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蓝牙的语音传输

发布时间:2008/12/17 0:00:00 访问次数:971

  蓝牙的重要应用是传输语音信息。蓝牙支持64kbit/s的实时语音传输和各种速率的数据传输,语音编码采用对数脉冲编码调制(pcm),或连续可变斜率增量调制(cvsd)。语音和数据可单独或同时传输。蓝牙支持的语音链路是双向的。蓝牙标准指明语音应通过sco链路载运。数据通过alc链路载运。

  sao链路同步信道的建立和维护离不开蓝牙时钟的作用。每个bluetooth设备都有一个内部系统时钟,用来决定跳频频率和发送、接收数据包的时间,这个时钟起源于一个自由的一直运行的本地时钟。为了与其他设备同步,只在本地时钟上加偏移,提供临时时钟,使它们相互同步。应该注意,bluetooth时钟与自然界的天和时间没有关系,它可以从任意值开始。它的分辨率至少为发送/接收时隙长度的一半,即31.25μs。如果时钟以计数器方式执行,要求一个28比特计数器,以228为周期循环。单元最小瞬间312.5μs,时钟率为3.2khz。在微微网的信道中,秽‘频频率由主设各时钟决定。每个从设各加一个偏差到它的本地时钟,以与主时钟同步。因为这个主时钟是自由运行的,所以偏差是有规律地不断改变。在不同工作状态,设备所使用的时钟有本地时钟(clkn,native clock)、估计时钟(clke,estimated clock)、主设 备时钟(clk,masterclock)等。

  clkn是自由运转的本地时钟,是其他所有时钟的参考。clk是微微网中主设各的时钟,所有bluetooth从设 备使用clk来确定它们的发送和接收时间,它是在自己的clkn上加上偏移量来得到的,如图1所示。对于主 设备,偏移量是0,因为clk与自己的本地时钟clkn是相同的。每个从设备在自己的clkn基础上加上合适的 偏差使得自己的clk与主设备的clk相同。主设备的clkl近似等于从设备的本地时钟clkn,clke是对从设备 本地时钟的估计。

  在建立微微网之后,主从设备己经同步,从设备使用的时钟是clk=clkn+offset。就是说这时候可以认 为主从设备使用同样的一个时钟。主从可以通过预先设定对话的周期和偏差达到同步通信的目的,也即在 预留位置开始收发。

  建立sao是为了主从设备仅在特定的位置周期发送和接收,这些位置之间的间隔一般为tsco。为了建立 soc链路,主或从设备使用一个lm命令。命令信息中应包括sc0通信的周期间隔tsco和偏差间隔dsco。主从 设备分别根据clk(mod)tsco=dsco的方式来初始化发送时刻,即判断当前时钟是否符合此等式。如果符 合,此时的时钟即为初始化时刻clk(0),后续的预留时间就可利用clk(k+1)=clk(0+tsco得到。但 是由于所用时钟的周期性(不连续)和主从进行初始化的时间不同,就可能产生时钟卷绕的问题。

  为简化说明,假设时钟周期t=lo,预留周期tsco=4,dsco=0。主设各和从设备的时钟是同步的,也就 是从设备的时钟是加上了偏差,主、从都是clk。若直接利用clk(mod)tsco=dsco获得clk(0),clk(k +1)=clk(k)+t。假设主设各在第一时钟周期第3时刻为初始化时刻,即clk(0)=3,clk(1)=7, 则在第二时钟周期,对应为工作时间clk(2)=1,clk(3)=5。如果从设备在第一周期内收到初始化命 令,根据clk(mod)tsco=dsco进行运算,获得的clk(0)为第一周期的7,则在第二时钟周期,对应为工 作时间clk(2)=1,clk(3)=5。显然没有问题。具体如表1所示。但是如果主设备初始化时刻不变,从 设备在第二时钟周期接到初始化命令,开始初始化,则获得的clk(0)为第二周期的3或7,主、从不能同 步工作,具体过程如表2所示。这就是时钟卷绕问题。造成时钟卷绕的原因是时钟周期t与tsco取模运算不 为零并且主从设备没在工个周期内进行初始化。

  表1 未发生时钟卷绕

  表2 发生时钟卷绕

  为解决时钟卷绕问题,需要对初始化方式作一些修改。在蓝牙协议中给出了很多解决的方案。首先主设 备根据clk27的值来决定初始化方式,即当clk27为0时,说明时钟运行在周期的前半周。足以保证主从时钟 在同一个周期内进行初始化。主从都可用clk27-l modt=d。当clk27为1,主时钟在后半周期,可能出现时 钟卷绕问题,主设备利用(clk27反,clk26-1)mod t=d进行初始化,若从设备初始化时clk27不产生跳 变,利用此公式进行初始化是没有问题的,若从设备初始化时clk27产生,9t变,即由1变为0,则利用公式 2进行初始化相当于clk27为0时,从设备初始化时向最高位的进位。仍可看成主从在同一周期内进行初始化 ,避开了时钟卷绕问题。由于这两种初始化方式的存在,主设备在定下其初始化方式后,要通过lm命令把 此信aj告诉从设备。通过以上过程,soc链路就建立起

  蓝牙的重要应用是传输语音信息。蓝牙支持64kbit/s的实时语音传输和各种速率的数据传输,语音编码采用对数脉冲编码调制(pcm),或连续可变斜率增量调制(cvsd)。语音和数据可单独或同时传输。蓝牙支持的语音链路是双向的。蓝牙标准指明语音应通过sco链路载运。数据通过alc链路载运。

  sao链路同步信道的建立和维护离不开蓝牙时钟的作用。每个bluetooth设备都有一个内部系统时钟,用来决定跳频频率和发送、接收数据包的时间,这个时钟起源于一个自由的一直运行的本地时钟。为了与其他设备同步,只在本地时钟上加偏移,提供临时时钟,使它们相互同步。应该注意,bluetooth时钟与自然界的天和时间没有关系,它可以从任意值开始。它的分辨率至少为发送/接收时隙长度的一半,即31.25μs。如果时钟以计数器方式执行,要求一个28比特计数器,以228为周期循环。单元最小瞬间312.5μs,时钟率为3.2khz。在微微网的信道中,秽‘频频率由主设各时钟决定。每个从设各加一个偏差到它的本地时钟,以与主时钟同步。因为这个主时钟是自由运行的,所以偏差是有规律地不断改变。在不同工作状态,设备所使用的时钟有本地时钟(clkn,native clock)、估计时钟(clke,estimated clock)、主设 备时钟(clk,masterclock)等。

  clkn是自由运转的本地时钟,是其他所有时钟的参考。clk是微微网中主设各的时钟,所有bluetooth从设 备使用clk来确定它们的发送和接收时间,它是在自己的clkn上加上偏移量来得到的,如图1所示。对于主 设备,偏移量是0,因为clk与自己的本地时钟clkn是相同的。每个从设备在自己的clkn基础上加上合适的 偏差使得自己的clk与主设备的clk相同。主设备的clkl近似等于从设备的本地时钟clkn,clke是对从设备 本地时钟的估计。

  在建立微微网之后,主从设备己经同步,从设备使用的时钟是clk=clkn+offset。就是说这时候可以认 为主从设备使用同样的一个时钟。主从可以通过预先设定对话的周期和偏差达到同步通信的目的,也即在 预留位置开始收发。

  建立sao是为了主从设备仅在特定的位置周期发送和接收,这些位置之间的间隔一般为tsco。为了建立 soc链路,主或从设备使用一个lm命令。命令信息中应包括sc0通信的周期间隔tsco和偏差间隔dsco。主从 设备分别根据clk(mod)tsco=dsco的方式来初始化发送时刻,即判断当前时钟是否符合此等式。如果符 合,此时的时钟即为初始化时刻clk(0),后续的预留时间就可利用clk(k+1)=clk(0+tsco得到。但 是由于所用时钟的周期性(不连续)和主从进行初始化的时间不同,就可能产生时钟卷绕的问题。

  为简化说明,假设时钟周期t=lo,预留周期tsco=4,dsco=0。主设各和从设备的时钟是同步的,也就 是从设备的时钟是加上了偏差,主、从都是clk。若直接利用clk(mod)tsco=dsco获得clk(0),clk(k +1)=clk(k)+t。假设主设各在第一时钟周期第3时刻为初始化时刻,即clk(0)=3,clk(1)=7, 则在第二时钟周期,对应为工作时间clk(2)=1,clk(3)=5。如果从设备在第一周期内收到初始化命 令,根据clk(mod)tsco=dsco进行运算,获得的clk(0)为第一周期的7,则在第二时钟周期,对应为工 作时间clk(2)=1,clk(3)=5。显然没有问题。具体如表1所示。但是如果主设备初始化时刻不变,从 设备在第二时钟周期接到初始化命令,开始初始化,则获得的clk(0)为第二周期的3或7,主、从不能同 步工作,具体过程如表2所示。这就是时钟卷绕问题。造成时钟卷绕的原因是时钟周期t与tsco取模运算不 为零并且主从设备没在工个周期内进行初始化。

  表1 未发生时钟卷绕

  表2 发生时钟卷绕

  为解决时钟卷绕问题,需要对初始化方式作一些修改。在蓝牙协议中给出了很多解决的方案。首先主设 备根据clk27的值来决定初始化方式,即当clk27为0时,说明时钟运行在周期的前半周。足以保证主从时钟 在同一个周期内进行初始化。主从都可用clk27-l modt=d。当clk27为1,主时钟在后半周期,可能出现时 钟卷绕问题,主设备利用(clk27反,clk26-1)mod t=d进行初始化,若从设备初始化时clk27不产生跳 变,利用此公式进行初始化是没有问题的,若从设备初始化时clk27产生,9t变,即由1变为0,则利用公式 2进行初始化相当于clk27为0时,从设备初始化时向最高位的进位。仍可看成主从在同一周期内进行初始化 ,避开了时钟卷绕问题。由于这两种初始化方式的存在,主设备在定下其初始化方式后,要通过lm命令把 此信aj告诉从设备。通过以上过程,soc链路就建立起

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