[Bluetooth Core V4.2] VOL2, PartB, 9 Audio

9 Audio

在天线接口上，可使用64kb/s log PCM（脉冲编码调制）格式（A-law or μ-law），或64kb/s CVSD（连续可变斜率增量调制）。后一种格式使用扩压自适应增量调制算法。

有线的语音编码被设计成质量高于或等于64kb/s log PCM。

表9.1概述了空中接口支持的语音编码机制。适当的语音编码机制由链接管理器协商后选定。

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9.1 LOG PCM编解码

由于同步逻辑运输在空中接口支持64kb/s的信息流，一个64kb/s log PCM通信可被使用。A-law或u-law压缩可用。在有线接口使用A-law和空气接口使用u-law以及相反的情况下，A-law到u-law的转换应该被支持。压缩方式应遵循ITU-T建议G.711。

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9.2 CVSD编解码

语音空中接口上更加有鲁棒性的是增量调制。这种调制机制的波形是，输出bits指示了预测值是否小于或大于输出波形。为了减小斜率过载的影响，压扩被应用：步长适应于平均信号斜率。CVSD编码器的输入应该是64k采样/s的线性PCM（典型值16bits，但实际值可专门设置）。CVSD编码器和解码器的框图见图9.1和9.3。系统的时钟为64kHz。

使 x≥0 时 sgn(x)=1 ，否则 sgn(x)=−1 。在空中这些数字应被符号bit代表；例如，负数映射为“1”正数映射为“0”。

CVSD编码器输出bit表示为 b(k) ，编码器输入为 x(k) ，积分器内容是 y(k) ，步长是 δ(k) 。此外， h 是积分器的衰减因子， β 是步长的衰减因子， α 是压扩参数。最后一个参数以考虑最近的k个输出bits来检测斜率。
使

x^=hy(k)(EQ 14)

然后，CVSD编码器内部状态应根据如下等式更新：

b(k)=sgn{x(k)−x^(k−1)},(EQ 15)

α={n/2,0,if J bits in the last K output bits are equal,otherwise,(EQ16)

δ(k)={min{δ(k−1)+δmin,δmax},max{βδ(k−1),δmin},α=1α=0(EQ 17)

y(k)={min{y^(k),ymax},max{y^(k),ymin},y^(k)≥0.y^(k)<0.(EQ 18)

y(k)=x(k−1)+b(k)δ(k).(EQ 19)

在这些等式里， δmin 和 δmax 是最小和最大步长， ymin 和 ymax 分别是积分器的正、负饱和值。在空中，CVSD编码器产生的bits的发送应使用同样的规则。

对64kb/s CVSD来说，参数如表9.2。这些数字基于积分器输出的16位符号数的。这些值导致了积分器有固定的0.5ms的时间衰减，和步长的固定的16ms的时间衰减。

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9.3 错误处理

在DV，HV3，EV3，EV5，2-EV3，3-EV3，2-EV5和3-EV5包内，语音不被FEC保护。在易错环境内的语音的质量取决于语音编码机制的鲁棒性，还有eSCO的重传机制。特别的，当有白背景噪声时，CVSD对随机bit错误的反应很迟钝。然而，当包被拒绝的原因是通道访问码，HEC测试失败，或CRC失败时，必须采取措施以填补缺失的声音部分。

在HV2和EV4包被的语音净荷由2/3速率的FEC保护。错误能被检测到，但不能被改正，接收器应尝试最小化对声音的影响。例如，从未纠正错误的15-bit FEC段开始，可以使用找到的在FEC解码器之前的10-bit信息。HV1包由3bit重复FEC保护。对这个编码而言，解码机制将总是假设0或1bit错误。因此，HV1包里不存在可检测的但不可纠正的错误。

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9.4 通用音频需求

9.4.1 信号水平

对A-law和u-law log PCM编码信号来说，信号水平的需求应按照ITU-T建议的G.711。

CVSD编码器的16bit线性PCM接口的完整抖动被定义为3dBm0。

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9.4.2 CVSD音频质量

对蓝牙音频质量需求而言，其取决于发送端。64k采样/s线性PCM输入信号应有可忽略的4KHz以上频谱能量密度。由64k采样/s的线性PCM输出的被解码信号在4-32kHz频段内的能量频谱密度应比0-4kHz范围内的最大值要低20dB。

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