Позиционирование в беспроводных локальных сетях Wi-Fi стандарта IEEE 802.11az. Часть 3. Влияние параметров физического уровня

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Настоящая работа завершает цикл, посвященный позиционированию в беспроводных локальных сетях Wi-Fi стандарта IEEE 802.11az. В работе анализируются параметры физического уровня, способствующие достижению дециметровой точности позиционирования в беспроводных локальных сетях стандарта IEEE 802.11az в сценарии многолучевости. Показано влияние ширины канала, длительности защитного интервала и технологии MIMO. Качественный анализ сопровождается количественной оценкой средствами имитационного моделирования с целью исследования влияния параметров на точность позиционирования с учетом рассмотренных ранее моделей сетей стандарта IEEE 802.11az и многолучевого радиоканала на физическом уровне.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. С. Багаев

СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Автор, ответственный за переписку.
Email: bagaeve13@yandex.ru

аспирант

Россия

Г. А. Фокин

СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича

Email: grihafokin@gmail.com

д.т.н., проф.

Россия

Список литературы

  1. Фокин Г.А., Багаев Е.С., Мещеряков Д.Е. Позиционирование в беспроводных локальных сетях Wi-Fi стандарта IEEE 802.11az. Часть 1. Постановка задачи достижения дециметровой точности // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2025. № 1. С. 50–56.
  2. Фокин Г.А., Багаев Е.С. Позиционирование в беспроводных локальных сетях Wi-Fi стандарта IEEE 802.11az. Часть 2. Модель многолучевого радиоканала // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2025. № 5 (129). С. 26–34.
  3. 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 15.06.2025).
  4. Picazo-Martínez P. et al. IEEE 802.11 az Indoor Positioning with mmWave // IEEE Communications Magazine. 2023. Vol. 62. No. 10. PP. 126–131.
  5. Тихвинский В., Девяткин Е., Смирнов Ю. Архитектура сетей 6G: принципы и особенности построения. Часть 1 // ПЕРВАЯ МИЛЯ. 2022. № 3 (103). С. 50–57.
  6. 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.
  7. Famili A., Atalay T., Stavrou A. Unlocking the Potential of IEEE 802.11 az: A Deep Dive into Ranging Capabilities // 2025 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC). IEEE, 2025. РР. 763–769.
  8. Jin J. Wireless Sensing Privacy Protection via Multi-Carrier Chirp Waveform // 2023 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops). IEEE, 2023. РР. 1112–1117.
  9. Leu P. Security of multicarrier time-of-flight ranging // Proceedings of the 37th Annual Computer Security Applications Conference. 2021. РР. 887–899.
  10. Zubow A. Wi-Fi Ranging under Interference // 2025 International Conference on Computing, Networking and Communications (ICNC). IEEE, 2025. РР. 533–537.
  11. Tung N., Huynh-The T., Tran T. Optimized Deep Networks for Indoor Position and Localization Based on IEEE P 802. 11az // 2024 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC). IEEE, 2024. РР. 672–677.
  12. Chen C. Wi-Fi sensing based on IEEE 802.11 bf // IEEE Communications Magazine. 2022. Vol. 61. No. 1. РР. 121–127.
  13. Dogandzic A., Nehorai A. Cramer-Rao bounds for estimating range, velocity, and direction with an active array // IEEE transaction on Signal Processing. 2001. Vol. 49. No. 6. РР. 1122–1137.
  14. Witrisal K. Bandwidth scaling and diversity gain for ranging and positioning in dense multipath channels // IEEE Wireless Communications Letters. 2016. Vol. 5. No. 4. РР. 396–399.
  15. Soganci H., Gezici S., Poor H. Accurate positioning in ultra-wideband systems // IEEE Wireless Communications. 2011. Vol. 18. No. 2. РР. 19–27.
  16. Besson O., Stoica P. On frequency offset estimation for flat-fading channels // IEEE Communications Letters. 2002. Vol. 5. No. 10. РР. 402–404.
  17. Besson O., Stoica P. On parameter estimation of MIMO flat-fading channels with frequency offsets // IEEE Transactions on Signal Processing. 2003. V. 51. No. 3. РР. 602–613.
  18. IEEE 802.11ax Task Group. Channel Model Document [Электронный ресурс]. URL: https://www.ieee802.org/11/Reports/tgax_update.html (дата обращения 17.05.2025).
  19. Shellhammer S., Asterjadhi A., Sun Y. IEEE 802.11 ba: ultra-low power wake-up radio standard. John Wiley & Sons, 2023.
  20. Litwin L., Pugel M. The principles of OFDM // RF signal processing. 2001. Vol. 2. РР. 30–48.
  21. Zhou L. Toa estimation with cross correlation-based music algorithm for wireless location // 2014 Fourth International Conference on Communication Systems and Network Technologies. IEEE, 2014. РР. 862–865.
  22. Wang Z., Han Z., Liu K. A MIMO-OFDM channel estimation approach using time of arrivals // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2005. Vol. 4. No. 3. РР. 1207–1213.
  23. Yabu T., Hara S. Impact of MIMO technique on TOA-based location estimation // 2009 IEEE 70th Vehicular Technology Conference Fall. IEEE, 2009. РР. 1–5.
  24. Chen Z. Multipath Assisted Wi-Fi Localization with a Single Access Point // IEEE Transactions on Mobile Computing. 2019. Vol. 20. No. 2. РР. 588–602.
  25. Han S. Indoor localization with a single Wi-Fi access point based on OFDM-MIMO // IEEE systems journal. 2018. Vol. 13. No. 1. РР. 964–972.
  26. Bharati S. Realization of MIMO channel model for spatial diversity with capacity and SNR multiplexing gains // arXiv preprint arXiv:2005.02124. 2020.
  27. Wen F. A survey on 5G massive MIMO localization // Digital Signal Processing. 2019. Vol. 94. РР. 21–28.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Граница Крамера – Рао для ширины канала B = 20 МГц и B = 40 МГц

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис.2. Профили задержки по мере распространения МЛК при различной ширине канала

Скачать (358KB)
Метаданные
4. Рис.3. ИФР первичных дальномерных измерений при различной ширине канала B

Скачать (311KB)
Метаданные
5. Рис.4. Передаваемая последовательность защищенных символов HE-LTF при различном GI

Скачать (430KB)
Метаданные
6. Рис.5. Схема сети для ИМ

Скачать (70KB)
Метаданные
7. Рис.6. Оценка ToA при SISO

Скачать (93KB)
Метаданные
8. Рис.7. Оценка ToA при MIMO 2x2

Скачать (88KB)
Метаданные
9. Рис.8. Ошибка определения местоположения для SISO 1×1 и MIMO 2×2

Скачать (309KB)
Метаданные

© Багаев Е.С., Фокин Г.А., 2025