مقاوم سازی الگوریتم های تخمین زاویه ورود در حضور اثر تزویج متقابل با کاربرد در موقعیت یابی کمکی خودرو

موقعیت‌یابی خودرو به عنوان یکی از شاخه‌های مهم اینترنت وسایل نقلیه، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. سیستم‌های موقعیت‌یابی سنتی بر پایه سیستم موقعیت‌یابی جهانی با تاخیرهای طولانی همراه هستند و ممکن است به دلیل موانع مختلف از کار بیفتند. در این مقاله، یک ساختار موقعیت‌یابی کمکی پیشنهاد می‌شود، که هسته اصلی آن تخمین زاویه ورود سیگنال‌ها (doa) از نقاط مشخص، مانند نقاط دسترسی بیسیم، با استفاده از یک آرایه حسگر در خودرو است. به دلیل محدودیت فضا، آرایه ممکن است در یک هندسه دلخواه قرار گیرد و ممکن است اثر تزویج متقابل بین عناصر آرایه به شدت خاصیت استقلال عناصر آرایه را کاهش دهد و این اثر شامل برهمکنش هریک از عناصر با اشیاء نزدیک خود می‌شود. در آنتن‌های آرایه ای تزویج متقابل بین عناصر آرایه یک اثر نامطلوب بوده که عملکرد الگوریتم‌های پردازش سیگنال را بشدت خراب می‌کند. در این مقاله یک شکل جدید و دقیق از ماتریس امپدانس متقابل (mim) جهت جبرانسازی اثر تزویج متقابل در آرایه‌های خطی (ula) بوسیله یک روش جدید بر اساس حل مسئله مقادیر مرزی برای همه عناصر آرایه به کار می‌رود. با بکار گیری ماتریس امپدانس متقابل در الگوریتم‌های تخمین زاویه ورود باعث مقاوم سازی این الگوریتم‌ها نسبت به اثر تزویج متقابل خواهد شد. نتایج شبیه‌سازی، بهبود عملکرد الگوریتم تخمین doa پیشنهادی را تایید می‌کند. ساختار پیشنهادی می‌تواند موقعیت خودرو را بین شبکه‌های موقت موجود بصورت دقیق به دست آورد و می‌تواند با سایر سیستم‌های موقعیت‌یابی برای ایجاد یک محیط رانندگی ایمن همکاری کند.

robust doa estimation in the presence of mutual coupling effect with application in auxiliary vehicle positioning

as an important branch of the internet of vehicles (iov), vehicle positioning has drawn extensive attention. traditional positioning systems based on a global positioning system incur long delays, and may fail due to obstructions. in this article, we propose an auxiliary positioning architecture, whose core is to estimate the direction of arrival (doa) of signals from landmarks, such as wireless access points, utilizing a sensor array in the vehicle. due to space limitations, the array may be placed in an arbitrary geometry and may suffer from mutual coupling effects, and it is possible that the effect of mutual coupling between the array elements greatly reduces the independence of the elements of the array, and this effect involves the interaction of each element with its nearby objects. mutual coupling in antenna arrays can critically degrade the performance of signal processing algorithms. in this paper, a new and accurate form of mutual impedance matrix (mim) is used to compensate for the effect of mutual coupling in uniform linear arrays (ula) by a new method based on solving the boundary value problem for all array elements. by using the mim in the doa estimation algorithms, these algorithms will be robust to the mutual coupling effect. the simulation results confirm the performance improvement of the proposed doa estimation algorithm. the proposed architecture can obtain robust self-localization with existing vehicular ad hoc networks, and it can collaborate with other positioning systems to provide a safe driving environment.