TWS耳机及相关蓝牙协议

TWS - True Wireless Stereo,即真正无线立体声

  • 优势:真无线结构;

  • 劣势:关键是蓝牙的传输方案不稳定:
    1、传输稳定性差,容易受到外界干扰;
    2、主副耳机信号不同步;
    3、音质差,蓝牙传输对音频进行了压缩;
    4、续航能力差,主耳机功耗大;

  • 主要功能
    音乐控制 语音唤醒、播放、暂停、上/下一首
    通话控制
    主从切换
    主动降噪 AI降噪
    入耳检测
    运动检测
    OTA升级
    触碰 单击、双击、长按

  • 应用到的蓝牙协议
    1、通话过程:
    建立HFP、SCO连接 CVSD语音解码方式
    HFP连接主要用来处理蓝牙语音连接的协议,通常用它来实现接听、挂断、拒接、语音拨号等功能
    SCO连接(同步)是一种双向的音频数据的传输链路,该链路只支持8K及16K单声道的音频数据,只能用于普通语音的传输,主要用来传输对时间要求很高的数据通信,可以录音也能播放
    ------> CVSD 话音编码 擅长处理丢失和被损坏的语音采样,即使比特错误率达到4%,CVSD编码的语音还是可听的。

    2、播音乐过程:
    建立A2DP连接 对应SBC编码方式
    A2DP(异步)是一种单向的高品质音频数据传输链路,通常用于播放立体声音乐。A2DP只能播放,能够采用耳机内的芯片来堆栈数据,达到声音的高清晰度,有A2DP的耳机就是蓝牙立体声耳机。声音能达到44.1kHz,一般的耳机只能达到8kHz。如果手机支持蓝牙,只要装载A2DP协议,就能使用A2DP耳机了
    ------> SBC A2DP强制规定的编码方式
    AVRCP 定义了蓝牙设备和audio/video控制功能通信的特点和过程。例:具体来说如果手机和一个蓝牙音箱设备连接上了,那么音箱可以控制手机播放/暂停/切歌以及获得手机上播放歌曲的信息,如专辑,歌名,歌手,时长等信息

  • 录音:通话过程中,
    声音数据从 耳机 到 电话 算法处理 前 和 后 的声音数据进行采集保存 tx uplink
    声音数据从 电话 到 耳机 算法处理 前 和 后 的声音数据进行采集保存 rx downlink

  • 手机和蓝牙耳机支持的主流音频编解码技术主要分为SBC、AAC、APTX、LHDC、LDAC/HWA五种类型。
    蓝牙音频编解码方式影响的是传输音频时是否损失部分音质,提高传输速度从而降低延迟。如果经常听的是MP3等压缩格式音乐时SBC、AAC、APTX协议的足以满足您的需求。对音质要求比较高的用户喜欢听无损音乐,此时需要 APTX HD、LHDC、HWA协议的才能体现出音乐和耳机的品质。
    1、SBC (Sub-band coding,子带编码)
    通用蓝牙解码方式,蓝牙耳机都支持,支持44khz/16bit的音频,最高码率是328kbps。
    2、AAC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)
    杜比实验室提供的技术,苹果系通用音频解码方案,支持44khz/16bit的音频,最高码率512kbps,音质好于SBC。
    3、APTX
    APTX是高通主推的蓝牙音乐编码技术,可分为四个版本:aptX普通版支持16bit/44.1kHz,最高码率352kbps。aptX Low Latency在普通版基础上降低延时(最低40毫秒)传输能力不变。aptX HD高清版支持hi-res级别(24bit/48kHz,最高码率576kbps)的音乐传输。aptX Adaptive自适应版,上述版本综合体,通过独特的技术自动调节最佳音质或低延迟。
    4、LHDC
    索尼研制的一项蓝牙传输技术,可传输3倍于普通蓝牙的数据,实现在蓝牙下播放无损音乐。主要特性是不转换原始的高质量音频,直接将高质量音频(最大24bit,96kHz)通过更高效的压缩算法在更宽的带宽上传输(最大990kbps,从质量优先到连接性优先有三个速率,分别是990、660、330)。LHDC根据延迟特性分为三个子版本(V1、V2、V3)。
    5、HWA(HiRes Wireless Audio)或LDAC
    HWA是华为主推蓝牙音频编码,基于LHDC的编码协议,支持96khz/24bit的音频,提供三种编码流量模式,分别是400kbps 、500kbps/560kbps与900kbps ,并可设定音讯延迟层级,高码率的HWA音质能达到CD级别,与LDAC不相上下。

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