蓝牙传输协议和音频编码

规格
HSP(手机规格)– 提供手机(移动电话)与耳机之间通信所需的基本功能。
HFP(免提规格)– 在 HSP 的基础上增加了某些扩展功能,原来只用于从固定车载免提装置来控制移动电话。
A2DP(高级音频传送规格)– 允许传输立体声音频信号。(相比用于 HSP 和 HFP 的单声道加密,质量要好得多)

编码
SBC(Sub-band coding,子带编码)
是最早的蓝牙音频编码,也是 A2DP(Advanced Audio Distribution Profile,蓝牙音频传输协议)协议强制规定的编码格式,所有的蓝牙设备都会支持这个协议。SBC 最主要的问题就在于比特率较低、压缩率较高,带来的问题就是传输过程中损失细节,导致音乐听感变差。这一编码可以说是最为原始的蓝牙编码了,早期使用蓝牙耳机听歌音质很差,也正因为此。

ACC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)
由 Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony 等公司共同开发,目的是取代 MP3 格式,看参与研发的公司名字就可以知道,其中杜比、Sony 都是音频大厂,确保了 AAC 有着不错的音质表现。一般来说,同样的码率下,AAC 的听感会优于 MP3。资源方面,Apple 提供了较大的 AAC 音频,因此在苹果的设备中,包括 iPhone,有着广泛的运营。

aptX(aptX、aptX LL、aptX HD、aptX Adaptive)– 高通
是一种基于子带 ADPCM(SB-ADPCM)技术的数字音频压缩算法,由 CSR 公司推进并发展,并命名为 aptX。本质上,aptX 和上面 SBC、AAC 一样,也是一种音频编码格式,但是因为其低延时性,渐渐在蓝牙传输领域表现出其出色的一面。后因 CSR 被高通收购,宣传名称一般为 Qualcomm aptX,得益于高通的大力宣传,aptX 在安卓手机里面得到了大力的推广。
aptX LL,即 aptx Low Latency,它的主要特点就是低延时,延迟可以达到 40ms 以下,而人耳可以感受到的延迟极限是 70ms,能够达到 40ms 基本就等于感觉不到延迟。
aptX HD 则主打高清音频,它基于经典 aptX 增加了通道,支持 24 bit 48KHz 的音频格式,传输速率大幅增加,并且有着更低的信噪比和更少的失真,提供 “优于 CD” 的聆听体验,可以让你在使用无线蓝牙设备的时候,也能享受无与伦比的聆听体验。
aptX Adaptive,就如同它名字一样,自适应,集成了 aptX LL 与 aptX HD,可以按需自动进行切换。

LDAC– 索尼
是由索尼推出的无线音频编码技术,在 2015 年 CES 展上亮相,索尼非常粗暴地提高了信道,传输速率最高可达 990kbps,相比 SBC 编码高出三倍多,可以说是目前无线传输中最接近无损编码的方式。2017 年,索尼正式将 LDAC 技术开发给了 Android 8.0 系统,此后,LDAC 在安卓领域大放光彩。

LHDC(Low-Latency Hi-Definition Audio Codec)– 盛微
是一种基于 A2DP 蓝牙协议下所开发的高音质蓝牙编解码器,由中国台湾厂商 SAVITECH 盛微先进科技所拥有。允许通过速度最高达 900kbit/s 的蓝牙连接传输 24bit/96kHz 的串流音频(也称高分辨率音频)。 LHDC 也继 Sony 的 LDAC 协定之后,成为日本音响协会认证的第二个达 Hi-Res Audio Wireless 标准的蓝牙高音质标准。相较 LDAC 会先把原始音讯进行升/降频到 24bit/96kHz 的模式,LHDC 则可依照原始取样率输出,减少 SRC 过程的延迟。

HWA(HiRes Wireless Audio)– 华为
华为在 P20 系列发布会上,首次提出了 HWA(HiRes Wireless Audio)高音质蓝牙协定,这也是继 aptX HD 、LDAC 之后,业界的第三个蓝牙高音质协定。HWA 是基于一项名为 LHDC 的编码协定,提供三种码率模式,分别是 400kbps 、500kbps/560kbps 与 900kbps。华为同时宣布,这项蓝牙高清传输协议将免费授权给其他需要的手机厂商,并且也有众多知名厂商加入进来。但近期已经有很少设备支持 HWA,后续再持观看时态了。

CSR(Cambridge Silicon Radio)
是目前名列前茅的蓝牙芯片设计和销售公司,主要产品为无线电、蓝牙芯片、音讯处理与定位芯片。2015 年被高通公司收购。

Bluetooth vs. 2.4GHz

一、2.4GHz 无线技术(2.4g 非联网解决方案),是一种短距离无线传输技术,工作在 2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段(在大部分国家免授权、免费使用,因此在无线领域得到了广泛的应用),双向传播,抗干扰性强,传输距离远(短距离无线技术范围),耗电少的优点,在 2.4G 设备不工作时,2.4G 发射设备还会处于休眠状态,使耗电量大为降低,理论上传输距离也达到了几十米。

二、Bluetooth(蓝牙)技术,这是一种基于 2.4G 技术的无线传输协议,由于采用的协议不同,所以有区别于其它 2.4G 技术而被称之为蓝牙技术。由于蓝牙耳机的这种得天独厚的优点,所以大部分的蓝牙无线设备它不需要设置发射机,而则仅有蓝牙耳机这个接收机就可以工作,使用成本得到降低;其次,蓝牙耳机保密性佳,这点是有 2.4G 的频率特性所决定的,它意味着不容易造成跳频、谐波而被窃听。

三、2.4G 产品必须配备接收器,如今 2.4G 无线鼠标都配备了一个 nano 接收器;而蓝牙鼠标则无需接收器,只需共用任何带蓝牙功能的产品即可实现连接操作。最重要的是,2.4G 无线鼠标的接收器,只能是一对一工作模式;而蓝牙模块却可以实现一对多的工作模式。优点也是缺点,2.4G 技术产品连接快速,蓝牙技术产品则需要配对,但是 2.4G 技术产品又必须多一个 USB 接口,还有其它等等各有优缺点。目前采用蓝牙技术的产品主要为蓝牙耳机,蓝牙音响等。2.4G 技术产品主要为无线键鼠等。

Bluetooth vs. Wi-Fi(IEEE 802.11)

一、蓝牙和 Wi-Fi(使用 IEEE 802.11 标准的产品的品牌名称)有些类似的应用:设置网络、打印、或传输文件。Wi-Fi 主要是用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆的。这类应用有时也称作无线局域网(WLAN)。蓝牙主要是用于便携式设备及其应用的。这类应用也被称作无线个人域网(WPAN)。蓝牙可以替代很多应用场景中的便携式设备的线缆,在能够应用于一些固定场所,如智能家庭能源管理(如恒温器)等。

二、Wi-Fi 和蓝牙的应用在某种程度上是互补的。Wi-Fi 通常以接入点为中心,通过接入点与路由网络里形成非对称的客户机-服务器连接。而蓝牙通常是两个蓝牙设备间的对称连接。蓝牙适用于两个设备通过最简单的配置进行连接的简单应用,如耳机和遥控器的按钮,而 Wi-Fi 更适用于一些能够进行稍复杂的客户端设置和需要高速的应用中,尤其像通过存取节点接入网络。但是,蓝牙接入点确实存在,而且 Wi-Fi 的点对点连接虽然不像蓝牙一般容易,但也是可能的。Wi-Fi Direct 是最近开发的、为 Wi-Fi 添加了类似蓝牙的点对点功能。