一种适合音频基带的抗干扰编解码方法技术

本发明专利技术一种适合音频基带的抗干扰编解码方法涉及信息处理技术，具体涉及一种室内小范围高精度的基于音频的信息交换系统。其具体方案如下：本信息交换系统由音频发射装置、移动终端以及服务器组成，音频发射装置设置在特定位置，用于发送预先调制好含有设备编码以及位置识别码的音频信号；移动终端上的既有麦克风用于接收音频并将其解码成设备编码和位置编码，通过移动网络发送至服务器，获取编码的服务器向移动终端即时推送位置服务信息。本发明专利技术的优点是，信息交换系统安全可靠防伪性高，移动终端用户可随时定位并获取周边服务信息，对于移动终端的硬件配置要求低，所有移动终端都可接收音频信号，音频发射装置建设费用低，适宜大规模推广普及。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适合于通讯速率要求不高场合的抗干扰简易编码方法，尤其适用于采用音频基带调制的场合。
技术介绍
在现实生活中，不是所有需要通讯的设备都具有无线或有线连接的可能，例如两台MP3之间是就不能直接进行有线和无线传输，如果我们试图在这两个设备之间建立数据传输通道，那么可行的方法是采用音频调制的方式来进行，因为这两个设备都具有音频的收、发功能，即音频播放和录音功能。类似的场景还有很多，例如在某些不适合或不允许采用无线电传输的场合实现遥控功能时，也需要用到音频调制方式进行数据传输。但音频数据传输的难度很大，最重要的问题是音频段存在大量的干扰信号，人的说话声音、机器设备的干扰噪音都会导致接收到的信号在解调之后存在着波形不规范问题，这需要找到一种合理的编码方法，以适应这种强干扰环境下的数据传输。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了消除这种音频调制方式在强干扰环境下的数据波形不规范的问题，而提供的一种新型的通信编码方法，能有效克服抗干扰能力差的缺点，保证了数据通信的有效性和可靠性。按照本专利技术提供的技术方案，这是一种具有抗干扰特性的简易编码方法，包括数据编码方法和数据解码方法:所述数据编码方法，数据0采用比例相等的高电平和低电平来表达，数据I也采用同样的表达方式，但数据I的长度比数据0的长度大50% ;数据帧的起始位也用一个固定长度的持续高电平和相同长度的低电平表示，但其持续时间长度大于数据I的两倍，结束位不设置。发送端的处理器通过软件程序将待发送数据帧用矩形波表示，并以OOK方式调制到一个音频频率的载波上；所述数据解码方法，接收端通过音频接收装置接收调制后的音频，并用软件完成解调和数据解码。在解码过程中，接收端以数据位0的时间长度的十分之一的速度进行过采样。例如数据0的时间周期为2ms，那么他的高电平和低电平周期将分别是1000US，采样周期将为lOOus。当发生音频干扰时，通常会在00K调制的停止期间(指调制载波停止时)内产生出较大的变化，我们采用的是有载波为高电平、无载波为低电平的方式进行调制，这样在解调时会在低电平中产生一些短暂的高电平干扰，本专利技术的变长编码的方式有效的解决了这种特定的干扰形式，在解调时，只要计算高电平和低电平的累计时间长度就可以很好的解决这个问题，因为数据0和数据I的时间长度是完全不同的。本专利技术的有益效果是，利用简单的数据编码方法实现了适合于干扰强烈的环境下的数据通讯。并且本专利技术的方法也同样适合音频调制之外的其他无线传输方式。【附图说明】图1为本专利技术的音频调制原理图；图2为本专利技术的数据位表示方法图；图3 —种被干扰的波形示例。【具体实施方式】如图1所示，发送端采用AT89C51单片机，并通过其P1.0端口实现一个调制输出，接收端采用一个手机麦克风接收。图2中:(a)是开始位和结束位的表示方法。(b)是数据位I的表示方法。(c)是数据位0的表示方法。下面结合附图和具体实施过程对本专利技术进一步说明。例如数据帧内容为(数据帧的形式可以是其它的类型,但各数据位的表示形式类似):开始位(I位)+数据位(64位)+截止位(I位)如图2所示，本专利技术用高低电平持续时间相等且总长等于4ms的矩形波表示开始位，如图2(a);用高、低电平持`续时间相等且总长等于2ms的矩形波表示数据位1，如图2(b);用高、低电平持续时间相等且总长等于2ms的矩形波表示数据位0，如图2(c);用高低电平持续时间相等且总长等于4ms的矩形波表示截至位如图2(a)。在任意一次通讯过程中，数据帧之间间隔超过10ms，以确保不会认错起始位和截止位。在接收端，程序通过软件方式实现数字解调，从而实现复原的矩形数据波形。但这些波形中包含了干扰信息。如图3所示，是一个典型的干扰数据，由于音频干扰的形式是在调制音频关闭期间容易受到干扰，所以干扰的表现形式是在低电平中“冒出” 一些宽度很小的高电平，为了剔除这些干扰数据，需要采取有针对性的的数据识别方法:只需要采用识别本次高电平开始和下一次高电平开始的时间间隔就可以准确得知数据是I还是0 了。为了能够精确的知道高电平的开始时间，防止一些偶然跳起的高电平的“毛刺”干扰，高电平的开始判断条件必须是满足一定的时间长度才判定。以图3为例，我们判断高电平持续时间长度大于200us才能确认是一次高电平的开始，就可以很好的解决高电平的误判问题。一个完整的数据接收的流程如下:1.判断是否存在一个长度大于1.5ms的连续高电平，如果存在这样的高电平转入3;2.转1，循环检测；3.等待Ims ;(检测到高电平后，意味着数据的起始位检测到了，等待Ims后开始数据接收)；4.定时计数器清零；5.高电平的持续时间是否达到200us ?达到转8 ；6.计数器 +1 ；7?转 5 ;8.记录高电平开始的时刻；9.和上一时刻的高电平的启示时间相减，时间长度在2ms±20%以内的话，记录为数据I，长度时间在lms±20%以内的话,记录为数据0 ;10.定时器的计数达到超时限制了吗？超时则转12 ;(定时器数值需要根据具体应用时的数据包长度来确认一个合理范围)；11.是否在4ms内未收到数据，未收到转12，否则转4 ；12.数据包接收结束。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于音频基带的，具有抗干扰特性的简易编解码方法，包括数据编码方法和数据解码方法，其特征是：所述数据编码方法，数据0采用比例相等的高电平和低电平来表达，数据1也采用同样的表达方式，但数据1的长度比数据0的长度大50％；数据帧的起始位也用一个固定长度的持续高电平和相同长度的低电平表示，但其持续时间长度大于数据1的两倍，结束位不设置。发送端的处理器通过软件程序将待发送数据帧用矩形波表示，并以OOK方式调制到一个音频频率的载波上；所述数据解码方法，接收端通过音频接收装置接收调制后的音频，并用软件完成解调和数据解码。

【技术特征摘要】
1.一种适用于音频基带的，具有抗干扰特性的简易编解码方法，包括数据编码方法和数据解码方法，其特征是: 所述数据编码方法，数据O采用比例相等的高电平和低电平来表达，数据I也采用同样的表达方式，但数据I的长度比数据O的长度大50% ;数据帧的起始位也用一个固定长度的持续高电平和相同长度的低电平表示，但其持续时间长度大于数据I的两倍，结束位不设置。发送端的处理器通过软件程序将待发送数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛洁明，曲映晖，
申请(专利权)人：上海君戈网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：