我只需要使用声卡传输文件。
到目前为止,我的算法是基于幅移键控(ASK)。
发送器:
程序将调制数据写入 WAV 文件。
当位为 1 时只需写“噪声”(创建波),否则写“静音”(0 幅度)。
静音和噪声的样本数量是预先定义的,并且在这两种情况下都是相等的。
接收器:
程序开始记录并等待高于预定义噪声阈值的样本。
一旦检测到噪声,它将记录的样本解调为 WAV 文件,直到检测到“结束信号”。
协议:
- 第一个字节是 255,不是数据的一部分(通知接收者有新文件)。
- 然后写入数据(文件内容)。
- 写入指示会话结束的 4 个预定义字节。
- 每个位传输 3 次,因此如果出现错误,它可以通过其他两个 (ECC) 猜测正确的位。
我正在使用NAudio C# 库来处理 WAV 文件(录制、播放、写入、读取)。
为了更好地理解,我在下面添加了一些代码,但我认为你可以省去麻烦,我只想知道算法中的缺陷以及如何改进它。
发射机:
//creates file with 44.1kHz sample-rate and 1 channel.
mWaveFileWriter = new WaveFileWriter(tempFile, new WaveFormat(44100, 1));
....
// save to WAV file modulated data the contains bytesData
public void Modulate(byte[] bytesData)
{
foreach (var dataByte in bytesData)
{
// return 8 bit representation of the byte
bool[] binaryByte = ToBinary(dataByte);
foreach (bool bit in binaryByte)
{
if (bit)
SaveNoise();
else
SaveSilence();
}
mWaveFileWriter.Dispose();
}
}
private void SaveSilence()
{
for (int n = 0; n < mSamplesPerBit; n++)
{
mWaveFileWriter.WriteSample(0);
}
}
private void SaveNoise()
{
// writes SamplesPerBit samples
for (int n = 0; n < mSamplesPerBit; n++)
{
float sample = (float)(mNoiseAmplitude * Math.Sin((2 * Math.PI * n * mFrequency) / mWaveFileWriter.WaveFormat.SampleRate));
mWaveFileWriter.WriteSample(sample);
}
}
在我拥有这个文件后,它会播放一次:
System.Media.SoundPlayer player = new System.Media.SoundPlayer(tempFile);
player.Play();
接收者:
WaveInEvent mWaveIn = new WaveInEvent();
mWaveIn.WaveFormat = new WaveFormat(44100, 1);
mWaveIn.DataAvailable += mWaveIn_DataAvailable;
....
void mWaveIn_DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
{
// since it's 16bit sampling, I normalize each 2 bytes to samples of range (-1.0f) - 1.0f.
float[] samples = ToSamples(e.Buffer);
... // saves data, process it etc...
}
我没有写完所有内容,但基本上接收器会寻找8 * SamplesPerBit
噪声样本。(它通过将样本与噪声阈值进行比较来确定样本是否有噪声)。然后保存所有其他数据,直到它检测到结束信号。最后,它将内容保存到文件中。
问题是,为了使其正常工作,我需要 SamplesPerBit 至少为 100。由于每秒有 44100 个样本,它每秒写入大约 441 位。
而且由于我的数据增加了两倍,总而言之,它不到 20 字节/秒。
我需要能够以至少 1KB/秒的速度传输数据。
关于如何提高比特率的任何建议都将非常有帮助。
我想用 FSK(幅度保持不变,频率变化)和Naudio 中的 FastFourierTransform 类来做,但我不认为那样会更快(可能更不容易出错)。