2 bilgisayar arasında ses yoluyla veri aktarımı için bir örnek yazıyorum. Bazı gereksinimler:
Mesafe çok yakın, yani 2 bilgisayar birbirine bitişik
Çok az gürültü (Öğretmenimin rock şarkısını gürültü kaynağı olarak açacağını sanmıyorum)
Hata kabul edilebilir: Örneğin, "Radyo iletişimi" gönderirsem diğer bilgisayar "RadiQ communEcation" alırsa sorun olmaz.
Mümkünse: Üstbilgi, bayrak, sağlama toplamı yok ... çünkü verileri ses yoluyla aktarmanın temellerini gösteren çok temel bir örnek istiyorum. Süslü olmaya gerek yok.
Bu bağlantıya göre Ses Frekansı Shift Anahtarlamayı kullanmayı denedim:
Lab 5 APRS (Otomatik Paket Raporlama Sistemi)
ve bazı sonuçlar aldım:
Github sayfam
ama yeterli değil. Saat kurtarma, senkronizasyon, nasıl yapılacağını bilmiyorum (bağlantının zamanlama kurtarma mekanizması olarak bir Faz Kilitli Döngüsü vardır, ancak görünüşe göre yeterli değildi).
Bence daha basit bir yaklaşım bulmalıyım. Burada bir bağlantı bulundu:
Ses ve geri veri. Kaynak kodu ile modülasyon / demodülasyon
ancak OP cevapta önerilen yöntemi uygulamadı, bu yüzden çok karmaşık olabileceğinden korkuyorum. Ayrıca cevapta önerilen kod çözme yöntemini açıkça anlamıyorum:
Kod çözücü biraz daha karmaşıktır, ancak bir taslak:
İsteğe bağlı olarak, örneklenen sinyali 11Khz civarında bant geçiren filtre. Bu, gürültülü bir ortamda performansı artıracaktır. FIR filtreleri oldukça basittir ve filtreyi sizin için oluşturacak birkaç çevrimiçi tasarım uygulaması vardır.
Sinyali eşleştirin. 1/2 maksimum genliğin üzerindeki her değer, aşağıdaki her değer 1'dir. Bu, tüm sinyali örneklediğinizi varsayar. Bu gerçek zamanlı ise, sabit bir eşik seçer veya bir süre boyunca maksimum sinyal seviyesini izlediğiniz bir tür otomatik kazanç kontrolü yaparsınız.
Nokta veya çizgi başlangıcı için tarama yapın. Örnekleri bir nokta olarak değerlendirmek için nokta noktanızda muhtemelen en az belirli sayıda 1 görmek istersiniz. Ardından, bunun bir tire olup olmadığını görmek için taramaya devam edin. Mükemmel bir sinyal beklemeyin - 1'lerinizin ortasında birkaç 0 ve 0'larınızın ortasında birkaç 1 göreceksiniz. Çok az gürültü varsa, "açık" süreleri "kapalı" sürelerden ayırmak oldukça kolay olmalıdır.
Sonra yukarıdaki işlemi tersine çevirin. Kısa çizgi görürseniz, tamponunuza 1 bit itin, bir nokta sıfıra itti.
Bir nokta olarak sınıflandırmadan önce kaç tane 1 olduğunu anlamıyorum, ... Şu anda anlamadığım birçok şey var. İşlemi anlayabilmem için lütfen verileri ses yoluyla iletmek için basit bir yöntem önerin. Çok teşekkür ederim :)
GÜNCELLEME:
Ben (biraz) operasyonel gibi görünen bazı Matlab kodu yaptık. İlk önce Genlik kaydırma anahtarlamasını (örnekleme frekansı 48000 Hz, F_on = 5000 Hz, bit hızı = 10 bit / s) kullanarak sinyali modüle ederim, sonra bir başlık ve bir bitiş dizisi ile ekleyin (elbette bunları da modüle edin). Üstbilgi ve bitiş sırası geçici olarak seçildi (evet bir hack'ti):
header = [0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1];
end_seq = [1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1];
Sonra onları sesle iletiyorum ve akıllı telefonumla kaydettim. Sonra kaydedilen sesi bilgisayarıma geri gönderiyorum, sesi okumak için başka bir kod parçası kullanıyorum. Daha sonra, başlangıç ve sonu bulmak için alınan sinyali (henüz demodüle edilmemiş) modüle edilmiş başlık ve bitiş sekansı ile ilişkilendirdim. Bundan sonra sadece ilgili sinyali alıyorum (korelasyon bölümünde bulunan başından sonuna kadar). Sonra dijital veri bulmak için demodüle ve örnek. İşte 3 ses dosyası:
"DigitalCommunication_ask": Buraya bağlantı "Dijital iletişim" metnini gönderir. Başlangıçta ve sonunda bazı arka plan gürültülerini duyabilmenize rağmen nispeten gürültüsüz. Ancak sonuç sadece "Dijital Commincatio" gösterdi
"HelloWorld_ask": Buraya bağlantı "Merhaba dünya" metnini gönderir. "DigitalCommunication_ask" gibi gürültü yok. Ancak bunun sonucu doğruydu
"HelloWorld_noise_ask": Buraya bağlantı "Merhaba dünya" metnini gönderir. Ancak yaptığım bazı gürültü var (iletim sırasında sadece rastgele şeyler "A, B, C, D, E, ...." dedim). Maalesef bu başarısız oldu
Gönderenin kodu (sender.m):
clear
fs = 48000;
F_on = 5000;
bit_rate = 10;
% header = [0 0 1 0 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 ];
% header = [0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ];
header = [0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1];
% end_seq = [1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1];
% end_seq = [1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 ];
% end_seq = [0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0];
end_seq = [1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1];
num_of_samples_per_bit = round(fs / bit_rate);
modulated_header = ask_modulate(header, fs, F_on, bit_rate);
modulated_end_seq = ask_modulate(end_seq, fs, F_on, bit_rate);
% input_str = 'Ah';
input_str = 'Hello world';
ascii_list = double(input_str); % https://www.mathworks.com/matlabcentral/answers/298215-how-to-get-ascii-value-of-characters-stored-in-an-array
bit_stream = [];
for i = 1:numel(ascii_list)
bit = de2bi(ascii_list(i), 8, 'left-msb');
bit_stream = [bit_stream bit];
end
bit_stream = [header bit_stream end_seq];
num_of_bits = numel(bit_stream);
bandlimited_and_modulated_signal = ask_modulate(bit_stream, fs, F_on, bit_rate);
sound(bandlimited_and_modulated_signal, fs);
Alıcı için (alıcı.m):
clear
fs = 48000;
F_on = 5000;
bit_rate = 10;
% header = [0 0 1 0 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 ];
% header = [0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ];
header = [0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1];
% end_seq = [1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1];
% end_seq = [1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 ];
% end_seq = [0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0];
end_seq = [1 1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1];
modulated_header = ask_modulate(header, fs, F_on, bit_rate);
modulated_end_seq = ask_modulate(end_seq, fs, F_on, bit_rate);
% recObj = audiorecorder(fs,8,1);
% time_to_record = 10; % In seconds
% recordblocking(recObj, time_to_record);
% received_signal = getaudiodata(recObj);
% [received_signal, fs] = audioread('SounddataTruong_Ask.m4a');
% [received_signal, fs] = audioread('HelloWorld_noise_ask.m4a');
% [received_signal, fs] = audioread('HelloWorld_ask.m4a');
[received_signal, fs] = audioread('DigitalCommunication_ask.m4a');
ereceived_signal = received_signal(:)';
num_of_samples_per_bit = round(fs / bit_rate);
modulated_header = ask_modulate(header, fs, F_on, bit_rate);
modulated_end_seq = ask_modulate(end_seq, fs, F_on, bit_rate);
y= xcorr(modulated_header, received_signal); % do cross correlation
[m,ind]=max(y); % location of largest correlation
headstart=length(received_signal)-ind+1;
z = xcorr(modulated_end_seq, received_signal);
[m,ind]=max(z); % location of largest correlation
end_index=length(received_signal)-ind+1;
relevant_signal = received_signal(headstart + num_of_samples_per_bit * numel(header) : end_index - 1);
% relevant_signal = received_signal(headstart + num_of_samples_per_bit * numel(header): end);
demodulated_signal = ask_demodulate(relevant_signal, fs, F_on, bit_rate);
sampled_points_in_demodulated_signal = demodulated_signal(round(num_of_samples_per_bit / 2) : num_of_samples_per_bit :end);
digital_output = (sampled_points_in_demodulated_signal > (max(sampled_points_in_demodulated_signal(:)) / 2));
% digital_output = (sampled_points_in_demodulated_signal > 0.05);
% Convert to characters
total_num_of_bits = numel(digital_output);
total_num_of_characters = total_num_of_bits / 8;
first_idx = 0;
last_idx = 0;
output_str = '';
for i = 1:total_num_of_characters
first_idx = last_idx + 1;
last_idx = first_idx + 7;
binary_repr = digital_output(first_idx:last_idx);
ascii_value = bi2de(binary_repr(:)', 'left-msb');
character = char(ascii_value);
output_str = [output_str character];
end
output_str
Modülasyon kodu ASK (ask_modulate):
function [bandlimited_and_modulated_signal] = ask_modulate(bit_stream, fs, F_on, bit_rate)
% Amplitude shift keying: Modulation
% Dang Manh Truong (dangmanhtruong@gmail.com)
num_of_bits = numel(bit_stream);
num_of_samples_per_bit = round(fs / bit_rate);
alpha = 0;
d_alpha = 2 * pi * F_on / fs;
A = 3;
analog_signal = [];
for i = 1 : num_of_bits
bit = bit_stream(i);
switch bit
case 1
for j = 1 : num_of_samples_per_bit
analog_signal = [analog_signal A * cos(alpha)];
alpha = alpha + d_alpha;
end
case 0
for j = 1 : num_of_samples_per_bit
analog_signal = [analog_signal 0];
alpha = alpha + d_alpha;
end
end
end
filter_order = 15;
LP_filter = fir1(filter_order, (2*6000)/fs, 'low');
bandlimited_analog_signal = conv(analog_signal, LP_filter,'same');
% plot(abs(fft(bandlimited_analog_signal)))
% plot(bandlimited_analog_signal)
bandlimited_and_modulated_signal = bandlimited_analog_signal;
end
Demodülasyonu ASK (ask_demodulate.m) (Temelde sadece Hilbert dönüşümünü kullandığım zarf algılama)
function [demodulated_signal] = ask_demodulate(received_signal, fs, F_on, bit_rate)
% Amplitude shift keying: Demodulation
% Dang Manh Truong (dangmanhtruong@gmail.com)
demodulated_signal = abs(hilbert(received_signal));
end
Lütfen söyle bana neden çalışmıyor? Çok teşekkür ederim
