Позиционирование в беспроводных локальных сетях Wi-Fi стандарта IEEE 802.11az Часть 1. Постановка задачи достижения дециметровой точности

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Отмечается, что достижение дециметровой точности позиционирования устройств гетерогенных сетей NR – Wi-Fi при отсутствии сигналов ГНСС может быть достигнуто посредством использования двухуровневой сетевой архитектуры. На первом уровне в макросоте, обслуживаемой базовой станцией стандарта NR, выполняется позиционирование устройства по опорным сигналам позиционирования стандарта NR с метровой точностью. Это позволяет определять местоположение с точностью до ближайшей беспроводной локальной сети и устанавливать принадлежность устройства к зоне обслуживания точки доступа Wi-Fi. На втором уровне – в микросоте Wi-Fi – позиционирование устройства по специальным сигналам стандарта IEEE 802.11az позволяет достигнуть дециметровой точности. Настоящая работа открывает цикл, посвященный исследованию моделей и методов достижения дециметровой точности позиционирования в беспроводных локальных сетях стандарта IEEE 802.11az.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. А. Фокин

СПбГУТ им. проф. М. А.Бонч-Бруевича

Автор, ответственный за переписку.
Email: grihafokin@gmail.com

д.т.н., проф.

Россия

Е. С. Багаев

СПбГУТ им. проф. М. А.Бонч-Бруевича

Email: bagaeve13@yandex.ru

аспирант

Россия

Д. Е. Мещеряков

СПбГУТ им. проф. М. А.Бонч-Бруевича

Email: mecherikovvvv@gmail.com

инженер

Россия

Список литературы

  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).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Двухуровневая система позиционирования NR – Wi-Fi

Скачать (2MB)
Метаданные
3. Рис.2. Обмен для оценки двойного времени оборота RTT

Скачать (3MB)
Метаданные
4. Рис.3. Пример профиля задержек многолучевых компонент и его оценка MUSIC

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис.4. Пример территориального распределения STA и AP

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис.5. Интегральная функция распределения ошибки первичных дальномерных измерений

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис.6. Интегральная функция распределения ошибки оценки местоположения на плоскости

Скачать (607KB)
Метаданные

© Фокин Г.А., Багаев Е.С., Мещеряков Д.Е., 2025