【硬件】蓝牙音频协议

1. 无线音频传输的工作原理

在无线传输的过程中,音源设备首先将MP3、FLAC等音频文件还原为PCM格式。通过蓝牙音频编码转为蓝牙无线传输的文件,发送到音频设备段。将蓝牙无线传输的文件再次还原为PCM格式,之后转为模拟信号并放大,通过喇叭输出,能听到清晰、生动的声音
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蓝牙音频解码器包括SBC、AAC、AptX、LDAC和LHDC,采样率kHz、采样位数bit、传输码率kbps,以及传输延时ms。共同决定了蓝牙音频编解码器的性能和音质变现。参数包括采样率(kHz:每秒钟## 1. 无线音频传输的工作原理
在无线传输的过程中,音源设备首先将MP3、FLAC等音频文件还原为PCM格式。通过蓝牙音频编码转为蓝牙无线传输的文件,发送到音频设备段。将蓝牙无线传输的文件再次还原为PCM格式,之后转为模拟信号并放大,通过喇叭输出,能听到清晰、生动的声音在这里插入图片描述蓝牙音频解码器包括SBC、AAC、AptX、LDAC和LHDC,采样率kHz、采样位数bit、传输码率kbps,以及传输延时ms。共同决定了蓝牙音频编解码器的性能和音质变现。参数包括采样率(kHz:每秒钟对音频信号进行采样的次数,较高的采样率能更好地还原音频细节)、采样位数(bit:每个音频样本的位数,通常为16位、24、32位,较高的位深度能提供更大的动态范围和更好的音质)、传输码率(kpbs:指编解码器传输音频数据的速度,越高则音频质量越好)、传输延时(从源设备传输到接收设备所需的时间,低延时对游戏、视频、通话等场景有更优的体验)
此处,SBC(Subband Codec)编解码器是一种由蓝牙技术开发组织SIG开发的音频编码技术,用于A2DP(高级音频分发配置文件)音频配置文件。SBC最高支持16bit/44KHz音频,最高码率328kbps。
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AAC(Advanced Audio Coding)编解码器是一种由MPEG-4标准定义的有损音频压缩格式,由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony等公司共同开发。AAC最高可支持16bit/44KHz音频,最高码率576kbps。
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AptX编解码器是由Qualcomm高通开发的一种音频编码技术,基于不同的应用场景,衍生出了多个版本,包括AptX、AptX Adaptive、AptX HD、AptX Lossless、AptX Low Latency(LL)等,最高可支持24bit/96KHz音频,最高码率1Mbps。
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LDAC编解码器
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LHDC高清音频编解码器介绍
LHDC音频编解码器由盛微先进(Savitech Corp.)开发,该公司在模拟、混合信号和集成电路设计方面拥有着丰富的经验,可从Hi-Fi音频系统到手机等所有电子设备提供高质量音频,同时可为每种音频应用提供个性化的解决方案。

2. 交互过程中的事件处理

  1. 要捕获与响应机制通常包括几个方面:事件监听(设置监听器捕捉各种事件的发生)、处理(调用相应的事件处理程序来处理事件)、反馈(处理完事件后要给予适当的反馈)等
# 伪代码展示事件监听器结构
def setup_event_listener():event = get_next_event()  # 获取下一个事件if event.type == "TOUCH":handle_touch_event(event)  # 处理触摸事件elif event.type == "CLICK":handle_click_event(event)  # 处理点击事件# 其他事件处理...setup_event_listener()  # 重新监听事件
def handle_touch_event(event):# 处理触摸事件的逻辑...pass
def handle_click_event(event):# 处理点击事件的逻辑...pass # 开始事件监听
setup_event_listener()
  1. 蓝牙基本概念:
    1)从蓝牙4.0开始包含两个蓝牙芯片模块:传统/经典蓝牙模块(Classic Bluetooth,简称BT)和低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,简称BLE)
    BT:泛指蓝牙4.0以下的模块,一般用于数据量比较大的传输,如:语音、音乐、较高数据量传输等。经典蓝牙模块可再细分为:传统蓝牙模块和高速蓝牙模块。传统蓝牙模块在2004年推出,主要代表是支持蓝牙2.1协议的模块,在智能手机爆发的时期得到广泛支持。高速蓝牙模块在2009年推出,速率提高到约24Mbps,是传统蓝牙模块的八倍。传统蓝牙有3个功率级别,Class1,Class2,Class3,分别支持100m,10m,1m的传输距离
    经典蓝牙API如下:
    android.bluetooth
    .BluetoothA2dp 音频分发配置文件,高质量音频通过蓝牙连接和流式传输
    .BluetoothAdapter 本地蓝牙适配器,是所有蓝牙交互的入口,发现设备,查询配对设备,创建BluetoothServerSocket侦听其他设备
    .BluetoothAssignedNumbers
    .BluetoothClass 描述蓝牙设备的一般特征和功能,这是一组只读属性,设备类型提示
    .BluetoothDevice 远程蓝牙设备,与某个远程设备建立连接,查询设备信息,名称,地址,类和配对状态
    .BluetoothHeadset 提供蓝牙耳机支持,以便与手机配合使用,蓝牙耳机和免提配置文件
    .BluetoothHealth  控制蓝牙服务的健康设备配置文件代理
    .BluetoothHealthAppConfiguration 第三方蓝牙健康应用注册的应用配置,以便与远程蓝牙健康设备通信
    .BluetoothHealthCallback 实现 BluetoothHealth 回调的抽象类
    .BluetoothManager 
    .BluetoothProfile 蓝牙配置文件,蓝牙通信的无线接口规范
    .BluetoothServerSocket 服务端监听,连接RFCOMM通道(类似TCP ServerSocket)
    .BluetoothSocket 建立RFCOMM通道,蓝牙Socket接口(类似TCP Socket),通过InputStream和OutputStream与其他设备传输数据
    
    BLE:泛指蓝牙4.0或更高的模块,低功耗技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,因为BLE技术采用非常快速的连接方式,因此平时可以处于“非连接”状态(节省能源),此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路(每次最多传输20字节)。低功耗蓝牙无功率级别,一般发送功率在7dBm,一般在空旷距离,达到20m应该是没有问题
    BLE设备分为两种设备: 客户端(也叫主机/中心设备/Central), 服务端(也叫从机/外围设备/peripheral)
    客户端的核心类是 BluetoothGatt
    服务端的核心类是 BluetoothGattServer 和 BluetoothLeAdvertiser
    BLE数据的核心类是 BluetoothGattCharacteristic 和 BluetoothGattDescriptor
    
  2. 经典案例和代码
  1. 1

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