从音频信号中提取二进制数据流

Question

我在音频流中有二进制数据，我想对其进行解码。 这是 Audacity 的示例屏幕截图：

似乎每毫秒都有一个新的数据位。 这也意味着数据以1000 Hz 和 1000 的波特率进行编码。

我还可以看出每个数据包有 20 位（意味着传输需要 20 毫秒）加上 3 毫秒的高信号。 这意味着数据包每 23 毫秒重新发送一次。

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所以问题是，我如何将其转换为二进制文件？ 手动完成并这样做是不可能的 - 除非，也就是说，你愿意这样做:)

Answer 1

这是称为开关键控 (OOK) 的数字调制的典型案例。

解码 OOK 相当容易：应用截止频率略低于 1/符号周期的低通滤波器，抽取其输出，以便每个符号持续时间只能获得 1 个值，然后使用实验发现的阈值来决定什么是0 和什么是 1。

如果您想真正精确，您可能需要找到确切的符号持续时间和符号开始时间。 这是一个经典的同步问题——在你的情况下，似乎发送方确保在每个符号转换时都有一个尖锐的边缘，所以对你的信号进行高通滤波，你会得到一个时钟信号，你可以用它来调整一个重采样器，然后将调整进入解码器的信号的采样率（如上所述）。

有一个很好的框架可以做到这一点； GNU Radio带有实现这一目标所需的所有构建块，它有一个活跃的社区，有一个 GUI 可以帮助您开发信号处理应用程序，如果您不在信号处理链中使用图形可视化，那么生成的应用程序非常便携，高度优化，并带有很多示例。