تتوفر هذه المقالة أيضًا باللغة الإنجليزية

نظرًا للإنتاج الضخم للهواتف الذكية التي لا تحتوي على مقبس صوت 3.5 ملم ، أصبحت سماعات البلوتوث اللاسلكية الطريقة الرئيسية للكثيرين للاستماع إلى الموسيقى والتواصل في وضع سماعة الرأس.
لا يكتب مصنعو الأجهزة اللاسلكية دائمًا المواصفات التفصيلية للمنتج ، والمقالات حول صوت Bluetooth على الإنترنت متناقضة ، وأحيانًا غير صحيحة ، ولا تتحدث عن جميع الميزات ، وغالبًا ما تنسخ نفس المعلومات التي لا تتوافق مع الواقع.
دعنا نحاول معرفة البروتوكول ، وقدرات مكدسات نظام تشغيل Bluetooth ، وسماعات الرأس ومكبرات الصوت ، وبرامج ترميز Bluetooth للموسيقى والكلام ، ومعرفة ما يؤثر على جودة الصوت المنقول والتأخير ، ومعرفة كيفية جمع وفك تشفير المعلومات حول برامج الترميز المدعومة وإمكانيات الجهاز الأخرى.

TL ؛ DR :

• SBC - برنامج الترميز العادي
• تحتوي سماعات الرأس على موازن الصوت الخاص بها والمعالجة اللاحقة لكل برنامج ترميز بشكل منفصل
• aptX ليست جيدة كما تتحدث عنها الإعلانات
• LDAC - هراء التسويق
• جودة الكلام لا تزال ضعيفة
• يمكنك تضمين برامج تشفير الصوت في C في المتصفح من خلال تجميعها في WebAssembly عبر emscripten ، ولن يبطئوا كثيرًا.

موسيقى بلوتوث

يتم تعريف المكون الوظيفي للبلوتوث من خلال ملفات التعريف - مواصفات وظائف محددة. يتم إرسال موسيقى Bluetooth باستخدام ملف تعريف الإرسال الصوتي أحادي الاتجاه A2DP عالي الجودة. تم اعتماد معيار A2DP في عام 2003 ، ولم يتغير بشكل كبير منذ ذلك الحين.
في إطار الملف الشخصي ، يتم توحيد برنامج ترميز إلزامي واحد من التعقيد الحسابي المنخفض SBC ، تم إنشاؤه خصيصًا للبلوتوث ، و 3 برامج إضافية. يُسمح أيضًا باستخدام برامج الترميز غير الموثقة لتطبيقنا الخاص.

اعتبارًا من يونيو 2019 ، نحن في فكاهية xkcd مع 14 برنامج ترميز A2DP:

• SBC ← موحد في A2DP ، مدعوم من جميع الأجهزة
• طبقة MPEG-1/2 1/2/3 ← موحدة في A2DP: MP3 المشهور المستخدم في التلفزيون الرقمي MP2 ، و MP1 غير المعروف
• MPEG-2/4 AAC ← قياسي في A2DP
• ATRAC ← برنامج ترميز Sony القديم القياسي في A2DP
• LDAC ← برنامج الترميز الجديد من سوني
• aptX ← ترميز من 1988
• aptX HD ← مثل aptX ، ولكن مع خيارات ترميز مختلفة
• aptX Low Latency ← برنامج ترميز مختلف تمامًا ، لا يتم تنفيذ برنامج aptX مع مخزن مؤقت مخفض
• aptX Adaptive ← برنامج ترميز Qualcomm آخر
• FastStream ← برنامج ترميز كاذب ، تعديل SBC ثنائي الاتجاه
• HWA LHDC ← برنامج الترميز الجديد من Huawei
• أجهزة Samsung HD ← 2 مدعومة
• أجهزة Samsung Scalable ← 2 مدعومة
• أجهزة Samsung UHQ-BT ← 3 مدعومة

لماذا تحتاج برامج الترميز على الإطلاق ، تسأل ، متى يتوفر EDR في Bluetooth ، والذي يسمح لك بنقل البيانات بسرعات 2 و 3 ميجابت في الثانية ، و 1.4 ميجابت في الثانية كافية لجهاز PCM 16 بت غير مضغوط ثنائي القناة؟

نقل بيانات البلوتوث

هناك نوعان من نقل البيانات في Bluetooth: اتصال غير متزامن أقل (ACL) للإرسال غير المتزامن دون إنشاء اتصال ، واتجاه اتصال متزامن (SCO) للإرسال المتزامن مع التفاوض الأولي للتوصيل.
يتم الإرسال باستخدام مخطط لتقاسم الوقت واختيار قناة إرسال لكل حزمة على حدة (تردد - قفزة / تقسيم الوقت - دوبلكس ، FH / TDD) ، حيث يتم تقسيم الوقت إلى 625 ميكروثانية تسمى الفواصل الزمنية. يرسل أحد الأجهزة بأرقام متساوية ، والآخر بأرقام فردية. يمكن أن تشغل الحزمة المرسلة 1 أو 3 أو 5 فتحات ، اعتمادًا على حجم البيانات ونوع مجموعة الإرسال ، وفي هذه الحالة ينتقل جهاز واحد في فتحات زوجية وفردية حتى نهاية النقل. في المجموع ، يمكن استقبال وإرسال ما يصل إلى 1600 حزمة في الثانية ، إذا كان كل منها يشغل فتحة واحدة ، وكان كلا الجهازين يرسلان ويستقبلان شيئًا ما دون توقف.

2 و 3 ميجابت في الثانية لـ EDR ، والتي يمكن العثور عليها في الإعلانات وعلى موقع Bluetooth على الويب ، هي الحد الأقصى لمعدل نقل بيانات القناة لجميع البيانات بشكل إجمالي (بما في ذلك الرؤوس الفنية لجميع البروتوكولات التي يجب أن يتم تغليف البيانات فيها) ، في اتجاهين في نفس الوقت. ستختلف معدلات نقل البيانات الفعلية بشكل كبير.

لنقل الموسيقى ، يتم استخدام طريقة غير متزامنة ، دائمًا تقريبًا بمساعدة حزم مثل 2-DH5 و 3-DH5 ، والتي تحمل الحد الأقصى من البيانات في وضع EDR 2 ميجا بت في الثانية و 3 ميجا بت في الثانية ، على التوالي ، وتحتل 5 فتحات لقسم وقت البث.

تمثيل تخطيطي للإرسال باستخدام 5 فتحات بواسطة جهاز واحد وفتحة واحدة أخرى (DH5 / DH1):


نظرًا لمبدأ مشاركة الوقت ، نحن مضطرون للانتظار حتى 625 ميكروثانية بعد أن يتم إرسال الحزمة ، إذا كان الجهاز الثاني لا يرسل أي شيء لنا أو يرسل حزمة صغيرة ، والمزيد من الوقت إذا كان الجهاز الثاني يرسل في حزم كبيرة. إذا تم توصيل أكثر من جهاز واحد بالهاتف (على سبيل المثال ، سماعات الرأس ، والساعة وسوار اللياقة البدنية) ، فسيتم مشاركة وقت الإرسال بينهما جميعًا.

تحتاج الحاجة إلى تغليف الصوت في بروتوكولي النقل الخاصين L2CAP و AVDTP إلى 16 بايت من أقصى قدر ممكن من صوت الحمولة المنقولة.
1414 و 1429 كيلوبت / ثانية بالتأكيد ليست كافية لإرسال صوت غير مضغوط في الظروف الحقيقية ، مع نطاق 2.4 غيغاهرتز صاخبة والحاجة إلى نقل بيانات الخدمة. تتطلب سرعة 3 ميجابت في الثانية EDR قوة الإرسال وضوضاء الهواء ، لذلك ، حتى في وضع 3-DH5 ، من المستحيل إرسال PCM المريح ، وسوف تكون هناك مقاطعات قصيرة المدى باستمرار ، وسيعمل كل شيء على مسافة مترين فقط.
من الناحية العملية ، من الصعب إرسال حتى 990 كيلوبت / ثانية (LDAC 990 كيلوبت / ثانية).

العودة إلى برامج الترميز.

Sbc

برنامج الترميز مطلوب لجميع الأجهزة التي تدعم معيار A2DP. أفضل وأسوأ برنامج ترميز في نفس الوقت.



SBC هو برنامج ترميز بسيط وسريع حسابيًا ، مع نموذج بدائي نفسي صوتي (يتم إخفاء الأصوات الهادئة فقط) ، باستخدام تعديل شفرة النبض التكيفي (APCM).
توصي مواصفات A2DP باستخدام ملفين جانبيين للاستخدام: الجودة المتوسطة والجودة العالية.


يحتوي برنامج الترميز على العديد من الإعدادات التي تسمح لك بالتحكم في التأخير الخوارزمي ، وعدد العينات في كتلة ، وخوارزمية تخصيص البت ، ولكن في كل مكان تقريبًا يتم استخدام نفس المعلمات الموصى بها في المواصفات: ستيريو مشترك ، 8 نطاقات تردد ، 16 كتلة في إطار صوتي ، طريقة تخصيص بت الصوت .
يدعم SBC التغيير الديناميكي لمعلمة Bitpool ، مما يؤثر بشكل مباشر على معدل البت. إذا كان الراديو مسدودًا ، أو فُقدت الحزم ، أو كانت الأجهزة بعيدة ، يمكن لمصدر الصوت تقليل Bitpool حتى يتم تطبيع الاتصال.

تقوم الشركات المصنعة لمعظم سماعات الرأس بتعيين الحد الأقصى لقيمة معلمة Bitpool على 53 ، مما يحد من معدل البت إلى 328 كيلو بت في الثانية عند استخدام ملف التعريف الموصى به.
حتى إذا قامت الشركة المصنعة لسماعة الرأس بتعيين الحد الأقصى لقيمة Bitpool أعلى من 53 (تم العثور على هذه النماذج ، على سبيل المثال: Beats Solo³ ، JBL Everest Elite 750NC ، Apple AirPods ، يحدث أيضًا على بعض أجهزة الاستقبال ووحدات رأس السيارة) ، فلن تسمح معظم أنظمة التشغيل باستخدام معدلات البت الزائدة بسبب تعيين قيمة الحد الداخلية في مكدسات Bluetooth.
بالإضافة إلى ذلك ، تقوم بعض الشركات المصنعة بتعيين قيمة Bitpool قصوى منخفضة لبعض الأجهزة. على سبيل المثال ، بالنسبة لـ Bluedio T ، يبلغ 39 ، لـ Samsung Gear IconX - 37 ، والذي يعطي جودة صوت رديئة.

على الأرجح ، نشأت قيود مصطنعة من جانب مطوري مكدسات Bluetooth بسبب عدم توافق بعض الأجهزة ذات قيم Bitpool كبيرة أو ملفات تعريف غير نمطية ، حتى إذا أبلغوا عن دعمهم ، وعدد غير كاف من الاختبارات أثناء الاعتماد. كان من الأسهل على مؤلفي مكدسات Bluetooth تقييد أنفسهم للاتفاق على ملف تعريف موصى به ، بدلاً من إنشاء قواعد بيانات للأجهزة غير الصحيحة (على الرغم من أنهم يفعلون ذلك الآن لوظائف أخرى تعمل بشكل غير صحيح).

يخصص SBC ديناميكيًا بتات التكمية لنطاقات التردد ، التي تعمل على أساس منخفض إلى مرتفع بأوزان مختلفة. إذا تم استخدام معدل البت بأكمله للترددات المنخفضة والمتوسطة ، فسيتم "قطع" الترددات الأعلى (سيكون هناك صمت بدلاً من ذلك).

مثال SBC 328 كيلوبت في الثانية. أعلاه هو الأصلي ، أدناه هو SBC ، التبديل بين المسارات بشكل دوري. بالنسبة إلى الصوت ، يستخدم ملف الفيديو برنامج ترميز ضغط FLAC بدون فقدان. إن استخدام FLAC في حاوية mp4 لم يتم توحيده رسميًا ، لذلك ليس حقيقة أن متصفحك سيلعبه ، ولكن يجب أن يعمل في أحدث إصدارات سطح المكتب Chrome و Firefox. إذا لم يكن لديك صوت ، فيمكنك تنزيل الملف وفتحه في مشغل فيديو كامل.
ZZ Top - رجل يرتدي شارب

تظهر لحظة التبديل على مخطط الطيف: تقوم SBC بقطع الأصوات الهادئة بشكل دوري فوق 17.5 كيلوهرتز ، ولا تصدر بتات على الإطلاق للنطاق فوق 20 كيلوهرتز. يتوفر المخطط الطيفي الكامل بالنقر (1.7 ميغابايت).


لا أسمع الفرق بين الأصل و SBC على هذا المسار.

لنأخذ شيئًا جديدًا ونحاكي الصوت الذي كان سيحدث باستخدام سماعات Samsung Gear IconX مع Bitpool 37 (في الأعلى هي الإشارة الأصلية ، في الأسفل SBC 239 kbit / s ، الصوت في FLAC).
تساهل الذات الطائش - شاهد

أسمع طقطقة ، وتأثير ستيريو أقل و "قعقعة" غنائية غير سارة على ترددات عالية.

على الرغم من أنه يمكن تكوين SBC وبرنامج ترميز مرن للغاية لوقت الاستجابة المنخفض ، إلا أنه يوفر جودة صوت ممتازة بمعدلات بت عالية (452+ كيلوبت في الثانية) وهو جيد جدًا لمعظم الأشخاص على جودة عالية قياسية (328 كيلوبت في الثانية) ، بسبب أن معيار A2DP لا يحدد ملفات تعريف ثابتة (ويعطي توصيات فقط) ، يضع مطورو المكدسات قيودًا مصطنعة على Bitpool ، ولا يتم عرض معلمات الصوت المرسل في واجهة المستخدم ، ومصنعي سماعات الرأس أحرار في تعيين إعداداتهم الخاصة ولا يشيرون أبدًا إلى قيمة Bitpool تقنيًا نظرًا لخصائص المنتج ، يشتهر برنامج الترميز بجودة الصوت المنخفضة ، على الرغم من أن هذا لا يمثل مشكلة لبرنامج الترميز على هذا النحو.
تؤثر معلمة Bitpool بشكل مباشر على معدل البت داخل ملف تعريف واحد. يمكن أن تعطي نفس قيمة Bitpool 53 معدل بت 328 kbit / s مع ملف التعريف عالي الجودة الموصى به ، أو 1212 kbit / s مع قناة مزدوجة و 4 نطاقات تردد ، وهذا هو السبب في أن مؤلفي نظام التشغيل ، بالإضافة إلى القيود على Bitpool ، يضعون قيودًا وعلى معدل البت. كما أراه ، نشأ هذا الموقف بسبب خلل في معيار A2DP: كان من الضروري تنسيق معدل البت ، وليس Bitpool.

جدول الدعم لميزات SBC في أنظمة تشغيل مختلفة:
* ينخفض ​​Bitpool فقط ، ولكنه لا يزيد تلقائيًا ، في حالة تحسين ظروف الإرسال. لاستعادة Bitpool ، تحتاج إلى إيقاف التشغيل ، وانتظر بضع ثوانٍ وأعد تشغيل الصوت.
** تعتمد القيمة الافتراضية على إعدادات المكدس المحددة عند ترجمة البرنامج الثابت. في Android 8 / 8.1 ، يكون التردد إما 44.1 كيلوهرتز أو 48 كيلوهرتز فقط ، اعتمادًا على الإعدادات أثناء التجميع ، في الإصدارات الأخرى 44.1 كيلوهرتز و 48 كيلوهرتز مدعومة في نفس الوقت.
*** يمكن رفع قيمة Bitpool في Bluetooth Explorer.

aptX و aptX HD

aptX هو برنامج ترميز بسيط وسريع حسابيًا ، بدون صوتيات نفسية ، باستخدام تعديل شفرة النبض التفاضلي التكيفي ( ADPCM ). ظهر حوالي عام 1988 (تاريخ إيداع براءة الاختراع مؤرخ في فبراير 1988) ، قبل البلوتوث كان يستخدم بشكل رئيسي في المعدات الصوتية اللاسلكية المهنية ، ISDN ، دور السينما. مملوكة حاليًا من قبل شركة كوالكوم ، وتتطلب الترخيص والعوائد. اعتبارًا من 2014: 6000 دولار في المرة الواحدة و 1 دولارًا أمريكيًا لكل جهاز ، لدفعات تصل إلى 10000 جهاز ( المصدر ، ص 16).
aptX و aptX HD هما نفس برنامج الترميز ، مع ملفات تعريف ترميز مختلفة.

يحتوي برنامج الترميز على معلمة واحدة فقط - اختيار تردد أخذ العينات. ومع ذلك ، هناك اختيار لعدد / وضع القنوات ، ولكن في جميع الأجهزة المعروفة لي (أكثر من 70 قطعة) يتم دعم Stereo فقط.

* تتطلب الإصدارات السابقة لـ 7 تعديل مكدس Bluetooth. يتم دعم برنامج الترميز فقط إذا قامت الشركة المصنعة لجهاز Android بترخيص Qualcomm لاستخدام برنامج الترميز (إذا كان نظام التشغيل يحتوي على مكتبات ترميز).

يقسم aptX الصوت إلى 4 نطاقات تردد ويقيسها بنفس العدد من البتات بشكل مستمر: 8 بت من 0-5.5 كيلوهرتز ، 4 بت من 5.5-11 كيلوهرتز ، 2 بت من 11-16.5 كيلوهرتز ، 2 بت من 16.5-22 كيلوهرتز ( أرقام لتردد أخذ العينات 44.1 كيلوهرتز).

مثال aptX-audio (في الأعلى هي إشارة المصدر ، في الأسفل aptX ، مخططات الطيف للقنوات اليسرى فقط ، الصوت في FLAC):

أصبحت الترددات العلوية أكثر احمرارًا قليلاً ، ولكن لم يُسمع فرق.

نظرًا للتوزيع الثابت لبتات التكمية ، لا يمكن لبرنامج الترميز "نقل البتات" إلى الترددات التي تحتاجها بشدة. على عكس SBC ، فإن aptX لن "تقطع" الترددات ، ولكنها ستضيف ضوضاء تكمية لها ، مما يقلل النطاق الديناميكي للصوت.

يجب ألا يؤخذ في الاعتبار أن استخدام بتتين على سبيل المثال يقلل النطاق الديناميكي إلى 12 ديسيبل: يسمح لك ADPCM باستخدام ما يصل إلى 96 ديسيبل من النطاق الديناميكي حتى عند استخدام وحدتي بتات ، ولكن فقط مع إشارة محددة.
يخزن ADPCM الفرق في التمثيل الرقمي بين العينة الحالية والعينة التالية ، بدلاً من كتابة القيمة المطلقة ، كما هو الحال في PCM. هذا يسمح لك بتقليل متطلبات عدد البتات المطلوبة لتخزين نفس المعلومات (بدون خسارة) أو نفسها تقريبًا (مع وجود خطأ تقريب صغير نسبيًا). لتقليل أخطاء التقريب ، يتم استخدام جداول المعامل.
عند إنشاء برنامج الترميز ، قام المؤلفون بحساب معاملات ADPCM على مجموعة من ملفات الموسيقى الصوتية. كلما اقتربت الإشارة الصوتية من مجموعة الموسيقى التي بنيت عليها الجداول ، قلت أخطاء التكمية (الضجيج) aptX.

ولهذا السبب ، ستؤدي الاختبارات الاصطناعية دائمًا إلى نتائج أسوأ من الموسيقى. لقد قدمت مثالًا اصطناعيًا خاصًا حيث تعرض aptX نتائج ضعيفة - موجة جيبية 12.4 كيلوهرتز (أعلاه هي الإشارة الأصلية ، أدناه هي aptX. صوت في FLAC. خفض الصوت!):

الرسم البياني للطيف:


الضوضاء مسموعة بشكل واضح.

ومع ذلك ، إذا تم إنشاء جيب جيبي بسعة أصغر بحيث يكون أكثر هدوءًا ، فستصبح الضوضاء أيضًا أكثر هدوءًا ، مما يشير إلى نطاق ديناميكي واسع:



لسماع الفرق بين المقطوعة الموسيقية الأصلية والمقطوعة المضغوطة ، يمكنك عكس إحدى الإشارات وإضافة المسارات كل قناة على حدة. هذا النهج ، بشكل عام ، غير صحيح ، ولن يعطي نتيجة معقولة مع برامج الترميز الأكثر تعقيدًا ، ولكن على وجه التحديد بالنسبة لـ ADPCM فهو مناسب تمامًا.
الفرق بين الأصل و aptX
يبلغ الفرق بين متوسط ​​الجذر التربيعي للإشارات -37.4 ديسيبل ، وهو ليس كثيرًا لمثل هذه الموسيقى المضغوطة.

aptX HD

aptX HD ليس برنامج ترميز مستقل - إنه ملف ترميز محسن لترميز aptX. أثرت التغييرات على عدد البتات المخصصة لتشفير نطاقات التردد: 10 بتات لـ 0-5.5 كيلوهرتز ، 6 بتات لـ 5.5-11 كيلوهرتز ، 4 بتات لـ 11-16.5 كيلوهرتز ، 4 بتات لـ 16.5-22 كيلوهرتز (أرقام 44.1 كيلوهرتز).

* تتطلب الإصدارات السابقة لـ 7 تعديل مكدس Bluetooth. يتم دعم برنامج الترميز فقط إذا قامت الشركة المصنعة لجهاز Android بترخيص Qualcomm لاستخدام برنامج الترميز (إذا كان نظام التشغيل يحتوي على مكتبات ترميز).

أقل شيوعًا من aptX: يبدو أنه يتطلب ترخيصًا منفصلاً من Qualcomm ورسوم ترخيص منفصلة.

دعنا نكرر المثال بموجة جيبية 12.4 كيلوهرتز:


أفضل بكثير من aptX ، ولكن لا يزال صاخبًا.

الكمون المنخفض

لا يعد إصدار Low Latency من aptX برنامج ترميز مستقل ، ولكنه يختلف فقط في إعدادات التأخير والمخزن المؤقت المستخدمة على جانب جهاز الصوت. والباقي مجرد aptX.
تم تصميم برنامج الترميز لنقل الصوت التفاعلي مع الكمون المنخفض (الأفلام والألعاب) ، حيث لا يمكن ضبط تأخير الصوت برمجيًا. يتوفر تطبيق البرنامج كسائق Dell لشرائح Intel Bluetooth . يدعم أيضًا أجهزة الإرسال وأجهزة الاستقبال وسماعات الرأس ومكبرات الصوت ، ولكن ليس الهواتف الذكية.

Aac

AAC ، أو الترميز الصوتي المتقدم ، هو برنامج ترميز معقد حسابيًا مع نموذج صوتي نفسي خطير. يستخدم على نطاق واسع للصوت على الإنترنت ، والثاني الأكثر شعبية بعد MP3. يتطلب الترخيص والعوائد: 15000 دولار في المرة الواحدة (أو 1000 دولار للشركات التي يعمل بها أقل من 15 موظفًا) + 0.98 دولارًا مقابل أول 500000 جهاز ( المصدر ).
يتم ترميز برنامج الترميز كجزء من مواصفات MPEG-2 و MPEG-4 ، وعلى عكس سوء الفهم ، لا ينتمي إلى Apple.

* فقط على الأجهزة التي يدفع مصنعوها حقوق الملكية

. يستخدم iOS و macOS أفضل برنامج تشفير Apple AAC حتى الآن ، مما يوفر أعلى جودة صوت ممكنة. يستخدم Android ثاني أعلى ترميز Fraunhofer FDK AAC ، ولكن يمكن استخدام العديد من الأجهزة المضمنة في النظام الأساسي (SoC) ، مع جودة ترميز غير معروفة.وفقًا لاختبارات SoundGuys الأخيرة، فإن جودة تشفير AAC بواسطة هواتف Android المختلفة مختلفة تمامًا:معظم أجهزة الصوت اللاسلكية لـ AAC لها معدل بت بحد أقصى 320 كيلوبت في الثانية ، وبعضها يدعم 256 كيلوبت في الثانية فقط. معدلات البت الأخرى نادرة للغاية.توفر AAC جودة ممتازة بسرعة 320 و 256 كيلوبت في الثانية ولكنها تخضع لـ



فقدان الترميز التسلسلي للمحتوى المضغوط بالفعل ، ومع ذلك ، من الصعب سماع أي اختلافات مع الأصل على iOS بمعدل بت 256 كيلوبت في الثانية حتى مع العديد من الترميزات المتتالية ، مع ترميز واحد ، على سبيل المثال ، MP3 320 كيلوبت في الثانية في AAC 256 كيلوبت في الثانية يمكن إهماله.
كما هو الحال مع برامج ترميز Bluetooth الأخرى ، يتم فك تشفير أي موسيقى أولاً ، ثم ترميزها بواسطة برنامج الترميز. عند الاستماع إلى الموسيقى بتنسيق AAC ، يتم فك تشفيرها أولاً عن طريق نظام التشغيل ، ثم ترميزها في AAC مرة أخرى ، لإرسالها عبر Bluetooth. يعد ذلك ضروريًا لخلط العديد من تدفقات الصوت ، على سبيل المثال ، الموسيقى وإشعار رسالة جديدة. iOS ليس استثناء. على الإنترنت ، يمكنك العثور على العديد من الادعاءات بأن موسيقى AAC في iOS لا يتم تحويلها عند إرسالها عبر البلوتوث ، وهذا غير صحيح.

يحتوي معيار AAC على العديد من الامتدادات لطريقة التشفير القياسية. واحد منهم - Scalable To Lossless (SLS) - موحد للبلوتوث ويسمح لك بنقل الصوت دون فقدان (فقدان). للأسف ، على الأجهزة الحقيقية ، لم يتم العثور على دعم التوسع. الامتداد لتقليل تأخير الإرسال AAC-LD (تأخير بطيء) غير قياسي للبلوتوث.

MP1 / 2/3

تتكون برامج الترميز لعائلة MPEG-1/2 الجزء 3 من ملفات MP3 المعروفة والمستخدمة على نطاق واسع ، MP2 الأقل شيوعًا (يستخدم بشكل رئيسي في التلفزيون الرقمي والراديو) ، و MP1 غير معروف تمامًا.

لا يتم دعم برامج الترميز القديمة MP1 و MP2 على الإطلاق: لم أتمكن من العثور على أي سماعات رأس ولا مكدس Bluetooth واحد يقوم بترميزها أو فك تشفيرها.
يدعم بعض سماعات الرأس فك تشفير MP3 ، ولكن لا يتم دعم الترميز على أي مجموعة من أنظمة التشغيل الحديثة. يبدو أن مكدس BlueSoleil الخاص بجهة خارجية لنظام التشغيل Windows يمكنه الترميز إلى MP3 إذا قمت بتغيير ملف التكوين يدويًا ، ولكن التثبيت الخاص بي يؤدي إلى BSoD على Windows 10. الخلاصة - لا يمكن استخدام برنامج الترميز بالفعل لصوت Bluetooth.
في وقت سابق ، في 2006-2008 ، قبل توزيع معيار A2DP في الأجهزة ، استمع الناس إلى موسيقى MP3 على سماعة Nokia BH-501 من خلال برنامج MSI BluePlayer ، الذي كان متاحًا على Symbian و Windows Mobile. في ذلك الوقت ، سمحت بنية نظام تشغيل الهاتف الذكي بالوصول إلى العديد من الوظائف ذات المستوى المنخفض ، وفي Windows Mobile كان من الممكن تمامًا تثبيت مكدسات Bluetooth التابعة لجهات خارجية.

انتهت صلاحية أحدث براءة اختراع لبرنامج ترميز MP3 ، ولا يتطلب استخدام برنامج الترميز إتاوات اعتبارًا من 23 أبريل 2017.

إذا تم أخذ أطول براءة اختراع مدرجة في المراجع المذكورة أعلاه كإجراء ، فقد أصبحت تقنية MP3 خالية من البراءات في الولايات المتحدة في 16 أبريل 2017 عندما انتهت صلاحية براءة الاختراع الأمريكية 6،009،399 ، التي تحتفظ بها وتديرها تكنيكولور.

: www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm/prod/audiocodec/audiocodecs/mp3.html

LDAC

برنامج الترميز Hi-Res الجديد والمُشجع من سوني ، ويدعم معدلات أخذ العينات حتى 96 كيلو هرتز ودقة 24 بت ، بمعدل بت يصل إلى 990 كيلو بت في الثانية. تم الإعلان عنه على أنه برنامج ترميز صوتي ، كبديل لبرنامج ترميز Bluetooth الحالي. لديها وظيفة التعديل التكيفي لمعدل البت ، اعتمادًا على ظروف الراديو.

يتم تضمين برنامج تشفير LDAC ( libldac ) في حزمة Android القياسية ، لذلك يتم دعم الترميز على أي هاتف ذكي يعمل بنظام Android ، بدءًا من الإصدار 8 من نظام التشغيل. أجهزة فك ترميز البرامج غير متاحة مجانًا ، ولا يمكن الوصول إلى مواصفات برنامج الترميز لعامة الناس ، ومع ذلك ، للوهلة الأولى في جهاز التشفير ، الجهاز الداخلي مشابه لـ ATRAC9- برنامج الترميز Sony المستخدم في PlayStation 4 و Vita: كلاهما يعمل في نطاق التردد ، ويستخدم تحويل جيب التمام المنفصل المعدل (MDCT) والضغط باستخدام خوارزمية Huffman.
يستخدم LDAC التقسيم إلى 12 أو 16 نطاق تردد: يُستخدم 12 للتردد 44.1 و 48 كيلوهرتز و 16 للتردد 88.2 و 96 كيلوهرتز.

يتم تمثيل دعم LDAC بشكل حصري تقريبًا بواسطة سماعات Sony. توجد أحيانًا القدرة على فك تشفير LDAC على سماعات الرأس و DACs من الشركات المصنعة الأخرى ، ولكن نادرًا جدًا.



يضر تسويق LDAC كبرنامج ترميز Hi-Res بمكونه الفني: من الغباء إنفاق معدل البت على إرسال ترددات غير مسموعة بواسطة الأذن البشرية وزيادة عمق البت ، طالما أنه لا يكفي لنقل جودة القرص المضغوط (44.1 / 16) بدون خسارة. لحسن الحظ ، يحتوي برنامج الترميز على وضعين للتشغيل: إرسال الأقراص المضغوطة ونقل Hi-Res-audio. في الحالة الأولى ، يتم إرسال 44.1 كيلو هرتز / 16 بت فقط عبر الهواء.

نظرًا لأن أداة فك ترميز برنامج LDAC غير متاحة مجانًا ، فمن المستحيل اختبار برنامج الترميز بدون أجهزة إضافية تقوم بفك ترميز LDAC. وفقًا لاختبار LDAC على DAC من خلال دعمه ، والذي تم توصيله بواسطة مهندسي SoundGuys.com عبر خرج رقمي وتسجيل الصوت المنبعث على إشارات الاختبار ، يوفر LDAC 660 و 990 كيلو بت في الثانية في وضع جودة القرص المضغوط نسبة إشارة إلى ضوضاء أفضل قليلاً من نسبة aptX عالي الدقة هذه نتيجة جيدة. المصدر: www.soundguys.com/ldac-ultimate-bluetooth-guide-20026 الدعم LDAC معدل بت الديناميكي لمحات تعيين - من 138 كيلوبت / ثانية إلى 990 كيلوبت الشخصية / ثانية، ولكن بقدر ما أستطيع أن أحكم، وتستخدم في الروبوت موحدة فقط 303 / 606/909 و 330/660/990 كيلوبت / ثانية.

برامج الترميز الأخرى

لا يتم استخدام برامج ترميز A2DP الأخرى على نطاق واسع. دعمهم إما غائب تمامًا تقريبًا ، أو متاح فقط على طرز معينة من سماعات الرأس والهواتف الذكية.
لم يتم استخدام برنامج الترميز ATRAC المعياري في A2DP مطلقًا كبرنامج ترميز Bluetooth حتى من قبل سوني نفسها ، كما أن برامج الترميز Samsung HD و Samsung Scalable و Samsung UHQ-BT لديها دعم محدود جدًا من أجهزة الإرسال والاستقبال ، كما أن HWA LHDC جديد جدًا ويدعم فقط ثلاثة (؟) من الأجهزة.

دعم برنامج ترميز الصوت

لا تنشر جميع الشركات المصنعة معلومات دقيقة حول برامج الترميز التي تدعم بعض سماعات الرأس اللاسلكية ومكبرات الصوت وأجهزة الاستقبال أو أجهزة الإرسال. يحدث أحيانًا أن دعم برنامج ترميز معين هو فقط للإرسال ، ولكن ليس للاستقبال (ذو صلة بمستقبلات جهاز الإرسال والإرسال المدمجة) ، على الرغم من أن الشركة المصنعة تدعي ببساطة أنها "مدعومة" ، دون تعليقات (أفترض أن الترخيص المنفصل لأجهزة التشفير وفك التشفير لبعض برامج الترميز هو السبب ) في أرخص الأجهزة ، قد لا تجد دعم aptX المعلن عنه على الإطلاق.

لسوء الحظ ، في واجهات معظم أنظمة التشغيل ، لا يتم عرض برنامج الترميز المستخدم في أي مكان. تتوفر معلومات عن ذلك فقط في Android ، بدءًا من الإصدار 8 و macOS. ومع ذلك ، حتى في أنظمة التشغيل هذه ، سيتم عرض برامج الترميز التي تدعم كلاً من الهاتف / الكمبيوتر وسماعات الرأس.

كيفية معرفة برامج الترميز التي يدعمها الجهاز؟ الخيار الأكثر موثوقية هو تسجيل وتحليل تفريغ حركة المرور مع معلمات التفاوض A2DP!
يمكن القيام بذلك على Linux و macOS و Android. على Linux ، يمكنك استخدام Wireshark أو hcidump ، وعلى macOS يمكنك استخدام Bluetooth Explorer ، وعلى Android يمكنك استخدام وظيفة حفظ تفريغ HCI Bluetooth القياسية ، والتي تتوفر في أدوات المطورين. سوف تتلقى ملف تفريغ btsnoop ، والذي يمكن تنزيله إلى محلل Wireshark.
انتبه: يمكنك الحصول على التفريغ الصحيح فقط من خلال الاتصال من الهاتف / الكمبيوتر بسماعات الرأس / مكبر الصوت (بغض النظر عن مدى مضحك يبدو)! يمكن أن تنشئ سماعات الرأس بشكل مستقل اتصالًا بالهاتف ، وفي هذه الحالة ستطلب قائمة من برامج الترميز من الهاتف ، وليس العكس. للتأكد من تسجيل التفريغ الصحيح ، قم أولاً بفصل الاقتران بالجهاز ، ثم أثناء تسجيل التفريغ ، قم بإقران الهاتف بسماعات الرأس.

استخدم فلتر العرض التالي لتصفية حركة المرور غير ذات الصلة:

btavdtp.signal_id 

نتيجة لذلك ، يجب أن تشاهد شيئًا مشابهًا:


في كل نقطة من الأمر GetCapabilities ، يمكنك النقر فوق الخصائص التفصيلية لبرنامج الترميز والاطلاع عليها.


لا يعرف Wireshark جميع معرّفات برنامج الترميز ، لذا يجب فك تشفير بعض برامج الترميز يدويًا ، بالنظر إلى جدول المعرّف أدناه:

 Mandatory: 0x00 - SBC Optional: 0x01 - MPEG-1,2 (aka MP3) 0x02 - MPEG-2,4 (aka AAC) 0x04 - ATRAC Vendor specific: 0xFF 0x004F 0x01 - aptX 0xFF 0x00D7 0x24 - aptX HD 0xFF 0x000A 0x02 - aptX Low Latency 0xFF 0x00D7 0x02 - aptX Low Latency 0xFF 0x000A 0x01 - FastStream 0xFF 0x012D 0xAA - LDAC 0xFF 0x0075 0x0102 - Samsung HD 0xFF 0x0075 0x0103 - Samsung Scalable Codec 0xFF 0x053A 0x484C - Savitech LHDC 0xFF 0x000A 0x0104 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for AAC 0xFF 0x000A 0x0105 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for MP3 0xFF 0x000A 0x0106 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for aptX 

لمعرفة ما إذا كان جهازك يدعم سرعات EDR 3 ميجا بت في الثانية ، يمكنك التصفية:

 bthci_evt.code==0x0b 

لكي لا أقوم بتحليل مقالب النفايات يدويًا ، قمتُ بخدمة لتحليل كل شيء تلقائيًا: btcodecs.valdikss.org.ru

بالنسبة إلى Windows ، هناك أداة Bluetooth Tweaker بسيطة ولكنها مفيدة ، والتي تعرض ، من بين أمور أخرى ، برامج الترميز الحالية والمدعومة.
في Linux ، يمكنك أيضًا استخدام برنامج avinfo المتضمن مع BlueZ.

مقارنة بين برامج الترميز. أي برنامج ترميز أفضل؟

لكل برنامج ترميز مزاياه وعيوبه.
تستخدم aptX و aptX HD ملفات تعريف مشفرة لا يمكن تغييرها دون تعديل برنامج التشفير وفك الشفرة. لا يمكن للشركة المصنعة للهاتف ولا الشركة المصنعة لسماعة الرأس تغيير معدل البت أو معاملات ترميز aptX. يوفر مالك برنامج الترميز ، كوالكوم ، مشفرًا مرجعيًا في شكل مكتبة. هذه الحقائق هي النقطة القوية لـ aptX - أنت تعرف مسبقًا جودة الصوت التي ستحصل عليها ، دون أي "استثناءات".

على العكس من ذلك ، يحتوي SBC على العديد من المعلمات القابلة للتكوين ، ومعدل البت الديناميكي (يمكن لبرنامج التشفير تقليل معلمة bitpool إذا تم تحميل الراديو) ، ولا يحتوي على رموز ثابتة ، ولكن فقط "متوسط ​​الجودة" و "جودة عالية" الموصى بها ، والتي تمت إضافتها إلى مواصفات A2DP في 2003 عام. "الجودة العالية" ليست عالية جدًا بالمعايير الحديثة ، ومعظم مكدسات البلوتوث لا تسمح باستخدام المعلمات بشكل أفضل من ملف التعريف "عالي الجودة" ، على الرغم من عدم وجود قيود فنية لذلك.
لا تحتوي Bluetooth SIG على مشفر مرجع SBC في شكل مكتبة ، ويقوم المصنعون بتطبيقه بأنفسهم.
هذه هي نقاط الضعف في SBC - ليس من الواضح أبدًا ما جودة الصوت المتوقعة من جهاز معين. يمكن لـ SBC إنتاج جودة صوت منخفضة وعالية جدًا ، ولكن هذا الأخير لا يمكن تحقيقه دون تعطيل أو تجاوز القيود الاصطناعية لمكدسات Bluetooth.

الوضع مع AAC غامض: من ناحية ، يجب أن يمنح برنامج الترميز نظريًا جودة لا يمكن تمييزها عن الأصل ، ولكن الممارسة ، بناءً على اختبارات مختبر SoundGuys على أجهزة Android المختلفة ، لا تؤكد ذلك. على الأرجح ، الخطأ هو على أجهزة ترميز الصوت منخفضة الجودة مضمنة في شرائح الهاتف المختلفة. من المنطقي استخدام AAC فقط على أجهزة Apple ، وفي Android يقتصر على aptX و LDAC.

المعدات التي تدعم برامج الترميز البديلة ، كقاعدة عامة ، ذات جودة أعلى ، ببساطة لأنه بالنسبة للأجهزة منخفضة الجودة رخيصة للغاية ، لا معنى لدفع رسوم الترخيص لاستخدام برامج الترميز هذه. وفقًا لاختباراتي ، يبدو SBC جيدًا جدًا على المعدات عالية الجودة.

لقد صنعت خدمة ويب ترميز الصوت في SBC و aptX و aptX HD في الوقت الحقيقي ، مباشرة في المتصفح. باستخدامه ، يمكنك اختبار برامج الترميز الصوتية هذه دون نقل الصوت فعليًا عبر Bluetooth ، على أي سماعات رأس سلكية ومكبرات صوت وموسيقاك المفضلة ، بالإضافة إلى تغيير إعدادات التشفير مباشرة أثناء تشغيل الصوت:
btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-encoder
تستخدم الخدمة مكتبات ترميز SBC من مشروع BlueZ و libopenaptx من ffmpeg ، والتي يتم تجميعها في WebAssembly و JavaScript من C ، عبر emscripten ، للتنفيذ في مستعرض. من يستطيع أن يحلم بمثل هذا المستقبل!

إليك ما يبدو عليه:

يرجى ملاحظة كيف يتغير مستوى الضوضاء بعد 20 كيلو هرتز لمختلف برامج الترميز. لا توجد ترددات أعلى من kHz 20 في ملف MP3 الأصلي.

جرّب تبديل برامج الترميز وتقييم ما إذا كنت تسمع الفرق بين الصوت الأصلي ، و SBC 53 Joint Stereo (الوضع القياسي والأكثر شيوعًا) ، و aptX / aptX HD.

أسمع الفرق بين برامج الترميز في سماعات الرأس !

يدعي الأشخاص الذين لا يسمعون الفرق بين برامج الترميز أثناء الاختبار من خلال خدمة ويب أنهم يسمعونها عند الاستماع إلى الموسيقى في سماعات الرأس اللاسلكية. للأسف ، هذه ليست مزحة أو تأثير وهمي: الفرق مسموع حقًا ، ولكن لا ينتج عن الاختلافات في برامج الترميز .

تم تجهيز الغالبية العظمى من شرائح صوت Bluetooth المستخدمة في استقبال الأجهزة اللاسلكية بمعالج إشارة رقمية (DSP) ، والذي يطبق معادلًا ، ووسيطًا ، وموسعًا استريوًا وأشياء أخرى مصممة لتحسين (أو تغيير) الصوت. يمكن لمصنعي أجهزة Bluetooth تكوين DSP لكل برنامج ترميز بشكل منفصل ، وعند التبديل بين برامج الترميز ، يعتقد المستمع أنه يسمع الفرق في برامج الترميز عندما يستمع بالفعل إلى إعدادات DSP المختلفة.


ناقل الصوت كاليمبا DSP في رقائق CSR / Qualcomm


تنشيط وظائف DSP المختلفة لكل برنامج ترميز وإخراج بشكل منفصل

تم تجهيز بعض أجهزة الجزء المتميز ببرنامج يسمح لك بتكوين معلمات DSP ، ولكن معظم سماعات الرأس الأرخص لا تحتوي على هذه الميزة ، ولا يمكن للمستخدمين إيقاف تشغيل الصوت بعد المعالجة باستخدام الوسائل العادية.

ميزات الجهاز

تحتوي النسخة الحديثة من معيار A2DP على وظيفة "التحكم المطلق في مستوى الصوت" - التحكم في مستوى صوت الجهاز باستخدام أوامر خاصة لبروتوكول AVRCP ، الذي يتحكم في كسب مرحلة الإخراج ، بدلاً من تقليل حجم دفق الصوت برمجيًا. إذا ، عند تغيير مستوى الصوت في سماعات الرأس ، لا يتزامن التغيير مع مستوى الصوت في الهاتف ، فهذا يعني أن سماعات الرأس أو الهاتف لا تدعم هذه الوظيفة. في هذه الحالة ، من المنطقي الاستماع إلى الموسيقى دائمًا بأقصى مستوى صوت على الهاتف ، وتعديل مستوى الصوت الفعلي باستخدام أزرار سماعة الرأس - في هذه الحالة ، ستكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء أفضل ، ويجب أن تكون جودة الصوت أعلى.
في الواقع ، هناك حالات حزينة. يتم تشغيل رفيق قوي على RealForce OverDrive D1 لسماعات الرأس SBC ، وزيادة مستوى الصوت يزيد من مستوى الأصوات الهادئة ، ولكن لا يتغير حجم الأصوات الصاخبة (يتم ضغط الإشارة). وبسبب هذا ، يجب عليك تعيين حجم الصوت على الكمبيوتر إلى حوالي النصف ، وفي هذه الحالة ، لا يوجد تأثير ضغط عمليًا.
وفقًا لملاحظاتي ، تدعم جميع سماعات الرأس المزودة ببرامج ترميز إضافية وظيفة التحكم المطلق في مستوى الصوت ، ويبدو أن هذا أحد متطلبات اعتماد برامج الترميز.

تدعم بعض سماعات الرأس توصيل جهازين في نفس الوقت . يسمح هذا ، على سبيل المثال ، بالاستماع إلى الموسيقى من جهاز كمبيوتر وتلقي المكالمات من الهاتف. ومع ذلك ، يجب أن تدرك أن برامج الترميز البديلة معطلة في هذا الوضع ، ويتم استخدام SBC فقط.

تتيح ميزة AVDTP 1.3 Delay Reporting لسماعة الرأس الإبلاغ عن تأخير إلى جهاز الإرسال الذي يتم تشغيل الصوت منه بالفعل. يتيح لك هذا ضبط مزامنة الصوت والفيديو أثناء مشاهدة ملفات الفيديو: إذا كانت هناك مشاكل في البث ، فلن يتأخر الصوت خلف الفيديو ، ولكن على العكس ، سيتم إبطاء الفيديو بواسطة مشغل الفيديو حتى تتم مزامنة الصوت والفيديو مرة أخرى.
تدعم هذه الميزة العديد من سماعات الرأس ، Android 9+ و Linux مع PulseAudio 12.0+. لا أعرف دعم الوظائف على الأنظمة الأساسية الأخرى.

اتصال ثنائي الاتجاه عبر البلوتوث. الإرسال الصوتي.

بالنسبة للإرسال الصوتي في Bluetooth ، يتم استخدام الاتصال المتزامن (SCO) وإصداره المحسن من التوجيه المتزامن المحسن (eSCO) - الإرسال المتزامن مع التنسيق الأولي للتوصيل. يسمح لك الوضع بنقل الصوت والصوت بالترتيب ، مع سرعة متماثلة للإرسال والاستقبال ، دون انتظار تأكيد إرسال وإعادة إرسال الحزم. هذا يقلل من التأخير الكلي في نقل الصوت عبر القناة الراديوية ، لكنه يفرض قيودًا شديدة على كمية البيانات المرسلة لكل وحدة زمنية ويؤثر سلبًا على جودة الصوت.
عند استخدام هذا الوضع ، يتم نقل الصوت من الميكروفون والصوت إلى سماعات الرأس بنفس الجودة.
يتم توحيد نقل البيانات نفسها من خلال ملف تعريف HSP ، الذي يصف أيضًا وظائف إضافية ، مثل تشغيل أزرار الصوت وأزرار الاستدعاء والإنهاء.
لسوء الحظ ، اعتبارًا من عام 2019 ، لا تزال جودة الصوت عبر البلوتوث ضعيفة ، وليس من الواضح لماذا لا تفعل Bluetooth SIG أي شيء معها.

CVSD

تم توحيد برنامج الترميز الصوتي الأساسي لـ CVSD في عام 2002 ، وهو مدعوم من جميع أجهزة Bluetooth ثنائية الاتجاه. يوفر نقل الصوت بتردد أخذ العينات 8 كيلو هرتز ، والذي يتوافق مع جودة الاتصالات السلكية التقليدية.

مثال على سجل في برنامج الترميز هذا .

mSBC

تم توحيد برنامج ترميز mSBC إضافي في عام 2009 ، وفي عام 2010 ظهرت رقائق تستخدمه لإرسال الصوت. يتم دعم mSBC على نطاق واسع من قبل أجهزة مختلفة.
هذا ليس برنامج ترميز مستقل ، ولكن SBC عادي من معيار A2DP ، مع ملف تعريف ترميز ثابت: 16 كيلو هرتز ، أحادي ، bitpool 26.

مثال على سجل في برنامج الترميز هذا .

ليس متألقًا ، ولكن أفضل بكثير من CVSD ، ولكن لا يزال من غير المريح استخدامه للتواصل عبر الإنترنت ، خاصة عند استخدام سماعات الرأس للتواصل في اللعبة - سيتم أيضًا نقل صوت اللعبة بتردد أخذ العينات يبلغ 16 كيلو هرتز.

Faststream

قررت المسؤولية الاجتماعية للشركات تطوير فكرة إعادة استخدام SBC. للتحايل على قيود بروتوكول SCO واستخدام معدلات بت أعلى ، ذهب CSR في الاتجاه الآخر - فقد قاموا بتطبيق دعم صوت SBC ثنائي الاتجاه في المعيار لإرسال الصوت أحادي الاتجاه A2DP ، وملفات تعريف التشفير الموحدة ، ويطلق عليه "FastStream".

يرسل FastStream صوت ستيريو 44.1 أو 48 كيلوهرتز مع معدل البت 212 كيلوبت / ثانية إلى السماعات ، ويتم استخدام أحادي التردد ، 16 كيلوهرتز ، بمعدل البت 72 كيلوبت / ثانية (أفضل قليلاً من mSBC) لإرسال الصوت من الميكروفون. هذه المعلمات أكثر ملاءمة للتواصل في الألعاب عبر الإنترنت - سيكون صوت اللعبة والمحاورين عالي الجودة.

مثال على التسجيل في برنامج الترميز هذا (+ صوت الميكروفون ، مثل mSBC ).

توصلت الشركة إلى عكاز مثير للاهتمام ، ولكن نظرًا لكونها تتعارض مع معيار A2DP ، فهي مدعومة فقط في بعض أجهزة إرسال الشركة (التي تعمل كبطاقة صوت USB ، وليس جهاز Bluetooth) ، لكنها لم تتلق دعمًا في مكدسات Bluetooth ، على الرغم من أن عدد سماعات الرأس التي تدعم FastStream ليس صغيرًا جدًا.

في الوقت الحالي ، لا يتوفر دعم FastStream في نظام التشغيل إلا على شكل تصحيح لـ Linux PulseAudio من المطور Pali Rohár ، والذي لم يتم تضمينه في الفرع الرئيسي للبرنامج.

الكمون المنخفض

ولدهشتنا كثيرًا ، يدعم aptX Low Latency أيضًا الصوت ثنائي الاتجاه ، ويطبق نفس مبدأ FastStream.
لن يعمل استخدام هذه الميزة من برنامج الترميز - لا يوجد دعم لفك تشفير منخفض الكمون في أي نظام تشغيل أو في أي مكدس Bluetooth أعرفه.

بلوتوث 5 ، كلاسيك ومنخفض الطاقة

هناك الكثير من الارتباك حول مواصفات وإصدارات البلوتوث بسبب وجود معيارين غير متوافقين تحت نفس العلامة التجارية ، وكلاهما يستخدم على نطاق واسع لأغراض مختلفة.

هناك نوعان من بروتوكولات Bluetooth المختلفة وغير المتوافقة: Bluetooth Classic و Bluetooth Low Energy (LE ، المعروف أيضًا باسم Bluetooth Smart). يوجد أيضًا بروتوكول ثالث ، Bluetooth عالي السرعة ، ولكنه ليس شائعًا ولا يستخدم في الأجهزة المنزلية.

بدءًا من Bluetooth 4.0 ، كانت التغييرات في المواصفات تتعلق بشكل رئيسي بتقنية Bluetooth منخفضة الطاقة ، ولم يتلق الإصدار الكلاسيكي سوى تحسينات طفيفة.

قائمة التغييرات بين Bluetooth 4.2 و Bluetooth 5:

9 تغييرات من الإصدار 4.2 إلى 5.0

9.1 الميزات الجديدة

تم تقديم العديد من الميزات الجديدة في إصدار Bluetooth Core Specification 5.0 Release. المجالات الرئيسية للتحسين هي:
• قناع توفر الفتحة (SAM)
• 2 Msym / s PHY مقابل LE
• LE طويل المدى
• الإعلان عن الإعلانات غير المتصلة بدورة العمل عالية الدورة
• ملحقات الإعلان LE
• خوارزمية اختيار القناة LE # 2
9.1.1 الميزات المضافة في CSA5 - مدمجة في v5.0
• طاقة إخراج أعلى

المصدر: www.bluetooth.org/docman/handlers/DownloadDoc.ashx؟doc_id=421043 (صفحة 291)

أثر تغيير واحد فقط على الإصدار الكلاسيكي ضمن مواصفات Bluetooth 5: لقد أضافوا دعمًا لتقنية توفر القمار (SAM) ، والتي تم تصميمها لتحسين فصل الهواء. تؤثر جميع التغييرات الأخرى على Bluetooth LE فقط (وطاقة خرج أعلى أيضًا).

تستخدم جميع أجهزة الصوت Bluetooth Classic فقط. لا يمكن توصيل سماعات الرأس ومكبرات الصوت عبر Bluetooth Low Energy: لا يوجد معيار لنقل الصوت باستخدام LE. يعمل معيار A2DP ، المستخدم لنقل الصوت عالي الجودة ، فقط من خلال Bluetooth Classic ، ولا يوجد تناظري في LE.

الخلاصة - لشراء أجهزة الصوت مع بلوتوث 5 فقط بسبب الإصدار الجديد من البروتوكول لا طائل من ورائه. ستعمل تقنية Bluetooth 4.0 / 4.1 / 4.2 في سياق نقل الصوت بنفس الطريقة.
إذا ذكر الإعلان عن سماعات رأس جديدة نصف قطر تشغيل مزدوج وخفض استهلاك الطاقة بفضل Bluetooth 5 ، فيجب أن تعلم أنها إما لا تفهم نفسها أو تضللك. لا عجب ، حتى مصنعي رقائق البلوتوث في إعلاناتهم مرتبكون بشأن الاختلافات في الإصدار الجديد من المعيار ، وبعض رقائق Bluetooth 5 تدعم الإصدار الخامس فقط لـ LE ، وبالنسبة لـ Classic يستخدمون 4.2.

تأخير الصوت

يعتمد مقدار التأخير (التأخر) في الصوت على العديد من العوامل: حجم المخزن المؤقت في مكدس الصوت ، وفي مكدس Bluetooth وفي أكثر الأجهزة اللاسلكية إنتاجًا ، التأخير الخوارزمي لبرنامج الترميز.

إن تأخير برامج الترميز البسيطة ، مثل SBC و aptX و aptX HD ، صغير جدًا ويمكن أن يتم إهماله من 3 إلى 6 مللي ثانية ، ولكن يمكن أن تتسبب برامج الترميز المعقدة ، مثل AAC و LDAC ، في حدوث تأخير ملحوظ. التأخير الخوارزمي AAC لـ 44.1 كيلو هرتز هو 60 مللي ثانية. LDAC - حوالي 30 مللي ثانية (وفقًا لتحليل تقريبي لشفرة المصدر. قد أكون مخطئًا ، ولكن ليس كثيرًا.)

يعتمد التأخير الناتج إلى حد كبير على جهاز التشغيل وشرائحه ومخزنه المؤقت. أثناء الاختبارات ، حصلت على انتشار من 150 إلى 250 مللي ثانية على أجهزة مختلفة (باستخدام برنامج ترميز SBC). بافتراض أن الأجهزة التي تدعم برامج الترميز الإضافية aptX و AAC و LDAC تستخدم مكونات عالية الجودة وحجم تخزين مؤقت صغير ، نحصل على التأخيرات النموذجية التالية:

SBC: 150-250 مللي ثانية
aptX: 130-180 مللي ثانية
AAC: 190-240 مللي ثانية
LDAC: 160-210 مللي ثانية

أذكرك: aptX Low Latency غير مدعوم على أنظمة التشغيل ، لأنه يمكن الحصول على تأخير أقل فقط من خلال مجموعة من جهاز الإرسال + جهاز الاستقبال أو جهاز الإرسال + سماعات / مكبر صوت ، ويجب أن تدعم جميع الأجهزة برنامج الترميز هذا.

مشاكل شهادات وشعارات جهاز Bluetooth

كيف تميز جهاز صوت عالي الجودة عن مركبة رخيصة؟ في المظهر ، أولا وقبل كل شيء!

سماعات ومكبرات صوت وأجهزة استقبال صينية رخيصة:

1. كلمة "Bluetooth" مفقودة في العلبة والجهاز ، غالبًا ما تستخدم "Wireless" و "BT"
2. شعار Bluetooth مفقود على الصندوق أو الجهاز
3. لا يوجد ضوء أزرق وامض

يشير عدم وجود هذه العناصر إلى أن الجهاز لم يجتاز الشهادة ، مما يعني أنه يحتمل أن يكون مشكلة أو جودة رديئة. على سبيل المثال ، سماعات الرأس Bluedio غير معتمدة من Bluetooth ولا تتوافق تمامًا مع مواصفات A2DP. لن يمرروا الشهادة.

فكر في العديد من الأجهزة والمربعات منها:






هذه كلها أجهزة غير معتمدة. قد تتضمن التعليمات شعار واسم تقنية Bluetooth ، ولكن الأهم أنها موجودة في العلبة و / أو الجهاز نفسه.

إذا كانت سماعات الرأس أو السماعة الخاصة بك تقول "Ze bluetooth dewise متصل بنجاح" ، فهذا لا يعني أيضًا جودتها:

الخلاصة

هل البلوتوث قادر على استبدال سماعات الرأس السلكية وسماعات الرأس بالكامل؟ إنه قادر ، ولكن على حساب وقت التحدث منخفض الجودة ، وزيادة التأخير في نقل الصوت ، والتي يمكن أن تكون مزعجة في الألعاب ، والعديد من برامج الترميز الخاصة التي تتطلب رسوم ترخيص وزيادة التكلفة النهائية لكل من الهواتف الذكية وسماعات الرأس.

يعد تسويق برامج الترميز البديلة قويًا جدًا: يتم تقديم aptX و LDAC كبديل طال انتظاره لـ SBC "المتقادمة والسيئة" ، وهو بعيد عن كونه سيئًا كما هو معتاد.

كما اتضح ، يمكن التحايل على القيود الاصطناعية لمكدسات Bluetooth على معدل البت SBC ، بحيث لا تكون SBC أدنى من aptX HD. أخذت زمام المبادرة في يدي وقمت بعمل تصحيح لبرامج LineageOS الثابتة: نقوم بتعديل حزمة Bluetooth لتحسين الصوت على سماعات الرأس بدون AAC و aptX وبرامج ترميز LDAC

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول SoundGuys و SoundExpert .

المكافأة: التشفير المرجعي SBC ، معلومات تدفق البت A2DP وملفات الاختبار . تم نشر هذا الملف مسبقًا على موقع Bluetooth علنًا ، ولكنه الآن متاح فقط لأولئك الذين دخلوا إلى Bluetooth SIG.