موقعیت‌یابی کاربران Wi-Fi با رویکرد TDOA به کمک اصلاح خطای زمان نمونه‌برداری

نویسندگان

1 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، ایران

2 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، ایران

3 استادیار، مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، تهران

4 مجتمع دانشگاهی برق و کامپیوتر، دانشگاه صنعتی مالک‌اشتر، ایران

doi
چکیده

موقعیت‌‌‌یابی در بسیاری از زمینه‌های نظامی و تجاری از جمله امنیت داخلی، جنگ الکترونیک و سامانه‌های کنترل، هدایت و ناوبری هوشمند کاربرد گسترده‌‌‌‌‌‌‌‌‌ای دارد. در این مقاله، موقعیت‌یابی غیرفعال کاربران شبکه Wi-Fi با استفاده از روش TDOA مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور ارزیابی عملکرد سامانه در محیط‌های واقعی، سیگنال‌های رادیویی توسط دستگاه‌های رادیو نرم‌افزاری USRP N210 از محیط جمع‌آوری شده‌اند. با توجه به اختلاف موجود بین سرعت نمونه‌برداری گیرنده‌ها، یک روش برای اصلاح نسبی خطای زمان نمونه‌برداری ارائه شده و با استفاده از درونیابی نقاط نمونه‌برداری، ظرفیت موقعیت‌یابی نیز به میزان قابل توجهی افزایش یافته است. با اجرای یک الگوریتم همگام‌سازی چند مرحله‌ای، همزمانی دقیق بین گیرنده‌ها برقرار شده است. سپس، با استفاده از دو روش تخمین LS و میانگین‌گیری از نقاط تقاطع، موقعیت کاربر با میانگین خطای 36/2 متر و 52/1 متر تخمین زده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان می‌دهد که روش پیشنهادی، پتانسیل بالایی جهت کاربرد در سامانه‌های موقعیت‌یابی مبتنی بر شبکه‌های بدون‌سیم دارد. این سامانه در مقایسه با سامانه‌های مشابه به طور قابل توجهی هزینه‌ها را کاهش داده و قادر است بدون ایجاد تداخل در زیرساخت شبکه‌های Wi-Fi موجود، به صورت غیرفعال اقدام به ردیابی کاربران نماید. این ویژگی، سامانه پیشنهادی را به گزینه‌ای مطلوب برای کاربردهای امنیتی تبدیل می‌کند.