Помехоустойчивое кодирование звукового сигнала, кодирование,звук,помехи,DTMF Опции

[devlater]

Здравствуйте.

Помогите пожалуйста определится с алгоритмом помехоустойчивого кодирования.

Ситуация следующая: есть некая последовательность числа (в виде текста), одно устройство кодирует и передает это значение в виде DTMF сигнала, через динамик.
Другое устройство принимает этот сигнал микрофоном на расстоянии, и декодирует его.

DTMF не отвечает требованиям надежной (и достоверной) передачи информации, по крайней мере в той среде, где мы это используем. А это, в свою очередь, передача информации в условиях уличного "незначительного" зашумления. Никто не измерял сколько dB, но тем не менее, вопрос в том, что от этого зашумления никак не уйти..

Так вот: информация в целом передается, но с очень большим количеством ошибок. Например передается строка 975398734343, а расшифровывается как 0075396673443 ...
Если снизить скорость передачи, убрать шумы и увеличить длительность воспроизведения сигнала, тогда распознает вообще без ошибок. Хотелось бы отметить, что все алгоритмы реализованы верно, как на передатчике, так и на приемнике. Технически в подробности вдаваться не буду, т.к. это не тема данного вопроса. Еще стоит добавить, что приемник иногда ложно срабатывает просто на посторонние шумы.

Собственно вопросы:

1) Как добиться максимально правильной передачи информации, по звуковому каналу? Напоминаю: от динамика к микрофону, другие варианты не рассматриваются.
2) Какие алгоритмы реализовать, для помехоустойчивого кодирования? Стоит отметить, что обычные CRC и т.д., не особо помогают..
3) Существуют ли реализации подобного рода? Стоит отметить, что DTMF не является обязательным способом, просто мы пошли по такому пути.. Возможно не верному..

Требования:

1) Максимально возможная скорость передачи данных, не в ущерб качеству распознавания сигнала.
2) Передача данных именно в обычной (звуковой) среде, от динамика к микрофону.
3) Реализация алгоритма помеха устойчивого кодирования.

p/s. Уже думал может можно увеличивать сигнал по частоте и считать, в определенный промежуток времени, по вектору нарастания звукового сигнала, - понимать, что пытается передать устройство. И CRC пытался применить.. Не помогает, процент верного распознавания в зашумленной среде, ну около 30. Помогите пожалуйста, хотя бы советом, куда копать, что сделать, как реализовать???

Заранее всем огромное спасибо!

Сообщение отредактировал devlater - Sep 24 2018, 21:31

[devlater]

Тогда скорее как я понимаю: AFSK - Digital Communication with Audio Frequency Shift Keying.

Можно своими словами о FEC?

1. Точно определить параметры шума среды. То есть определить критические случаи зашумления среды передачи. Для начала выйти на улицу с калиброванным микрофоном и посмотреть спектр частот уличного шума и его амплитуду.

Да, наверное придется так и сделать.

Опередив параметры среды передачи в худшем случае вы сможете выбрать частоты связи и необходимые уровни сигналов на выходе источника и на входе приемника.

Каким образом я смогу выбрать? По спектрограмме? Т.е. какие частоты меньше всего заняты, их и выбираем?

2. Уменьшайте пакет посылки и увеличивайте избыточность. Необходимо сильно увеличивать накладные расходы на передачу. Систем помехозащищенного кодирования много.

В том то и дело, что их много...

Проверить их действенность и выбрать лучший для вашего порименения - месяц времени.

Простите за прямолинейность, Вы предлагаете свои услуги (что я думаю нами было бы рассмотрено). Или я Вас не правильно понял?..

3. Пробуйте организовать связь на многих частотах. Потому как в один конкретный момент времени обычно преобладает шум какой-либо одной частоты.
Передали на одной частоте - перескочили на октаву вверх - передали на другой частоте - еще на октаву вверх.

Концепцию понял. Спасибо. Ориентировочно я о этом говорил и в своем вопросе, когда писал: "Уже думал может можно увеличивать сигнал по частоте и считать, в определенный промежуток времени, по вектору нарастания звукового сигнала, - понимать, что пытается передать устройство.". Вопрос в том, какой промежуток по времени воспроизведения одного сигнала выбрать? Еще не маловажный фактор это то, что оба устройства цифровые (как приемник так и передатчик), И нужно получается обращать внимание на битрейт как передаваемого, так и принимаемого сигналов. Ну на счет битрейта я могу сказать, что думаю не ниже 64 кбит/сек.

На стороне приемника сложили пакеты полученные на разных частотах в одну кучу и сравнили друг с другом. Мажоритированием выбрали верный.

Можно подробнее пожалуйста.

4. Увеличивать направленность излучателей и приемников.

Думаю с направленностью норм, т.к. приемник и передатчик, на расстоянии не более 1 метра, - это точно.

Есть параболические системы и системы органного типа. Увеличивают С/Ш очень значительно.

Тоже можно подробнее? И что Вы подразумеваете под аббревиатурой C/Ш?

Сообщение отредактировал devlater - Sep 25 2018, 05:58