Python中的二進制相移鍵控

Question

我目前正在研究一些使用音頻轉換在激光器上傳輸消息/文件/和其他數據的代碼。我當前的代碼使用Python中binascii模塊的hexlify函數將數據轉換爲二進制，然後爲1發出一個音調，爲0發出一個不同的音調。這在理論上是有效的，儘管不是編碼/解碼的最快方式，但在測試中證明存在一些錯誤。

1. 產生未發現對音調，即：發射在150Hz可以變成是145-155Hz在接收端，這不是一個大問題，因爲我可以只設置在接收端的邊界更低或更高。

2. 真正的問題是，如果我發出一個音並且它被播放，接收端的計算機可能會多次讀取它，或根本不會根據它對採樣音頻進行採樣的速率來讀取它。我試圖以它採樣的速度播放這些音調，但這非常不方便。

總之，我已經有幾次使用短消息的成功運行，但由於上述問題，這是非常不可靠和不準確的。

我已經進一步研究了這個問題，對此的解決方案看起來可能涉及BPSK或二進制相移鍵控，儘管我不知道如何實現這一點。任何建議或代碼示例將不勝感激！

我的項目代碼可以找到here但我正在處理的主要文件是二進制解碼和編碼，它是here和here。我不是python的專家，所以請原諒我，如果我說的是錯誤的，我的代碼不是最好的，或者如果我忽略了一些基本的東西。

謝謝！ :-)

Answer 1

看看GNU Radio！

http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki

GNU Radio是一個項目做，軟件，無線信號傳輸或接收的儘可能多的可能。因爲廣播已經使用了相移鍵控，所以GNU Radio的人已經爲你解決了這個問題，而GNU Radio已經是一個Python項目！而複雜的DSP是用C++編寫的，因爲它的速度很快，但是爲了在Python中使用而封裝起來。

這是一個討論使用差分二進制相移鍵控（DBPSK）/差分正交相移鍵控（DQPSK）傳輸二進制數據（在本例中爲JPEG圖像）的項目的頁面。 Python源代碼可供下載。

http://www.wu.ece.ufl.edu/projects/softwareRadio/

我看你的項目是在MIT許可下。 GNU Radio在GPL3下，這對你來說可能是個問題。您需要弄清楚您是否可以使用GNU Radio，而無需將您的項目變爲派生工作，從而迫使您更改許可證。應該可以創建一個獨立的「發送守護程序」和一個獨立的「接收守護程序」，它們的源代碼都是GPL3，然後讓你的MIT代碼通過套接字或其他東西連接到它們。

順便說一句，我搜索一個發現的BPSK如何運作這個解釋得很清楚：

http://cnx.org/content/m10280/latest/

祝你好運！

Answer 2

在回答關於頻率的第一個問題：

看你的解碼器，我看你的採樣率是44100，你的塊大小爲2048。如果我讀這一權利，這意味着你的FFT的大小2048.這會使你的FFT bin大小在〜21hz。你有沒有試圖填充你的FFT？零填充FFT不會改變頻率，但會給您更好的分辨率。我確實看到你正在使用二次插值來改善你的頻率估計。我沒有使用過這種技術，所以我不熟悉你從中獲得的改進。也許在零填充和做二次插值之間的平衡會讓你獲得更好的頻率精度。另外，根據硬件進行發送和接收，頻率誤差可能是不同時鐘驅動A/D的結果 - 一個或兩個時鐘都不是精確的44100Hz。類似的東西可能會影響你在FFT輸出中看到的頻率。