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摘要使用基于相关方法的算法来估计声源直达波的TDOA时，常常会产生不能够很好地从相关结果产生的众多峰值中辨别出代表直达波TDOA峰值的问题，引发这个问题的主要原因是声源往往处于一个多路径传播的混响环境中。本文分析了一种新颖的混响环境中声源直达波TDOA估计法——DATEMM，使用该方法可以准确地在多路径传播的混响环境下将所需要的声源直达波TDOA估算出来。论文基于MATLAB构建了仿真环境，并最终实现了该方法，给出了声源直达波TDOA的估计结果。这种利用了麦克风阵列接收信号的自相关结果和互相关结果所提供的附加信息的方法可以作为一个模块应用于其他基于相关方法进行TDOA估计的算法中，从而提高相应算法的稳健性。25848
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关键词 TDOA估计 多径混响 自相关函数 互相关函数
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Disambiguation of TDOA Estimates in Multi-path Environments
Abstract
• The common problem of correlation-method based TDOA estimation for acoustic direct path wave is disambiguate the TDOA of the direct path wave from the abundant peaks which produced by the correlation.A major cause of the problem is that the acoustic sources are frequently in multi-path reverberant environments.In this paper，I analyze a novel TDOA estimation DATEMM which can disambiguate the TDOA of the direct path wave in multi-path reverberant environments.Using this method，we can disambiguate the TDOA of the required direct path wave in multi-path reverberant environments accurately.This paper simulates the visual environment with MATLAB and finally provides the TDOA estimation for acoustic direct path wave.The method which utilizes additional information from auto-correlation and cross-correlation of the signals received by microphone array can be used as an add-on module to improve the robustness of any existing TDOA estimation method which based on correlation method.
Keywords TDOA multi-path auto-correlation cross-correlation
目 次
1 引言 1
1.1 研究背景与意义 1
1.2 国内外研究现状 2
1.3 本文主要研究内容 2
2 混响条件下直达波TDOA估计中存在的问题与解决方法 3
2.1 直达波TDOA估计中存在的问题 3
2.2 白噪声声源时直达波TDOA估计方法 4
2.3 语音声源时直达波TDOA估计方法 5
3 混响条件下直达波TDOA估计方法的实现与仿真 6
3.1 白噪声声源时直达波TDOA估计方法的实现与仿真 6
3.2 语音声源时直达波TDOA估计方法的实现与仿真 15
结 论 25
致 谢 26
参考文献27
1 引言
TDOA定位技术是一种利用信号时间差进行计算从而将声源定位的方法。声源定位系统通过测量信号到达监测节点（一般为传感器）的时间，可以测算出声源信号与监测节点之间的距离。再分析声源信号与各个监测节点间的距离，进而确定声源信号的位置。在进行定位时，绝对的时间一般来说比较难以测量，所以TDOA定位系统需要通过比较信号到达的时间差来确定信号的精确位置。不同于TOA，TDOA是通过检测信号到达两个基站的时间差，而不是到达的绝对时间来确定声源信号的位置，这一特点降低了TDOA系统时间同步要求。采用三个不同的基站可以测到两个TDOA值，声源信号就位于两个TDOA决定的双曲线的交点上。该定位技术可应用于各种移动通信系统，尤其适用于需要具备较强的抗多径能力的CDMA系统。TDOA算法是对TOA算法的改进，TDOA并不直接利用信号到达时间，而是用多个基站接收信号的时间差来确定声源信号的位置，与TOA算法相比，TDOA定位系统不需要加入专门的时间戳，定位精度也有所提高。TDOA定位法与TOA定位法比较优点之一是:当计算TDOA值时，包括公共多径时延和同步误差的计算误差对于所有的传感器是相同的且其和为零，这个特性被称为零TDOA算法。当前对于TDOA定位法的研究有很多都是基于信号的自相关和互相关方法的算法。
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