Разнесенный прием сигналов Wi-Fi с использованием коммутируемой антенной решетки

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность. Активное использование беспроводных технологий требует развития средств контроля беспроводных сетей передачи данных, в частности сетей Wi-Fi. Службами радиоконтроля решаются задачи обнаружения, идентификации и локализации не санкционированно работающих точек доступа и абонентских устройств. Эффективным инструментом пеленгования радиосигналов являются корреляционно-интерферометрические пеленгаторы на базе двухканальной приемной аппаратуры и многоэлементной антенной системы. Развитие методов совместной идентификации и пеленгования позволяет разделять пеленги большого количества источников сигналов, ведущих работу в одном частотном диапазоне с разделением по времени. В настоящей работе акцент сделан на обнаружении целевых сигналов и выделении из них идентификационных признаков источника. От успешности реализации этих операций будут существенно зависеть и показатели качества пеленгования.Целью работы является исследование возможностей повышения помехоустойчивости обнаружения и идентификации сигналов Wi-Fi за счет совместного использования двух каналов приема корреляционно-интерферометрического пеленгатора. В работе использованы методы статистического компьютерного моделирования, которые учитывают наличие замираний, возникающих из-за многолучевости канала распространения, и корреляцию радиосигналов, вызванную близким расположением приемных антенн.Решение. Рассмотрены алгоритмы обнаружения частотно-временно́й синхронизации и демодуляции сигналов Wi-Fi. Предложены способы объединения каналов приема при обработке сигналов. Исследована помехоустойчивость предложенных двухканальных алгоритмов обработки сигнала при наличии квазистационарных релеевских замираний и корреляции каналов приема.Новизна. Разработаны алгоритмы двухканального обнаружения, частотно-временно́й синхронизации и демодуляции сигналов Wi-Fi.Практическая значимость. Совместное использование двух каналов приема при обнаружении и идентификации сигналов Wi-Fi позволяет увеличить помехоустойчивость систем радиоконтроля на 4‒7 дБ даже при наличии корреляции между каналами.

Об авторах

И. С. Фаустов

Воронежский государственный технический университет; АО «ИРКОС»

Email: faustov.97@bk.ru
ORCID iD: 0009-0005-3054-5540
SPIN-код: 6183-0816

В. Б. Манелис

АО «ИРКОС»

Email: vbm@ircoc.vrn.ru
ORCID iD: 0009-0008-7077-3611

В. А. Козьмин

АО «ИРКОС»

Email: kozminva@ircos.ru
ORCID iD: 0000-0002-5268-1114
SPIN-код: 7274-2608

А. Б. Токарев

Воронежский государственный технический университет; АО «ИРКОС»

Email: tokarevab@ircoc.vrn.ru
ORCID iD: 0000-0002-2621-4336
SPIN-код: 7902-9523

Список литературы

  1. Ашихмин А.В., Козьмин В.А., Мякинин И.С., Радченко Д.С. Спажакин М.И. Адресное пеленгование и определение местоположения источников радиоизлучения ручным пеленгатором // Спецтехника и связь. 2016. № 4. С. 101‒105.
  2. Алексеев П.А., Козьмин В.А., Крыжко И.Б., Сладких В.А. Определение параметров сетей и точек доступа Wi-Fi // Спецтехника и связь. 2016. № 4. С. 29‒36.
  3. Фаустов И.С., Сладких В.А., Токарев А.Б., Кощеев Е.В. Обнаружение и анализ сигналов Wi-Fi при адресном пеленговании // Радиотехника. 2023. Т. 87. № 7. С. 89−100. doi: 10.18127/j00338486-202307-10. EDN:HCSNXO
  4. Фаустов И.С., Ашихмин А.В., Токарев A.Б. Адресное пеленгование сигналов Wi-Fi // XXIX Международная научно-техническая конференция, посвященная 70-летию кафедры радиофизики ВГУ «Радиолокация, навигация, связь» (Воронеж, Российская Федерация, 18–20 апреля 2023 г.). Воронеж: Воронежский государственный университет, 2023. С. 56‒64. EDN:MGRBOI
  5. Rembovsky A.M., Ashikhmin A.V., Kozmin V.A., Smolskiy S.M. Radio Monitoring. Automated Systems and Their Components. Springer, 2018. 467 p. doi: 10.1007/978-3-319-74277-9
  6. Носов В.И. Методы повышения помехоустойчивости систем радиосвязи с использованием технологии MIMO и пространственно-временной обработки сигнала. Новосибирск: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2014. 316 с. EDN:VRTAXT
  7. Панкратов Д.Ю. Анализ влияния пространственно коррелированных замираний на передающей стороне и приемной стороне на пропускную способность радиоканала системы MIMO // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2014. Т. 8. № 10. С. 72‒74. EDN:SZZOVL
  8. Cho Y.S., Yang W.Y., Kim J., Kang C.G. MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB. John Wiley & Sons, 2010. 439 p. doi: 10.1002/9780470825631. EDN:SRQIDH
  9. IEEE Std 802.11a. 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: High speed Physical Layer in the 5 GHz band. 1999. 82 p. doi: 10.1109/IEEESTD.1999.90606
  10. IEEE Std 802.11n. 2009. IEEE Standard for Information technology. Local and metropolitan area networks. Specific requirements. Part 11. Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications Amendment 5: En-hancements for Higher Throughput. 502 p. doi: 10.1109/IEEESTD.2009.5307322
  11. IEEE Std 802.11ac. 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 Very High Throughput for Operation in Bands below 6 GHz. 2013. 395 p. doi: 10.1109/IEEESTD.2013.7797535
  12. IEEE Std 802.11ax. 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. 2021. 766 p. doi: 10.1109/IEEESTD.2021.9442429
  13. Awad M.M., Seddik K.G., Elezabi A. Channel Estimation and Tracking Algorithms for Vehicle to Vehicle Communications // Proceedings of the 82nd Vehicular Technology Conference (VTC2015-Fall, Boston, USA, 06‒09 September 2015). IEEE, 2015. doi: 10.1109/VTCFall.2015.7390864
  14. Mahmoud H.M., Mousa A.S., Saleem R. Channel Estimation Based in Comb-Type Pilots Arrangement for OFDM System over Time Varying Channel // Journal of Networks. 2010. Vol. 5. Iss. 7. PP. 772‒776. doi: 10.4304/jnw.5.7.766-772
  15. Kuang L., Ni Z., Lu J., Zheng J. A time-frequency decision-feedback loop for carrier frequency offset tracking in OFDM Systems // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2005. Vol. 4. Iss. 2. PP. 367‒373. doi: 10.1109/TWC.2004.842955
  16. Jimenez V.P.G., Garcia M.J.F.-G., Serrano F.J.G., Armada A.G. Design and implementation of synchronization and AGC for OFDM-based WLAN receivers // IEEE Transactions on Consumer Electronics. 2004. Vol. 50. Iss. 4. PP. 1016‒1025. doi: 10.1109/TCE.2004.1362493
  17. Wang Q., Xie Q., Wang Z., Chen S., Hanzo L. A Universal Low-Complexity Symbol-to-Bit Soft Demapper // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2014. Vol. 63. Iss. 1. PP. 119‒130. doi: 10.1109/TVT.2013.2272640

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».