[发明专利]一种声波通信的编码、解码的方法与装置

说明书

本发明披露了一种声波通信的调频编码方法，包括步骤：拆分待编码数据，得到若干个数据单元；对一数据单元，将与该数据单元相对应的基准频率与频率偏移量相加，得到用于调制该数据单元的调制频率；使用所述调制频率对该数据单元进行调制，生成数据波形。本发明还披露了相应的解码方法以及编解码装置，通过频率偏移操作解决反射波的干扰，并通过使用多组频率编码有效提升了数据的可靠性。

技术领域

本发明涉及通信编解码技术领域，更具体地涉及一种声波通信的编码、解码的方法及其装置。

背景技术

目前声波通信已经在iOS和android等电子设备应用系统中得到了广泛普及，其具体应用有支付宝的声波支付，小米快传等。声波通信的原理其实比较简单，主要是用固定频率的声音信号对数据进行编码，然后播放这些固定频率的声音，接收方在采集到声音数据后，识别出其中包含的频率信息，然后根据频率解码出数据。比如：我们可以将频率为1000HZ的正弦波对应数字0，频率为1100HZ的正弦波对应数字1，频率为1200HZ的正弦波对应数字2。那么数字串2102就对应4段正弦波，规定每段正弦波持续50ms，则数字串2102对应200毫秒的声音段。接收方录制声音，对收到的声音进行解析，识别出1200HZ，1100HZ，1000HZ，1200HZ四段正弦波频率，然后查找码本，解码出的数字串就是2102。

在实现本发明的过程中，发明人发现，现有技术中以声波通信系统及用于该系统的通讯方法，采用了诸如双音多频(DTMF)等编码技术。由于双音多频技术最初是为电话系统而设计的，通过承载语音的模拟电话线传送电话拨号信息，并没有考虑到声波易受噪声干扰的问题，当直接应用到声波通信时，极易受到各种噪声的干扰，造成实际应用中数据传输的不可靠。现有应用中，声波的传输过程中碰到障碍物会进行反射，反射波与原始波叠加在一起，会对接收器的解码造成干扰。

发明内容

为此要解决的技术问题是提供一种具有高度可靠性和抗干扰能力的声波通信编码、解码的方法及装置。

为解决上述技术问题，我们采取的技术方案如下：

一种声波通信的编码方法，包括步骤：

获取若干个数据单元；

对一数据单元，将与该数据单元相对应的基准频率与频率偏移量相加，得到用于调制该数据单元的调制频率；

使用所述调制频率对该数据单元进行调制，生成数据波形。

进一步地，所述的声波通信的编码方法中，

拆分待编码数据，得到若干个数据单元；

所述频率偏移量通过以下步骤得到：

拆分待编码数据得到的每个数据单元对应一序号，将数据单元的序号对a取余数，将得到的余数与预设的单位偏移量相乘得到与该数据单元相对应的频率偏移量，所述a为大于或等于2的正整数。

进一步地，所述的声波通信的编码方法中，所述拆分待编码数据具体包括：以n比特为单元长度拆分待编码数据，其中n为正整数；

所述与数据单元相对应的基准频率的确定包括以下步骤：选择出2ⁿ个候选频率作为候选频率组；对每一数据单元，分别从候选频率组中选择一频率作为用于调制该数据单元的基准频率。

进一步地，所述的声波通信的编码方法中，所述2ⁿ个候选频率中，任意两个候选频率之间为非谐波关系；或者任意2个调制频率之间为非谐波关系。

进一步地，所述的声波通信的编码方法中，步骤“对一数据单元，将与该数据单元相对应的基准频率与频率偏移量相加，得到用于调制该数据单元的调制频率；使用所述调制频率对该数据单元进行调制，生成数据波形”具体为：