Методика високоточного позиціонування в мережах абонентського доступу WI-FI 6/6E на основі оцінювання часу прибуття сигналів
Вантажиться...
Дата
2026-04-01
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки
Анотація
Стрімкий розвиток мереж абонентського доступу з підтримкою стандартів Wi-Fi 6/6E (IEEE
802.11ax/az) зумовлює появу нових сервісів, орієнтованих на контекстну обізнаність мережі, зокрема
високоточне позиціонування абонентських станцій у приміщеннях та щільно забудованих середови-
щах. Актуальність роботи полягає у дослідженні методів визначення координат мобільної станції в
умовах багатопроменевого поширення сигналів та обмеженого відношення сигнал/шум, характерних
для реальних Wi-Fi мереж абонентського доступу.
У статті зосереджено увагу на методах позиціонування на основі оцінювання часу прибуття сигна-
лів (Time of Arrival, ToA) з використанням процедур точного вимірювання часу Fine Timing Measurement
(FTM) стандарту IEEE 802.11az та алгоритмів надвисокої роздільності. Запропоновано підхід до
визначення відстані між мобільною станцією та точками доступу шляхом математичного моделю-
вання багатопроменевого каналу передачі даних і застосування алгоритму Multiple Signal Classification
(MUSIC) для оцінювання часових затримок окремих компонент сигналу.
У роботі виконано чисельне моделювання процесів оцінювання параметрів каналу та позиціону-
вання мобільної станції в умовах функціонування мереж Wi-Fi 6/6E. Визначення координат здійсню-
валося на основі трилатерації з використанням оцінених відстаней між мобільною станцією та
кількома точками доступу. Проведено аналіз впливу співвідношення сигнал/шум, кількості навчальних
полів High Efficiency – Long Training Field (HE-LTF) та конфігурації Multiple-Input and Multiple-Output
(MIMO)-системи на точність визначення відстані та координат.
Результати моделювання показують, що застосування алгоритмів надвисокої роздільності у поєд-
нанні з навчальними послідовностями фізичного рівня дозволяє істотно зменшити похибку позиціо-
нування у порівнянні з класичними методами. Отримані результати підтверджують ефективність
запропонованого підходу та доцільність його використання у сучасних і перспективних мережах або-
нентського доступу Wi-Fi для задач внутрішньої навігації, моніторингу присутності користувачів та
промислових Internet of Things (IoT)-систем.
Опис
The rapid development of subscriber access networks based on Wi-Fi technologies, particularly Wi-Fi 6
and Wi-Fi 6E (IEEE 802.11ax/az), has enabled the emergence of new context-aware services, among which
high-precision positioning of subscriber stations in indoor and dense urban environments plays a key role.
The relevance of this research is determined by the need to improve positioning accuracy in Wi-Fi networks
operating under multipath propagation conditions and limited signal-to-noise ratio, which are typical for real
deployment scenarios of subscriber access networks.
This paper focuses on positioning techniques based on Time of Arrival (ToA) estimation using Fine
Timing Measurement procedures introduced in the IEEE 802.11az standard and ultra-high-resolution signal
processing algorithms. A method for estimating the distance between a mobile station and access points is
proposed, which is based on mathematical modeling of a multipath wireless channel and the application of
the MUSIC (Multiple Signal Classification) algorithm for precise estimation of individual signal path delays.
The use of frequency-domain channel response sampling enables the formation of a correlation matrix, whose
eigenstructure is exploited to separate closely spaced multipath components and enhance temporal resolution.
Numerical simulations were conducted to evaluate the performance of the proposed approach under Wi-Fi
6/6E operating conditions. Subscriber station coordinates were determined using trilateration based on the
estimated distances to multiple access points. The impact of key system parameters, including signal-tonoise
ratio, the number of HE-LTF training fields, and MIMO antenna configurations, on distance estimation
accuracy and overall positioning error was thoroughly analyzed. The simulation results demonstrate that
increasing the number of training fields and antenna elements significantly improves delay estimation accuracy
and reduces positioning error.
Ключові слова
Wi-Fi 6/6E, позиціонування абонента, Time of Arrival, MUSIC, трилатерація, багатопроменевий канал, MIMO, subscriber positioning, trilateration, multipath channel
Бібліографічний опис
Бойко Ю. Методика високоточного позиціонування в мережах абонентського доступу Wi-Fi 6/6E на основі оцінювання часу прибуття сигналів / Ю. Бойко, І. Пятін, О. Єрьоменко // Вчені записки ТНУ імені В.І. Вернадського. Серія: Технічні науки. – 2026. – Т. 37 (76), № 1. – С. 49–61.