藍牙Hands-free和Stereo兩種模式


一、Hands-free和Stereo模式簡介

電腦連接上藍牙耳機(音響)之后,點擊Windows桌面揚聲器然后點擊播放設備會看到兩個藍牙耳機對應的2個設備,分別是XXX Hands-Free AG Audio以及XXX Stereo。

 

 

 

Hands-Free免提設備,相當於“免提模式(Hands-Free Profile,HFP)”或者"耳機模式(headset profile,HSP)",最初用於通話設計優化語音,具備雙向單聲道,這種模式下響應頻率有限。免提模式(特別是HSP)為優化耳機耗電設計,更省電。此模式下可以同時進行播放音樂(音頻輸出)和錄音通話(音頻輸入)操作。

Stereo立體聲設備,在藍牙術語中被稱為“高級音頻分發配置文件(Advanced Audio Distribution Profile)”,縮寫為A2DP,針對單向傳輸高質量的雙聲道立體聲設計,音質更高,通常用於播放立體聲音樂。此模式下只能進行音頻輸出操作,當通過HFP協議進入語音通話,通過A2DP的音頻流將被暫停,直到免提語音通話斷開,這也就是“win10播放音樂時進行錄音,音樂播放沒有聲音,要么只能進行音頻輸入,要么只能進行音頻輸出”的原因。Windows系統默認使用Stereo設備,可手動更改。

二、兩種協議架構
1、Hands-Free協議架構
支持HFP的藍牙設備定義了免提單元(HF)和音頻網關(AG)角色。其中,免提單元(HF)角色用於控制輸入和接收來自音頻網關角色的設備輸出,例如便攜式導航設備(PND)。音頻網關(AG)角色作為音頻網關的設備,用於輸入和輸出,例如手機。一個Windows嵌入式NavReady驅動的設備只支持免提單元(HF)角色。

為了通過使用音頻網關設備進行免提語音呼叫和接收,Windows嵌入式NavReady設備對一個設備進行配對,然后搜索配對設備上的服務發現配置文件(SDP)記錄,以確定該設備是否支持HFP。如果它確實支持HFP, Windows嵌入式NavReady驅動的設備將承擔免提單元(HF)的角色,以便通過藍牙連接進行和接收語音呼叫。HFP服務通過藍牙HFP連接與配對的手機通信,發送電話命令,接收狀態更新,並從配對的手機流語音數據到免提設備。

Hands-Free協議架構如下圖所示:

 

 

 

 

2、A2DP協議架構
A2DP協議允許創建一個藍牙通道,通過該通道實現高級音頻數據從一個支持藍牙的設備流到另一個支持藍牙的設備。字面意思,A2DP協議(Stereo設備)僅支持音頻流傳遞到藍牙設備輸出。

支持A2DP協議的藍牙設備定義了源(SRC)和Sink (SNK)兩個角色。當一個設備是數字音頻數據的源並將流發送給SNK時,它就是SRC,例如便攜式導航設備(PND)。當設備接收到來自SRC的數字音頻流時,它就是SNK,例如車載媒體播放器。Windows嵌入式NavReady設備只支持源(SRC)角色。

Windows嵌入式NavReady驅動的設備是SRC,它在內存中存儲音頻數據。如要將音頻數據流傳輸到SNK設備,需要Windows嵌入式NavReady驅動的設備對藍牙設備進行配對,然后搜索配對設備上的服務發現概要(SDP)記錄,以確定該設備是否支持A2DP。如果它確實支持A2DP,Windows嵌入式NavReady驅動的設備將采用SRC角色,並使用音頻壓縮管理器(ACM)通過藍牙連接發送音頻數據至藍牙外設SNK。

Windows嵌入式NavReady驅動的設備包括一個波形音頻驅動程序,用於音量控制、管理音頻線路以及播放數字音頻文件。為了將音頻數據路由到遠程輸出目的地,SRC設備可以使用A2DP協議通過藍牙鏈接將音頻數據流傳輸到支持單聲道或立體聲音頻輸出功能的SNK設備,例如車載藍牙設備。通過使用A2DP,音頻數據被壓縮成合適的格式,從而有效地利用藍牙鏈路上的帶寬。SNK設備使用A2DP接收音頻數據,然后使用其媒體播放器和音頻驅動程序將其發送到音頻輸出設備,如車載立體聲揚聲器。A2DP依賴於藍牙堆棧中的通用訪問配置文件,也使用音頻/視頻分發傳輸協議來處理音頻數據流。

A2DP協議架構如下圖所示:

 

 

 

 

如果用戶發起一個交互,將一個新的啟用藍牙的設備連接到當前連接到另一個配對設備的配置文件端口(HFP或A2DP),以前連接的設備將被斷開,新的設備將被連接。如果通過HFP進入語音通話,通過A2DP的音頻流將被暫停,直到免提語音通話斷開。

三、寫在最后
1、Windows藍牙革新
Windows10藍牙這塊存在比較多的問題,根據微軟工作者透露,Windows 10 20H2后續版本將會有比較大的更新。目前最新發布的Windows 11,針對連接的單個藍牙音頻設備,在桌面右下角揚聲器中的播放設備列表、聲音面板中的播放和錄制面板中均顯示一個設備,不再分別顯示Hands-Free AG Audio和Stereo設備,且已實現根據音頻場景作Hands-Free AG Audio和Stereo協議設備的自動切換。用戶通過藍牙耳機播放音樂過程中也能進行錄音操作,從這一點來說,用戶不用再自行根據場景需要切換藍牙播放設備,一定程序上提升了用戶體驗。

2、參考資料

1、藍牙官網(https://www.bluetooth.com/)

2、Overview of Hands-Free Profile (Hands-Free Unit Role) | Microsoft Docs(https://docs.microsoft.com/zh-cn/previous-versions/windows/embedded/cc510823%28v=msdn.10%29)

3、Overview of Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) (Source Role) | Microsoft Docs(https://docs.microsoft.com/zh-cn/previous-versions/windows/embedded/cc510655%28v=msdn.10%29)
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