[发明专利]一种声波的多径效应抑制方法

说明书

本发明公开了一种声波的多径效应抑制方法及装置。该多径效应抑制方法包括如下步骤：每个帧的时间内，接收声源发送的多个单一频率的声波信号，分别得到对应频率的声波信号的正交信号；计算每个帧的时间内接收的每个声波信号的多径效应比率，选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析。本多径效应抑制方法不仅实现了评估帧内每个对应频率的声波信号的受影响程度，找到受影响最小的对应频率的声波信号进行特征提取和分析，从而抑制多径效应对测量带来的影响。而且，与现有多径效应抑制方法对比，本多径效应抑制方法具有计算量低，延时小，需求带宽低及更广的适用性等优点。

技术领域

本发明涉及一种声波的多径效应抑制方法(以下简称多径效应抑制方法)，属于无线通信技术领域。

背景技术

在现实的室内环境中，由于墙壁，地板，家具等物体的反射，使得移动设备在移动过程中所接收到的声波信号，有时候是不规则的多个反射信号和待测信号的叠加，这导致待测信号的特征受到不规则反射信号的干扰，从而使得导致测量的结果会受到多径效应的影响，并且移动设备也无法区分声波特征的变化是由于移动引起的，还是多径效应引起的。因此，在采用声波进行测量的过程中，需要避免不规则的多径信号带来的影响。

现有多径效应抑制方法包括如下步骤：首先计算每个频率的信号在帧内的传输距离的变化量；在一个帧的时间内，对每个频率信号的传输距离变化量进行线性回归拟合，并计算每个频率所测得的距离与拟合结果之间的误差。该方法通过比较拟合的误差，可以得到拟合误差较大的传输距离对应的信号受到多径影响较严重，从而移除这些频率的信号，用剩下的信号进行特征的分析和提取。

但是，上述方法主要应用于大部分频率的信号不受多径信号干扰的影响或者受多径影响较小的场景中，使得适用场景有限。并且，该方法需要很大的带宽去实现较好的拟合结果，而一般移动设备的采样频率有限，例如大部分手机只支持最高48KHz的采样频率，在某些场景下并不能够提供足够的带宽去支持线性回归的拟合。再如，如果同时有若干个声源发声，为了避免相互之间的干扰，每个声源只能分配更小的带宽，就更不适用该方法了。

发明内容

本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种声波的多径效应抑制方法。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种声波的多径效应抑制方法，包括如下步骤：

步骤S1：每个帧的时间内，接收声源发送的多个单一频率的声波信号，分别得到对应频率的声波信号的正交信号；

步骤S2：计算所述每个帧的时间内接收的每个所述声波信号的多径效应比率，选取多径效应比率最大的声波信号进行特征提取和分析；所述多径效应比率为对应频率的声波信号的归一化轨迹图的圆环内径与对应频率的声波信号的归一化轨迹图的内圆环的平均半径的比值；所述归一化轨迹图由对应频率的声波信号R_α为横坐标，每个对应频率的声波信号R_α的正交信号R_β为纵坐标，并根据如下公式得到；

R_α²+R_β²＝A²

其中，A表示频率为f_c的声波信号的幅度。

其中较优地，每个帧的时间内，接收声源发送的多个单一频率的声波信号的过程中，采用移动的接收端接收声源发送的多个单一频率的声波信号。

其中较优地，所述接收端内部设置有至少一个用于接收对应频率的声波信号的带通滤波器。

其中较优地，将所述带通滤波器分离出的对应频率的所述声波信号延时四分之一个周期，得到对应频率的所述声波信号的正交信号，其中，对应频率的所述声波信号及对应频率的所述声波信号的正交信号分别表示为，