Сообщение

Исследование технологии высокоточного позиционирования nanoLOC

orcid Багаев Егор Сергеевич, orcid Шаламов Павел Александрович, orcid Фокин Григорий Алексеевич

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича,
Санкт-Петербург, 193232, Российская Федерация

DOI 10.31854/2307-1303-2025-13-2-1-31

EDN QEDDVK

 Полный текст

XML JATS


Аннотация

Постановка задачи. Современные сценарии высокоточного позиционирования в беспроводных локальных сетях требуют преодоления ограничений, связанных с многолучевым распространением сигналов и нелинейными задержками. Для реализации дальномерного метода позиционирования при отсутствии синхронизации между опорными приемопередающими узлами используется известный метод симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния. Целью работы является исследование применения технологии симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния в контексте определения местоположения пользовательского устройства в беспроводной локальной сети по технологии nanoLOC с нестационарной окружающей средой внутри помещений. Новизна заключается в разработке методического сопровождения для экспериментальной оценки точности позиционирования устройств внутри помещений с использованием технологии nanoLOC. Результаты показывают, что применение системы nanoLOC для решения задачи определения местоположения пользовательского устройства может обеспечить точность измерения в пределах нескольких дециметров за счет применения метода симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния. Практическая значимость: представленное исследование может быть использовано для прикладной конфигурации сценариев определения местоположения внутри помещений с настройкой модулей сбора и обработки дальномерных измерений nanoLOC, а также для проведения лабораторных занятий по курсам систем прикладного радиодоступа.


Ключевые слова
сеть связи, системы определения местоположения, беспроводная локальная сеть, пользовательское устройство, nanoLOC, ToA (time of arrival), ToF (time of flight), SDS-TWR (symmetric double-sided two way ranging).

Библиографическая ссылка на статью

Багаев Е. С., Шаламов П. А., Фокин Г. А. Исследование технологии высокоточного позиционирования nanoLOC // Информационные технологии и телекоммуникации. 2025. Т. 13. № 2. С. 1‒31. DOI: 10.31854/2307-1303-2025-13-2-1-31. EDN: QEDDVK


Reference for citation

Bagaev E., Shalamov P., Fokin G. A Study on High-Precision Positioning Technology Using nanoLOC // Telecom IT. 2025. Vol. 13. Iss. 2. PP. 1‒31 (in Russian). DOI: 10.31854/2307-1303-2025-13-2-1-31. EDN: QEDDVK
Литература

1. Mustapa H., Kassim R., Bakri A., Nor H. A. M., Azman W. N. W., et al. A Review of the Literature on Real-Time Location Systems (RTLS) in Manufactur-ing // Innovative Technologies for Enhancing Experiences and Engagement. 2024. PP. 61–68. DOI: 10.1007/978-3-031-55558-9_7

2. Bendavid Y., Rostampour S., Berrabah Ya., Bagheri N., Safkhani M. The rise of Passive RFID RTLS Solutions in Industry 5.0 // Sensors. 2024. Vol. 24. Iss. 5. P. 1711. DOI: 10.3390/s24051711. EDN: UIPBBA

3. Ding B. Chen L., Chen D., Yuan H. Application of RTLS in Warehouse Management Based on RFID and Wi-Fi // Proceedings of the 4th International Conference on Wireless Communications, Networking and Mobile Computing (12–14 October 2008, Dalian, China). IEEE, 2008. DOI: 10.1109/WiCom.2008.1249

4. Xu G. GPS. Theory, Algorithms and Applications. Berlin; Heidelberg: Springer, 2007. DOI: 10.1007/978-3-540-72715-6

5. Thiede S., Sullivan B., Damgrave R., Lutters E. Real-Time Locating Systems (RTLS) in Future Factories: Technology Review, Morphology and Application Po-tentials // Procedia CIRP. 2021. Vol. 104. PP. 671–676. DOI: 10.1016/j.procir. 2021.11.113. EDN: QUOFSJ

6. Kamel Boulos M. N., Berry G. Real-Time Locating Systems (RTLS) in Healthcare: A Condensed Primer // International Journal of Health Geographics. 2012. Vol. 11. Iss. 1. PP. 1–8. DOI: 10.1186/1476-072x-11-25. EDN: GIPYAH

7. Selvi M. S., Deepa K., Balamurugan S., Rani S. J., UvazeAhamed A. M. RTLS: An Introduction // Cyber-Physical Systems and Industry 4.0. Apple Academic Press, 2022. PP. 97–113.

8. Кривченко Т. Программно-аппаратные методы измерения расстояния по времени распространения радиосигнала при помощи приемопередатчика nanoLOC // Беспроводные технологии. 2012. № 3 (28). С. 48–53. EDN: PCDYEB

9. Дмитриев С., Екимов К., Кипрушкин С., Мощевикин А. Изучение воз-можности применения технологии nanoLOC // Беспроводные технологии. 2008. № 3 (12). С. 52–56. EDN: MTGBZV

10. Фокин Г. А., Багаев Е. С., Мещеряков Д. Е. Позиционирование в бес-проводных локальных сетях. Часть 1. Постановка задачи достижения децимет-ровой точности // Первая миля. 2025. № 1 (125). С. 50–56. DOI: 10.22184/2070-8963.2025.125.1.50.56. EDN: YKDPHX

11. Peng R., Sichitiu M. L. Angle of Arrival Localization for Wireless Sensor Networks // Proceedings of the 3rd Annual IEEE Communications Society on Sensor and Ad Hoc Communications and Networks (26–28 September 2006, Reston, USA). IEEE, 2006. PP. 374–382. DOI: 10.1109/SAHCN.2006.288442

12. Uluskan S., Filik T. A Survey on the Fundamentals of RSS Based Localiza-tion // Proceedings of the 24th Signal Processing and Communication Application Conference (SIU, 16–19 May 2016, Zonguldak, Turkey). IEEE, 2016. DOI: 10.1109/ SIU.2016.7496069

13. Zafari F., Gkelias A., Leung K. K. A Survey of Indoor Localization Sys-tems and technologies // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2019. Vol. 21. Iss. 3. PP. 2568–2599. DOI: 10.1109/COMST.2019.2911558

14. Lanzisera S., Zats D., Pister K. S. J. Radio Frequency Time-of-Flight Distance Measurement for Low-Cost Wireless Sensor Localization // IEEE Sensors Journal. 2011. Vol. 11. Iss. 3. PP. 837–845. DOI: 10.1109/JSEN.2010.2072496. EDN: OEORKP

15. Ho K. C., Sun M. Passive Source Localization Using Time Differences of Arrival and Gain Ratios of Arrival // IEEE Transactions on Signal Processing. 2008. Vol. 56. Iss. 2. PP. 464–477. DOI: 10.1109/TSP.2007.906728

16. Kwak M., Chong J. A New Double Two-Way Ranging Algorithm for Ranging System // Proceedings of the 2nd IEEE International Conference on Network Infrastructure and Digital Content (24–26 September 2010, Beijing, China). IEEE, 2010. PP. 470–473. DOI: 10.1109/ICNIDC.2010.5657814

17. Kim H. Double-Sided Two-Way Ranging Algorithm to Reduce Ranging Time // IEEE Communications Letters. Vol. 13. Iss. 7. PP. 486–488. DOI: 10.1109/ LCOMM.2009.090093

18. Patwari N., Hero A. O., Perkins M., Correal N. S., O’Dea R. J. Relative Location Estimation in Wireless Sensor Networks // IEEE Transactions on Signal Processing. 2003. Vol. 51. Iss. 8. PP. 2137–2148. DOI: 10.1109/TSP.2003.814469

19. Röhrig C., Künemund F. WLAN based Pose Estimation for Mobile Ro-bots // IFAC Proceedings Volumes. 2008. Vol. 41. Iss. 2. PP. 10433–10438. DOI: 10.3182/20080706-5-KR-1001.01768

20. Ma Ch., Wu B., Poslad S., Selviah D. R. Wi-Fi RTT Ranging Performance Characterization and Positioning System Design // IEEE Transactions on Mobile Computing. 2020. Vol. 21. Iss. 2. PP. 740–756. DOI: 10.1109/tmc.2020.3012563. EDN: CKFRXR

21. Mendoza-Silva G. M., Matey-Sanz M., Torres-Sospedra J., Huerta J. BLE RSS Measurements Dataset for Research on Accurate Indoor Positioning // Data. 2019. Vol. 4. Iss. 1. P. 12. DOI: 10.3390/data4010012

22. Dabove P., Di Pietra V., Piras M., Jabbar A. A., Kazimet S. A. Indoor Posi-tioning Using Ultra-Wide Band (UWB) Technologies: Positioning Accuracies and Sensors’ Performances // IEEE / ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS, 23–26 April 2018, Monterey, USA). IEEE, 2018. PP. 175–184. DOI: 10.1109/PLANS.2018.8373379

23. Zhang Y., Li X., Amin M. Principles and Techniques of RFID Position-ing // RFID Systems: Research Trends and Challenges. 2010. PP. 389–415. DOI: 10.1002/9780470665251.ch15

24. Sivers M., Fokin G., Dmitriev P., Kireev A., Volgushev D. et al. Indoor Positioning in WiFi and NanoLOC Networks // Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems: Proceedings of the 16th International Con-ference NEW2AN 2016, and 9th Conference ruSMART (26–28 September 2016, St. Petersburg, Russia). Springer International Publishing, 2016. PP. 465–476. DOI: 10.1007/978-3-319-46301-8_39. EDN: WLOHZP

25. Sivers M., Fokin G., Dmitriev P., Kireev A., Volgushev D. et al. Wi-Fi Based Indoor Positioning System Using Inertial Measurements // Internet of Things, Smart Spaces, and Next Generation Networks and Systems: Proceedings of the 17th International Conference NEW2AN 2017, 10th Conference ruSMART 2017, Third Workshop NsCC 2017 (28–30 August 2017, St. Petersburg, Russia). Springer Inter-national Publishing, 2017. PP. 734–744. DOI: 10.1007/978-3-319-67380-6_69. EDN: ZHVVMD

26. Цех И. О. Высокоточное позиционирование людей в режиме реально-го времени: научный доклад об основных результатах подготовленной научно-квалификационной работы (диссертации) по направлению подготовки: 01.06. 01 ‒ Математика и механика. Томск, 2021. URL: https://vital.lib.tsu.ru/ vital/access/services/Download/vital:15633/SOURCE01?view=true (дата обращения 11.04.2025)

 

cc-by Статья распространяется по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License.

cc0  Метаданные статьи распространяются по лицензии CC0 1.0 Universal

 
 
войти

Авторизация