通信建立的基础——耳机线上传输的信号

我们知道，耳机是用来听音乐，打电话的，既然是和声音相关的，那么耳机线上传输的就是音频信号，常见的音频信号一般都是在100Hz——10KHz左右的范围内，那么手机里面的音频输出系统（DA和音频功放）的幅频特性（也既带宽）一定也是在这个范围（这是本人的猜想，由于设备和仪器有限，没有进行系统的测试，有兴趣的朋友可以用相关的测试仪器测测），那么，既然有带宽，好家伙，我们就可以通过努力在这个频带内实现我们的通信信道了！另外值得提的一点是，耳机线上传输的音频信号是交流的！

下面我们来看看市面上常见的耳机座（公头）的引脚定义，android手机上用的耳机大多都是3.5mm的四芯座，在这四个芯中，分别是：地、左声道、右声道和线控开关（MIC），而这四芯的排列常见的有如下两种：

1、国家标准

2、国际标准

国际标准耳机座MIC和GND和国内标准是反的，其它的一样！

不难发现有了左右声道，向外设扩展头供电和发送数据就有了相应通信线路的支持，另外有了MIC这个打电话时输入说话的信号通道，那么手机接收数据也有了硬件通道的支持了！

三、如何调制数据

说到信号的调制解调，很多人都会想到收音机，没错，收音机之所以能听到千里之外的歌声，正是利用了电磁波作为传输媒介，将声源的信号通过特定的调制加载到电磁波上，然后传输到广阔的空间里的，无线电的调制有调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）三种，而调制又有模拟调制和数字调制之分，模拟调制就是把模拟信号（比如人说话的声音）直接加载到电磁波上，使得电磁波的某一特性随着声源的变化而变化；而数字调制是近现才发展起来的，特别是DSP（没错，就是数字信号处理）技术的发展，数字调制中的FM有2FSK(2进制调制)、4FSK（4进制调制）、8FSK（8进制调制）等等。

由于在数字系统中，使用的是0、1表示的二进制数据，在这里，我使用了2FSK来作为信号的调制。

3.1 何为2FSK

2FSK按字面的英语全称是：2(binary system) Frequency-shift keying（二进制频移键控），就是用二进制里的0、1来控制载波的频率，从而达到通信的目的！例如：我们用1ms长、1KHz的正弦信号来代表二进制里的1；用1ms长、2KHz的正弦来代表二进制里的0；那一连串的1KHz、2KHz的信号解调出来就是一连串的0和1，这样是不是达到了我们想要的二进制调制的目的了？

下面我们来看一张更加形像的gif动画图

3.2 android下实现2FSK（纯软件调制）

要实现2FSK，首先我们得在android系统下面获得一个基准的正弦信号发生器，有了这个基准的正弦信号发生器，只要给它一个二进制量（0 or 1），就可改变输出频率，从而达到我们想要的信号调制目的。

下面直接上图了，经过调制后的信号输出波形图：（黄色的是实际输出波型、红色方波是我后来P上去的对应二进制数据）

这是我定义的通信协议头的一部分是：0x5AA5

3.3 android下音频播放相关

android下音频播放的基本步骤如下：

①获取对应音频采样率下的最小缓冲区的大小

[java] view plaincopyprint?

public static int pwMinBufferSize = AudioTrack.getMinBufferSize(EncoderCore.getPowerSupplySamplerate(),
AudioFormat.CHANNEL_OUT_STEREO,
AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT);

②新建AudioTrack

[java] view plaincopyprint?

AudioTrack pwAT = new AudioTrack(AudioManager.STREAM_MUSIC,
EncoderCore.getPowerSupplySamplerate(),
AudioFormat.CHANNEL_OUT_MONO,
AudioFormat.ENCODING_PCM_8BIT,
pwMinBufferSize*2,
AudioTrack.MODE_STATIC);

③将缓冲区中的音频数据写入音频播放线程并设置左右声道音量等

[java] view plaincopyprint?

pwAT.write(carrierSignal, 0, EncoderCore.getPowerSupplyBufferSize());//写入音频数据
pwAT.flush();//刷新
pwAT.setStereoVolume(1, 0);//设置左右声道播放音量
pwAT.setLoopPoints(0, EncoderCore.getPowerSupplyBufferSize(), -1);//设置音频播放循环点
pwAT.play();//开始播放

这部分代码是左声道对外部扩展头进行供电的，所以要设置循环播放，如果是发送消息就不必循环了！
信号的调制就到这里，下一节将分享2FSK信号的解调。

示例源码下载地址：http://download.csdn.net/detail/xl19862005/5016843

最新变种版调制解调 apk

http://download.csdn.net/download/xl19862005/5333232