И.С. Фаустов1, В.А. Сладких2, А.Б. Токарев3, Е.В. Кощеев4

1,3,4 ВГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» (г. Воронеж, Россия)

1–3 АО «ИРКОС» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время активное использование беспроводных технологий требует развития средств контроля за устройствами и сетями передачи данных, в частности, за беспроводными локальными сетями стандарта 802.11 - сетями Wi-Fi, что обуславливает актуальность выявления службами радиоконтроля несанкционированно работающих точек доступа и абонентских устройств данных сетей (включая их пеленгование и локализацию). Эффективный инструмент пеленгования радиосигналов - корреляционно-интерферометрические пеленгаторы, базирующиеся на двухканальной радиоприемной аппаратуре, циклически подключающейся к различным парам элементов многоэлементной антенной системы. На сегодняшний день для пеленгования пакетных радиосигналов пеленгаторы на протяженных интервалах времени накапливают временные выборки от разных антенных пар, а направление прихода радиосигналов определяется с помощью совместной обработки этих данных. Однако в диапазоне частот передачи сигналов стандарта 802.11 в режиме разделения времени параллельную передачу информации осуществляют множество источников, что влечет за собой перепутывание и объединение данных, порождаемых разными источниками радиоизлучений (ИРИ), и, следовательно, грубые ошибки пеленгования. Таким образом, необходимы новые способы совместной идентификации и пеленгования пакетных радиосигналов.

Цель. Предложить способ определения идентификационных признаков устройств Wi-Fi, позволяющий обеспечить «адресность» объединения фрагментов выборок данных при пеленговании ИРИ, совместно действующих в анализируемом диапазоне частот в режиме временного разделения

Результаты. Представлен реализованный на базе мобильного пеленгатора АРТИКУЛ-М, применяемого для поиска и локализации несанкционированных ИРИ, способ адресного пеленгования источников сигналов стандарта 802.11, позволяющий обнаруживать OFDM-сигналы, идентифицировать точки доступа и абонентские устройства локальной сети, а также формировать оценки направлений на эти ИРИ.

Практическая значимость. Использование предложенного способа адресного пеленгования устройств сетей Wi-Fi увеличивает функциональные возможности существующих анализаторов.

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: https://doi.org/10.18127/j00338486-202307-10

1. Рембовский А.М., Ашихмин А.В., Козьмин В.А. Автоматизированные системы радиоконтроля и их компоненты / Под ред. А.М. Рембовского. М.: Горячая линия-Телеком. 2017. 424 с.
2. Rembovsky A.M., Ashikhmin A.V., Kozmin V.A., Smolskiy S.M. Radio Monitoring Automated Systems and Their Components. Springer, 2018. 467 p.
3. Шевченко М.Е., Малышев В.Н., Файзуллина Д.Н. Совместное обнаружение и пеленгование с использованием коммутируемой антенной решетки // Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2015. № 5. С. 33–39.
4. Schmidt R. Multiple Emitter Location and Signal Parameter Estimation // IEEE Antennas and Propagation. 1986. V. AP-34. P. 276–280.
5. Abdalla M., Abuitbel M., Hassan M. Performance Evaluation of Direction of Arrival Estimation Using MUSIC and ESPRIT Algorithms for Mobile Communication Systems // Wireless and Mobile Networking Conference (WMNC). 2013.
6. Kalis A., Antonakopoulos T. Direction Finding in IEEE802.11 Wireless Networks // IEEE Transactions on Measurements and Instrumentation. 2002. V. 51. №. 5. P. 940–948.
7. Спажакин М.И., Токарев А.Б. Адресный декодер для пеленгования беспроводных устройств стандарта IEEE802.11b // Цифровая обработка сигналов. 2017. № 4. С. 51–56.
8. 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. С. 101–105.
9. Алексеев П.А., Козьмин В.А., Крыжко И.Б., Сладких В.А. Определение параметров сетей и точек доступа Wi-Fi // Спецтехника и связь. 2016. С. 29–36.
10. IEEE Standard for Telecommunications and Information Exchange Between Systems – LAN/MAN Specific Requirements. Part 11: Wireless Medium Access Control (MAC) and physical layer (PHY) specifications: High Speed Physical Layer in the 5 GHz band. IEEE Std 802.11a. 1999. 82 p.
11. 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: Enhancements for Higher Throughput. IEEE Std 802.11n. 2009. 502 p.
12. 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. IEEE Std 802.11ac. 2013. 395 p.
13. 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. IEEE Std 802.11ax. 2021. 766 c.
14. Tzi-Dar Chiueh, Pei-Yun Tsai. OFDM Baseband Receiver Design for Wireless Communications. John Wiley and Sons. 2008. 352 p.
15. Каюков И.В., Манелис В.Б., Сергиенко А.И. Алгоритм начальной частотно-временной синхронизации систем радиосвязи / Радиолокация, навигация, связь: доклады X Междунар. науч.-техн. конф. Воронеж, 2004. Т. 2. С. 918–923.
16. Feng S., Liu J., Wang H., Zhang P., Zheng H. Preamble Design for Non-contiguous Spectrum Usage in Cognitive Radio Networks // IEEE Wireless Communications and Networking Conference. 2009. P. 1–6.
17. Kim M, Zhang Z, Kim D. Choi S. Deep-Learning-Based Frame Format Detection for IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks // Electronics. 2020. P. 1–9.
18. Coleri S, Ergen M, Puri A, Bahai A. Channel Estimation Techniques Based on Pilot Arrangement in OFDM Systems // IEEE Transactions on Broadcasting. 2002. P. 223–229.
19. Awad M., Seddik K., Elezabi A. Channel Estimation and Tracking Algorithms for Vehicle to Vehicle Communications // IEEE 82nd Vehicular Technology Conference (VTC Fall). 2015.
20. Mahmoud H., Mousa A., Saleem R. Channel Estimation Based in Comb-Type Pilots Arrangement for OFDM System over Time Varying Channel Frequency-Domain Interpolation-Based Channel Estimation in Pilot-Aided OFDM Systems // Journal of Networks. 2010. P. 772–776.
21. Tsai P., Chiueh T. Frequency-Domain Interpolation-Based Channel Estimation in Pilot-Aided OFDM Systems // Vehicular Technology Conference. 2004.
22. Чумаченко А.Б., Юниченко А.С. Формирование и прием сигналов высокоскоростной беспроводной системы передачи данных малого радиуса действия в условиях городской зоны на фоне помех // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 12. С. 120−130. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202212-11.
23. Wang Q., Xie Q.,Wang Z.A., Chen S., Hanzo L. Universal Low-Complexity Symbol-to-Bit Soft Demapper // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2014. P. 119–130.