 6G: принципы и особенности построения. Часть 1 // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 3 (103). С. 50–57.
  4. Тихвинский В., Девяткин Е., Белявский В., Смирнов Ю. Архитектура сетей 6G: принципы и особенности построения. Часть 2 // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 4 (104). С. 44–49.
  5. Тихвинский В., Девяткин Е., Смирнов Ю., Иванкович М., Веерпалу В. Перспективы использования терагерцового диапазона частот в сетях 6G. Часть 1 // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 7 (107). С. 44–51.
  6. Тихвинский В., Девяткин Е., Смирнов Ю., Иванкович М., Веерпалу В. Перспективы использования терагерцового диапазона частот в сетях 6G. Часть 2 // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 8 (108). С. 10–17.
  7. Фокин Г.А. Сетевое позиционирование 5G и вероятностные модели оценки его точности // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2020. Т. 14. № 12. С. 4–17.
  8. Фокин Г.А., Владыко А.Г. Позиционирование транспортных средств в сверхплотных сетях радиодоступа V2X/5G с использованием расширенного фильтра Калмана // Труды учебных заведений связи. 2020. Т. 6. № 4. С. 45–59.
  9. Фокин Г.А., Владыко А.Г. Позиционирование транспортных средств с комплексированием дальномерных, угломерных и инерциальных измерений в расширенном фильтре Калмана // Труды учебных заведений связи. 2021. Т. 7. № 2. С. 51–67.
  10. Фокин Г.А. Модель технологии сетевого позиционирования метровой точности 5G NR. Часть 1. Конфигурация сигналов PRS // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 2. С. 48–63.
  11. Фокин Г.А. Модель технологии сетевого позиционирования метровой точности 5G NR. Часть 2. Обработка сигналов PRS // Труды учебных заведений связи. 2022. Т. 8. № 3. С. 80–99.
  12. Степутин А.Н., Ромашенков Н.О., Фокин Г.А. Разгрузка сетей LTE через сети Wi-Fi // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 6. С. 1139–1146.
  13. Киреев А.В., Фокин Г.А. Оценка точности локального позиционирования мобильных устройств с помощью радиокарт и инерциальной навигационной системы // Труды учебных заведений связи. 2017. Т. 3. № 4. С. 54–62.
  14. Picazo-Martínez P., Barroso-Fernández C., Martín-Pérez J., Groshev M., de la Oliva A. IEEE 802.11az Indoor Positioning with mmWave // IEEE Communications Magazine. 2024. Vol. 62. Iss. 10. PP. 126–131.
  15. Van Marter J.P., Ben-Shachar M., Alpert Y., Dabak A.G., Al-Dhahir N., Torlak M. A Multichannel Approach and Testbed for Centimeter-Level WiFi Ranging // IEEE Journal of Indoor and Seamless Positioning and Navigation. 2024. Vol. 2. PP. 76–91.
  16. Skala A., Vukobratović D., Papaharalabos S., Karlsson P. On Low-Complexity Time of Arrival Estimation in IEEE 802.11az for Energy-Constrained IoT Devices // 2024 IEEE Conference on Standards for Communications and Networking (Belgrade, 25–27 November 2024). IEEE, 2024. PP. 259–264.
  17. Newly Released IEEE 802.11az Standard Improving Wi-Fi Location Accuracy is Set to Unleash a New Wave of Innovation. IEEE. [Электронный ресурс]. URL: https://standards.ieee.org/beyond-standards/newly-released-ieee-802-11az-standard-improving-wi-fi-location-accuracy-is-set-to-unleash-a-new-wave-of-innovation/ (дата обращения 31.01.2025).
  18. IEEE Std 802.11az-2022. IEEE Standard for Information Technology. Telecommunications and Information Exchange between Systems Local and Metropolitan Area Networks.Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 4: Enhancements for Positioning. N.Y., 2023. 248 p.
  19. IEEE Std 802.11ax-2021. IEEE Standard for Information Technology. Telecommunications and Information Exchange between Systems Local and Metropolitan Area Networks. Specific Requirements. Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications. Amendment 1: Enhancements for High-Efficiency WLAN. N.Y., 2021. 767 р. 11az Waveform Generation. MathWorks. [Электронный ресурс]. URL: https://www.mathworks.com/help/wlan/ug/802-11az-waveform-generation.html (дата обращения 31.01.2025).
  20. Schmidt R. Multiple emitter location and signal parameter estimation // IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1986. Vol. 34. No. 3. PP. 276–280.
  21. Xinrong L., Pahlavan K. Super-resolution TOA estimation with diversity for indoor geolocation // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2004. Vol. 3. No. 1. PP. 224–234.
  22. Positioning Using Super-Resolution Time of Arrival Estimation. MathWorks. [Электронный ресурс]. URL: https://www.mathworks.com/help/wlan/ug/802-11az-indoor-positioning-using-super-resolution-time-of-arrival-estimation.html (дата обращения 31.01.2025).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Two-level positioning system NR – Wi-Fi

Download (2MB)
Indexing metadata
3. Fig.2. Exchange for estimating double RTT

Download (3MB)
Indexing metadata
4. Fig.3. Example of a multipath component delay profile and its MUSIC evaluation

Download (1MB)
Indexing metadata
5. Fig.4. Example of territorial distribution of STA and AP

Download (1MB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Integral distribution function of the error of primary rangefinder measurements

Download (1MB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Integral distribution function of the error in estimating the location on the plane

Download (607KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Fokin G.A., Bagaev E.S., Mescheryakov D.E.