【硬件】藍牙音頻協議

1. 無線音頻傳輸的工作原理

在無線傳輸的過程中,音源設備首先將MP3、FLAC等音頻文件還原為PCM格式。通過藍牙音頻編碼轉為藍牙無線傳輸的文件,發送到音頻設備段。將藍牙無線傳輸的文件再次還原為PCM格式,之后轉為模擬信號并放大,通過喇叭輸出,能聽到清晰、生動的聲音
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藍牙音頻解碼器包括SBC、AAC、AptX、LDAC和LHDC,采樣率kHz、采樣位數bit、傳輸碼率kbps,以及傳輸延時ms。共同決定了藍牙音頻編解碼器的性能和音質變現。參數包括采樣率(kHz:每秒鐘## 1. 無線音頻傳輸的工作原理
在無線傳輸的過程中,音源設備首先將MP3、FLAC等音頻文件還原為PCM格式。通過藍牙音頻編碼轉為藍牙無線傳輸的文件,發送到音頻設備段。將藍牙無線傳輸的文件再次還原為PCM格式,之后轉為模擬信號并放大,通過喇叭輸出,能聽到清晰、生動的聲音在這里插入圖片描述藍牙音頻解碼器包括SBC、AAC、AptX、LDAC和LHDC,采樣率kHz、采樣位數bit、傳輸碼率kbps,以及傳輸延時ms。共同決定了藍牙音頻編解碼器的性能和音質變現。參數包括采樣率(kHz:每秒鐘對音頻信號進行采樣的次數,較高的采樣率能更好地還原音頻細節)、采樣位數(bit:每個音頻樣本的位數,通常為16位、24、32位,較高的位深度能提供更大的動態范圍和更好的音質)、傳輸碼率(kpbs:指編解碼器傳輸音頻數據的速度,越高則音頻質量越好)、傳輸延時(從源設備傳輸到接收設備所需的時間,低延時對游戲、視頻、通話等場景有更優的體驗)
此處,SBC(Subband Codec)編解碼器是一種由藍牙技術開發組織SIG開發的音頻編碼技術,用于A2DP(高級音頻分發配置文件)音頻配置文件。SBC最高支持16bit/44KHz音頻,最高碼率328kbps。
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AAC(Advanced Audio Coding)編解碼器是一種由MPEG-4標準定義的有損音頻壓縮格式,由Fraunhofer IIS、杜比實驗室、AT&T、Sony等公司共同開發。AAC最高可支持16bit/44KHz音頻,最高碼率576kbps。
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AptX編解碼器是由Qualcomm高通開發的一種音頻編碼技術,基于不同的應用場景,衍生出了多個版本,包括AptX、AptX Adaptive、AptX HD、AptX Lossless、AptX Low Latency(LL)等,最高可支持24bit/96KHz音頻,最高碼率1Mbps。
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LDAC編解碼器
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LHDC高清音頻編解碼器介紹
LHDC音頻編解碼器由盛微先進(Savitech Corp.)開發,該公司在模擬、混合信號和集成電路設計方面擁有著豐富的經驗,可從Hi-Fi音頻系統到手機等所有電子設備提供高質量音頻,同時可為每種音頻應用提供個性化的解決方案。

2. 交互過程中的事件處理

  1. 要捕獲與響應機制通常包括幾個方面:事件監聽(設置監聽器捕捉各種事件的發生)、處理(調用相應的事件處理程序來處理事件)、反饋(處理完事件后要給予適當的反饋)等
# 偽代碼展示事件監聽器結構
def setup_event_listener():event = get_next_event()  # 獲取下一個事件if event.type == "TOUCH":handle_touch_event(event)  # 處理觸摸事件elif event.type == "CLICK":handle_click_event(event)  # 處理點擊事件# 其他事件處理...setup_event_listener()  # 重新監聽事件
def handle_touch_event(event):# 處理觸摸事件的邏輯...pass
def handle_click_event(event):# 處理點擊事件的邏輯...pass # 開始事件監聽
setup_event_listener()
  1. 藍牙基本概念:
    1)從藍牙4.0開始包含兩個藍牙芯片模塊:傳統/經典藍牙模塊(Classic Bluetooth,簡稱BT)和低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy,簡稱BLE)
    BT:泛指藍牙4.0以下的模塊,一般用于數據量比較大的傳輸,如:語音、音樂、較高數據量傳輸等。經典藍牙模塊可再細分為:傳統藍牙模塊和高速藍牙模塊。傳統藍牙模塊在2004年推出,主要代表是支持藍牙2.1協議的模塊,在智能手機爆發的時期得到廣泛支持。高速藍牙模塊在2009年推出,速率提高到約24Mbps,是傳統藍牙模塊的八倍。傳統藍牙有3個功率級別,Class1,Class2,Class3,分別支持100m,10m,1m的傳輸距離
    經典藍牙API如下:
    android.bluetooth
    .BluetoothA2dp 音頻分發配置文件,高質量音頻通過藍牙連接和流式傳輸
    .BluetoothAdapter 本地藍牙適配器,是所有藍牙交互的入口,發現設備,查詢配對設備,創建BluetoothServerSocket偵聽其他設備
    .BluetoothAssignedNumbers
    .BluetoothClass 描述藍牙設備的一般特征和功能,這是一組只讀屬性,設備類型提示
    .BluetoothDevice 遠程藍牙設備,與某個遠程設備建立連接,查詢設備信息,名稱,地址,類和配對狀態
    .BluetoothHeadset 提供藍牙耳機支持,以便與手機配合使用,藍牙耳機和免提配置文件
    .BluetoothHealth  控制藍牙服務的健康設備配置文件代理
    .BluetoothHealthAppConfiguration 第三方藍牙健康應用注冊的應用配置,以便與遠程藍牙健康設備通信
    .BluetoothHealthCallback 實現 BluetoothHealth 回調的抽象類
    .BluetoothManager 
    .BluetoothProfile 藍牙配置文件,藍牙通信的無線接口規范
    .BluetoothServerSocket 服務端監聽,連接RFCOMM通道(類似TCP ServerSocket)
    .BluetoothSocket 建立RFCOMM通道,藍牙Socket接口(類似TCP Socket),通過InputStream和OutputStream與其他設備傳輸數據
    
    BLE:泛指藍牙4.0或更高的模塊,低功耗技術是低成本、短距離、可互操作的魯棒性無線技術,因為BLE技術采用非常快速的連接方式,因此平時可以處于“非連接”狀態(節省能源),此時鏈路兩端相互間只是知曉對方,只有在必要時才開啟鏈路,然后在盡可能短的時間內關閉鏈路(每次最多傳輸20字節)。低功耗藍牙無功率級別,一般發送功率在7dBm,一般在空曠距離,達到20m應該是沒有問題
    BLE設備分為兩種設備: 客戶端(也叫主機/中心設備/Central), 服務端(也叫從機/外圍設備/peripheral)
    客戶端的核心類是 BluetoothGatt
    服務端的核心類是 BluetoothGattServer 和 BluetoothLeAdvertiser
    BLE數據的核心類是 BluetoothGattCharacteristic 和 BluetoothGattDescriptor
    
  2. 經典案例和代碼
  1. 1

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