基于声波信号的手机测向技术研究

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1、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙ博士学位论文戀Ｉ于声波信号的手机测向技术研免ｉ仑文题目王筱圏作者姓名Ｉ启用技术■计尊叔＿学＾科专业熊Ｍ城导师姓名二Ｏ—八年ＪＬ月完成时间中在尤大Ｓ博士学位论文戀基于声波信号的手机测向技术研究作者姓名：王筱圃学科专业：计算机应用技术导师姓名：熊焰教授一二完成时间：二〇八年五月十八日ＵｎｌｏｆＣｈｉｎａｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ

2、ａｎｄＴｅｃｈｎｏｏｇｙ’Ａｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｄｏｃｔｏｒｓｄｅｇｒｅｅ馨ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＡｃｏｕｓｔｉｃＤｉｒｅｃｔｉｏｎＦｉｎｄｉｎＵｓｉｎＳｍａｒｔｈｏｎｅｓｇｇｐＡｕｔｈｏｒ：ＸｉａｏｐｕＷａｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＹａｎＸｉｏｎｐｇＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａ２８２０１８ｙ，中国科学技术大学学位论文原创性声明本人

3、声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研究成果一。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均己在论文中作了明确的说明。作者签名：園签字曰期：中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论

4、文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存一、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相致＝保密的学位论文在解密后也遵守此规定。开□保密（年）亡作者签名：导师签名：疼一哈签字Ｗ及．广签字日期：日期：摘要摘要伴随移动互联网日新月异的发展，室内定位技术在人们生活中的方方面面都得到了极为普遍的应用，移动客户端ＡＰＰ。由于智能手机己成为生活必需品具有定位导航功能己经非常常见，例如美团外卖的追踪送货员功能和宜家商场的货

5、架定位系统等等，这。由于室内定位课题具有很高的研宄价值和研宄难度对相关从业者提出了严峻的挑战。因为大多数的室内定位技术依赖于特别定制的特种设备或者事先采制的信号指纹特征等等，导致将其应用于日常使用颇有难，度，而且同。因此如今的室内定位技术不仅需要更加的高效、便捷、精准时也要保证系统的轻量化。一本文根据实体天线阵列设备室内测向的原理，提出了种只需要利用寻常生活中常见的智能手机和普通音箱就可以完成室内寻向定位的解决方案。同时，在此基础上，设计并实现了虚拟天线阵列测向系统，。具体而言本文进

6、行了以下的研究：１．虚拟线性天线阵列（ＶＵＬＡ）模型构建的研宄。为了达到实体天线阵列的高测向精度，同时能够保证测向系统更加易于普一，及使用本文提出了种虚拟线性天线阵列的构建方法，通过。简单来说以线性轨迹移动智能手机，并在移动过程中对高频声音信号进行采样。将一采集到的声音信号经过预处理之后，均匀的分割成若千片段，并将每个一一片段看作个天线阵列的阵列单元。目的就是能够高效的模拟出个均匀天线阵列所具备的敏感性和功能性。２．虚拟圆形天线阵列（ＶＵＣＡ）模型构建的研宄。由于线性天线

7、阵列°°自身测向范围的限制，其只能提供卜９０９０范围内的，］信号入射角估计。为了让虚拟天线阵列测向系统能够应用于所有的测向环境，本文提出了基于虚拟圆形天线阵列的测向算法。用户只需要手持智能手机于身前，以身体为圆心旋转３６０度，并在移动过程中完成对信号的采样和模型的建立。虚拟圆形天线阵列能同时提供３６０度的全向入射方位角，还能估量信号入射的仰角信息估计。３．基于虚拟天线阵列的室内测向系统。本文根据虚拟天线阵列模型构建的方法，设计并实现了基于此方法的室内测向系统。在室内环境中，预先布

8、置好若干普通音箱并播放高频声音信号作为锚点。在完成采样、信号预处理以及虚拟天线阵列模型建构之后，运用多重信号分类的方法可以估算出信号的入射角度信息以完成测向。因为Ｉ摘要，所以室内测向系统非常容易室内相较于室外环境来说，更加的错综复杂受到信号传播时产生的多径效应的不良影响，导致系统测向的准确度随之下降，能够有效的克服多径信。由于本文采用的滑动多重信号