系统具有以下约束：
信号必须听不见。为此，我们坚持使用高于17 kHz的频率。少数人仍然可以听到，但大多数人听不到。
采样率是44.1 kHz。
音乐通常会播放，因此在较低频率下会有很多干扰。无法控制扬声器和麦克风在较高频率下的工作情况，因此我们将上限保持在20 kHz左右。
我使用的特定信号是BPSK调制的13位巴克码，因为它们具有良好的自相关特性。自相关如下所示-
但是，当我在现实生活中将期望信号与接收信号互相关时，我得到的通常是这样的-
蓝色是与扬声器1信号的互相关，红色是与扬声器2信号的互相关。由于麦克风的定向增益，回声似乎很明显，并且不幸的是，通常比直接路径信号要强。成为直接路径。这种方法对我用来确定何时出现信号的阈值非常敏感，因此根本不可靠。信号-即直接路径信号的到达时间。也许某种形式的信道估计和反卷积？如果是这样，那将如何工作？
数据/代码：我想明确地说，我不希望任何人分析数据或检查我的代码。我已经提供了它们，以备您需要。我对创意最感兴趣。
我提供了原始接收信号和已调制预期信号供下载。它们均以44.1 kHz采样。将接收到的信号与预期信号相关联会产生与上图类似但不同的东西，因为在将接收到的信号与预期信号相关之前，我将接收到的信号移至基带并进行了抽取。
接收信号
1号预期信号
2号预期信号
Matlab脚本
Matlab脚本同时具有信号生成脚本（genLocationSig.m）和接收/处理脚本（calcTimingOffset.m）。
#1 楼
这些不是您要查找的代码...正如我在评论中提到的那样，有很多方法可以实现可靠的TDOA。 （与线性线性调频，指数线性调频和CDMA类型方法互相关）。您已经使用代码构建了TDOA系统，（如果需要鲁棒的多普勒，那确实是线性线性调频的不错选择），但是您通过两种方式人为地限制了自己：
Barker代码的长度上限为$ 13 $。但是，我们可以制作任意长度的PN序列码，以获得更大的编码增益。
在传输中仅使用$ 1 $位。我们可以对要传输的许多比特的整个前同步码进行编码，从而进一步增强对多径的适应性。
使用PN序列：
因此，非常简单地，更改您使用的代码通过以下方法调制载波：改用PN序列。 PN生成的代码可以（几乎）任意长度，并且可以通过LFSR生成。 （在某些文本中，它们也被称为“增白剂”）。这是长度分别为$ 31 $，$ 61 $和$ 127 $的三个PN序列。
PN_31 = [ 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 1 1];
PN_61 = [ 1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1 1 -1 -1 1 ...
-1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 -1 1 -1 1 -1 ...
1 1 -1 -1 1 1 -1];
PN_127 = [-1 1 1 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 -1 -1 1 1 -1 1 1 1 1 -1 1 1 -1 1 -1 ...
1 1 -1 1 1 -1 -1 1 -1 -1 1 -1 -1 -1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 1 -1 1 1 1 1 1 ...
-1 -1 1 -1 1 -1 1 1 1 -1 -1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 1 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 ...
1 -1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 1 1 1 1 1 1 1 ...
-1 1 -1 1 -1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 1 1];
序列的圆形和线性自相关如下所示。它们显然会产生白色光谱，但不仅如此，我们不再局限于$ 13 $的芯片长度。实际上，最后一个代码PN_127产生的编码增益为$ 10 \ log [\ frac {127} {13}] \约占巴克序列的10 dB dB增益，同时保证了白色光谱。
发送前同步码：
在您的特定应用程序中，您提到您仅发送一位。如果可以帮助您，则应尽量避免这种情况，并尽可能多地发送应用程序允许的位，以获取更多的编码增益。
这通常是在通信协议上完成以与数据包的开头对齐的方式。传输由许多位组成的（已知）前同步码。每一位由许多芯片组成。 （在我们的示例中，使用上述任何PN码的$ 31 $，$ 61 $或$ 127 $芯片）。最后，该位序列本身可以由另一个PN序列组成，或者，如果您愿意，可以发送组成巴克模式的$ 13 $位，每个位都由上述PN序列之一组成。
尝试其中一种或两种解决方案，然后提出您的结果。我希望可以进行切实的改进，然后再进行迭代。 （脉冲整形，不同/更长的PN序列等）。
评论
$ \ begingroup $
是的，我计划尝试更长的序列。我不知道pn序列的循环自相关是如此有趣。不幸的是，对于我的应用而言，重要的是线性自相关。关于前导，就某种意义而言，整个序列在某种意义上是“前导”，从某种意义上说，使前导有用的是它是已知的数据模式。我的整个信号是先验的。
$ \ endgroup $
–吉姆·克莱（Jim Clay）
14年5月13日在20:28
$ \ begingroup $
我决定通过使用10 lfsr（1023芯片）的命令来证明或排除通过延长信号可以解决该问题，从而在信号长度上有点过大。我将发布发生的情况。
$ \ endgroup $
–吉姆·克莱（Jim Clay）
14年5月13日在20:29
$ \ begingroup $
@JimClay很高兴听到这个消息。我很想知道收到的xcorrs /信号现在是什么样子。那太好了。
$ \ endgroup $
– Tarin Ziyaee
2014年5月16日14:54
$ \ begingroup $
@endolith是的，多普勒问题。我通过多次关联来处理此问题，每次将接收信号的频率偏移不同的量。如果您在频域中进行关联，这很容易做到。
$ \ endgroup $
–吉姆·克莱（Jim Clay）
2014年5月17日下午4:04
$ \ begingroup $
@endolith正如Jim Clay描述他的方法时，他基本上是在计算所谓的歧义函数。即，产生交叉校正，第二维对应于基本频率。然后，它将显示峰值，因此，由于我们知道原始频率，因此得知其多普勒度。
$ \ endgroup $
– Tarin Ziyaee
2014年5月17日下午16:51
评论
是否可以共享rx1，rx2和模板数据？@ user4619我今晚将尝试这样做。
真快：我收到了您的数据，并制作了对比度增强的STFT-PSD。我猜想底部的那5个斑点是您的两个信号，以频率分开。您的信号似乎可以正常传输，但我不认为回声或多径是您的问题。如您所见，至少在开始时，脉冲之间存在很多间歇性（宽带）噪声。如果您需要复杂的频带移动，下采样，将其与巴克序列相关联并查看包络，您会看到什么？
好的，有两件事：I）您是否考虑过使用线性-而不是像这样的编码波形？它们给您更大的灵活性，并且所涉及的运动部件大大减少。 II）您的带宽限制是什么（如果有）？例如，您的模板似乎大约1 KHz宽，这是什么原因？你可以更高吗？使用线性chi，这很容易。 III）虽然我怀疑您的解调器有什么问题，但提出来会有所帮助。这样，就可以省去编写代码的麻烦！
关于位注释，有一个误解：让我们将巴克代码的13个状态中的每个状态称为“芯片”。因此，如果我传送一点，我将传送13个芯片。如果我传输2位，我正在传输26个芯片，等等。所以我的问题是，您要传输多少位？我假设您只是传输1位，所以我说您也可以考虑传输更多位，以增强编码增益。这有意义吗？