C# 如何通过声卡提高文件传输的比特率？

我只需要用声卡传输文件

到目前为止，我的算法是基于振幅移位键控（ASK）

发射机：
程序将调制数据写入WAV文件
只需在位为1时写入“噪声”（创建波形），否则写入“静音”（0振幅）。
静音和噪声的采样数是预定义的，并且在这两种情况下相等

接收者：
程序开始记录并等待高于预定义噪声阈值的样本
一旦检测到噪声，它将记录的样本解调为WAV文件，直到检测到“结束信号”

协议：

第一个字节是255，不是数据的一部分（通知接收者一个新文件）

然后写入数据（文件内容）

写入表示会话结束的4个预定义字节

每个位传输3次，因此在发生错误的情况下，它可以通过其他两个（ECC）猜测正确的位

我正在使用C#库处理WAV文件（录制、播放、写入、读取）

为了更好地理解，我在下面添加了一些代码，但我认为您可以省去麻烦，我只想知道算法中的缺陷以及如何改进它

发射机：

//creates file with 44.1kHz sample-rate and 1 channel.
mWaveFileWriter = new WaveFileWriter(tempFile, new WaveFormat(44100, 1));

....

// save to WAV file modulated data the contains bytesData
public void Modulate(byte[] bytesData)
{
    foreach (var dataByte in bytesData)
    {
         // return 8 bit representation of the byte
         bool[] binaryByte = ToBinary(dataByte);

         foreach (bool bit in binaryByte)
         {
             if (bit)
                SaveNoise();
             else
                SaveSilence();
         }
         mWaveFileWriter.Dispose();
    }
}

private void SaveSilence()
{
    for (int n = 0; n < mSamplesPerBit; n++)
    {
        mWaveFileWriter.WriteSample(0);
    }
}

private void SaveNoise()
{
    // writes SamplesPerBit samples
    for (int n = 0; n < mSamplesPerBit; n++)
    {
        float sample = (float)(mNoiseAmplitude * Math.Sin((2 * Math.PI * n * mFrequency) / mWaveFileWriter.WaveFormat.SampleRate));
        mWaveFileWriter.WriteSample(sample);
    }
 }

接收人：

WaveInEvent mWaveIn = new WaveInEvent();
mWaveIn.WaveFormat = new WaveFormat(44100, 1);
mWaveIn.DataAvailable += mWaveIn_DataAvailable;

....

void mWaveIn_DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
{
    // since it's 16bit sampling, I normalize each 2 bytes to samples of range (-1.0f) - 1.0f.
    float[] samples = ToSamples(e.Buffer);

    ...   // saves data, process it etc...
}

我并没有全部写出来，但基本上接收器会寻找

8*SamplesPerBit

噪声样本。 （它通过将样本与“噪波阈值”进行比较来确定样本是否有噪波）。 然后保存所有其他数据，直到检测到结束信号。 最后，它将内容保存到一个文件中

问题是为了让它正常工作，我需要SamplesPerBit至少为100。因为每秒有44100个样本，所以它大约每秒写入441位
由于我的数据量增加了三倍，总的来说，它不到20字节/秒

我需要能够以至少1KB/秒的速度传输数据

任何关于如何提高比特率的建议都将非常有用

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我想用FSK（振幅保持不变，频率变化），用，但我不认为那样会更快（可能更不容易出错）。

你的方法有问题

• 过长的静音或过长的噪音可能导致流不同步
• 例如，传输100MB的零，最终解码的位计数可能不同
• 这可以通过偶尔的同步信号来修复
• 您使用的噪声不容易正确检测（因此传输速度慢）
• 在音频硬件上，沿途有电容器，因此直流信号被破坏
• 所以使用直流信号的代码是毫无疑问的，但还有很多其他的，所以

如果您不一定要问，那么还有许多其他编码的可能性，对此有更好的选择：

调频

• 例如，0为22050Hz，1为44100Hz
• 每个位可以编码为几个周期（至少2个）
• 此外，有时还需要一些同步信号（例如11025Hz，每分钟10个周期）

PCM

• 例如，44100Hz的4个脉冲为1
• 44100hz的2个脉冲为0
• 所有位之间有2段静默时间
• 这不需要任何额外的同步信号

您还可以添加启动信号

• 一些明显的频率和精确的数据前停顿
• 您还可以在数据之前添加某种类型的标题
• 所以接收器知道需要多少数据
• 或者，如果您想进行实验，可以使用哪种编码

[附注]

• 您可以用脉冲计数或频率进行实验
• 我给你的设置是快速的，仍然应该工作
• 但是您应该测试错误率，并将其配置为与您的硬件设置相匹配
• 要安全识别频率，您至少需要2个周期
• 对嘈杂的环境更是如此

WaveInEvent mWaveIn = new WaveInEvent();
mWaveIn.WaveFormat = new WaveFormat(44100, 1);
mWaveIn.DataAvailable += mWaveIn_DataAvailable;

....

void mWaveIn_DataAvailable(object sender, WaveInEventArgs e)
{
    // since it's 16bit sampling, I normalize each 2 bytes to samples of range (-1.0f) - 1.0f.
    float[] samples = ToSamples(e.Buffer);

    ...   // saves data, process it etc...
}