雷旭东，禹 健

（中北大学计算机与控制工程学院，太原　030051）

基于手机的声学超宽带室内定位*

雷旭东，禹 健**

（中北大学计算机与控制工程学院，太原030051）

针对室内定位技术部署复杂、成本高的问题，提出了一种利用手机接收声学信号通过脉冲压缩进行室内定位的方法。通过借鉴雷达系统中的脉冲压缩技术，将信号和噪声分离，并提取出信号到达时延估计。为了减小定位误差，研究了手机的声学特性，设计了声学超宽带信号的信道模型，将应答节点时延回传，进一步减小信号传播的时延估计。在停车场的试验结果表明：定位结果和实际位置相符，平均定位误差在30 cm以内。

超宽带；室内定位；脉冲压缩；延时估计；信道模型；匹配滤波

1　引言

随着互联网的快速发展，人们对位置信息的感知需求日益增多，尤其是复杂的室内环境中，如机场、展厅、仓库、超市、地下停车场、矿井等常常需要确定移动终端或者其持有者的位置信息［1］。然而，由于全球定位系统（Global Positioning System，GPS）信号在建筑物内的大幅度衰减，无法保证对室内空间的有效覆盖。近几年，涌现出大量的室内定位方案，如ZigBee网络定位、基于WIFI定位技术、超宽带（Ultra-wideband，UWB）定位技术［2］和线性调频扩频（Chirp Spread Spectrum，CSS）定位技术［3］等。然而，由于定位精度、部署成本、使用环境等因素的限制，上述室内定位方法均无法大规模地使用。实际上，在智能手机快速发展的今天，若利用手机已有的麦克风扬声器及其声学特性来进行室内定位，便使这种研究具备了大规模推广的条件。……