verursacht Bluetooth Krebs – Page 2

Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören. Teil 2

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Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören. Teil 2

Bluetooth

Klangqualitätsvergleich herkömmlicher Bluetooth-Codierung

Bluetooth

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SBC
Bluetooth „Standard“-Übertragungscode
SBC (Subband Codec) ist ein Audio-Codec, der von der Bluetooth Special Interest Group (SIG), einer Organisation, die verschiedene Bluetooth-Standards und -Spezifikationen anpasst, für das Advanced Audio Distribution Profile (A2DP) konfiguriert wurde. Da es Teil des Standards ist, unterstützen fast alle Bluetooth-Geräte es.SBC-Codierung. SBC unterstützt sowohl Mono- als auch Stereoübertragung mit einer Abtastrate von bis zu 48 kHz, während die höchste Bitrate für Mono 342 kbps und Stereo 345 kbps beträgt. Die Klangqualität entspricht in etwa der von MP3 mittlerer Qualität. SIG hat den SBC auf der CES im Jahr 2020 angekündigt. Der folgende LC3-Code (Low Complexity Communication Codec) hat theoretisch eine bessere Klangqualität und weniger Verzerrung als SBC.

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AAC
Der Nachfolger von MP3
Advanced Audio Coding (AAC) ist eine Technologie, die gemeinsam von Dolby Lab, Sony, Nokia und anderen großen Marken entwickelt wurde. Es wurde als Nachfolger von MP3 entwickelt. Bei gleicher Bitrate ist AAC in der Regel besser als MP3. Tonqualität. Spotify, Apple Music und KKBOX verwenden die AAC-Codierung zum Streamen von Musik und werden auch häufig auf verschiedenen Geräten und Plattformen wie PS3, iPhone und YouTube verwendet. Da iPhone, iPad usw. verwendet AAC als Bluetooth-Musikstreaming, die meisten Kopfhörer, Lautsprecher usw. Bluetooth unterstützt AAC und die Klangqualität entspricht ungefähr der von MP3 in mittlerer bis mittlerer Qualität.

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aptX
Der erste Bluetooth-Codec mit “hoher Klangqualität”
aptX wurde früher auch “apt-X” genannt, aber dieser Verschlüsselungsalgorithmus wurde bereits in den 1980er Jahren erfunden und schließlich vom berühmten Handyprozessorhersteller “Qualcomm” gekauft. aptX unterstützt 16-Bit, 44,1 / 48 kHz Audio, Bitrate bis zu 384 kbps, abwärtskompatibel mit SBC. Da die Bitrate höher ist als bei SBC und AAC, hat es auch eine bessere Klangqualität. In den frühen Jahren war es der erste Bluetooth-Musikcodec mit etwas nahe an CD-Klangqualität. Aufgrund der Notwendigkeit, die Lizenzgebühren von Qualcomm zu zahlen, sind einige Geräte, wie zum Beispiel iPhones, jedoch nicht mit aptX ausgestattet.

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aptX-HD
Nahezu „verlustfreies“ Bluetooth-Musikstreaming
aptX HD ist eine „evolutionäre Version“ von aptX, die eine Bitrate von bis zu 576 kbps und eine Bittiefe von bis zu 24 Bit sowie einen Audiostream mit einer Samplerate von 48 kHz bereitstellen kann. Obwohl der Name “HD” trägt, ist es immer noch ein verlustbehaftetes Kodierungsverfahren, kann aber bereits eine nahezu verlustfreie Musikqualität liefern und bietet Audiofrequenzen von bis zu 20 kHz und einen Dynamikumfang von mindestens 120 dB. Und die Codierungsverzögerung ist recht gering, sie kann weniger als 5 Millisekunden betragen, was insbesondere für Anwendungen wie Bluetooth als Freisprecheinrichtung von Vorteil ist. Musik hören ist natürlich hilfreich. In Sachen hochwertiger Bluetooth-Übertragung ist der Hauptkonkurrent das von Sony entwickelte LDAC.

Andere Lesungen:
▸ [SPILL Enzyklopädie] aptX HD: Die Evolution des hochwertigen Bluetooth-Musikhörens
Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste drahtlose Methode zum Streamen von Songs. Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist die Klangqualität etwas geringer. Mit dem Upgrade der Bluetooth-Version und -Technologie wurden jedoch verschiedene Codes eingeführt, um diese Verbindungsmethode bequem und schnell zu machen.

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Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören.

Bluetooth – die bequemste Art, drahtlos Musik zu hören.

Bluetooth

Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste Methode zur drahtlosen Songübertragung.

Bluetooth

Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist sie in Bezug auf die Klangqualität im Vergleich zu AirPlay, Chromecast, DLNA, Play-Fi und anderen Technologien, die Netzwerkmethoden zum Streamen von Musik verwenden, etwas unterlegen. Mit dem Versions-Upgrade und der Bluetooth-Technologie wurden jedoch unterschiedliche Codes eingeführt, damit diese bequeme und schnelle Verbindungsmethode auch eine immer bessere Klangqualität bieten kann.

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Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste drahtlose Methode zum Streamen von Songs. Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist die Klangqualität etwas geringer. Mit dem Versions-Upgrade und der Bluetooth-Technologie wurden jedoch unterschiedliche Codes eingeführt, damit diese bequeme und schnelle Verbindungsmethode auch eine immer bessere Klangqualität bieten kann.
Version 1.0 bis 5.2: Reduzieren Sie den Stromverbrauch, erhöhen Sie die Bandbreite und erhöhen Sie die Funktionen
Diese Technologie wurde in den 1990er Jahren vom Telekommunikationsunternehmen Ericsson entwickelt und hat nach fast 30 Jahren Entwicklung viele Versionsänderungen erfahren. Bluetooth verwendet eine Funkfrequenz von 2,4 GHz, vom anfänglichen Bluetooth 1.0 mit einer langsamen Geschwindigkeit von 723,1 kbit / s bis zu Bluetooth 3.0 wurde es stark auf 24 Mbps erhöht, was ausreicht, um mehr Daten und Musik in höherer Qualität zu übertragen. die späteren Bluetooth 4.0, 4.1, 4.2 sind eine sehr beliebte Version mit stark verbesserten Funktionen. Unter ihnen fügt Version 4.0 die Bluetooth-Low-Energy-Technologie hinzu, Version 4.1 fügt eine intelligente Verbindung hinzu und unterstützt die Verbindung mehrerer Geräte, Version 4.2 kann eine Verbindung zum Internet herstellen, und sogar die aktuellen Bluetooth-fähigen Geräte sind ziemlich ähnlich und verwenden zum Teil immer noch Bluetooth Version 4.x.

Bluetooth (Bluetooth) gilt als die bekannteste drahtlose Methode zum Streamen von Songs. Obwohl die Verbindung recht bequem ist, ist die Klangqualität etwas geringer. Mit dem Versions-Upgrade und der Bluetooth-Technologie wurden jedoch unterschiedliche Codes eingeführt, damit diese bequeme und schnelle Verbindungsmethode auch eine immer bessere Klangqualität bieten kann.
Der 2019 von Denon veröffentlichte AVR-X2600H-Verstärker verwendet immer noch die Bluetooth-Version 4.1, die ausreicht, um Zweiwege-Bluetooth und andere Funktionen zu unterstützen.
Andere Lesungen:
▸ [Bewertung] Denon AVR-X2600H: Dezentralisierung von echter Flaggschiff-Maschinentechnologie!
Bluetooth 1.0
Die ursprüngliche Version von Bluetooth hatte einige Kompatibilitätsprobleme und war anfällig für Abstürze beim Verbinden und Datenlecken. Die Geschwindigkeit der späteren Version 1.2 wurde auf 723,1 kbps erhöht und die Übertragungsdistanz betrug nur 10 Meter.

Bluetooth 2.0
Durch die Integration der “Skip-Free-Schmalband-Kanal” (Skip-Free-Schmalband-Kanal)-Technologie ist es nicht erforderlich, Feedback-Signale mit jedem Bluetooth-verbundenen Gerät auszutauschen, sodass Bluetooth-Signale und -Daten an mehrere Geräte gestreamt werden können .

Bluetooth 3.0
Die Datenübertragungsgeschwindigkeit steigt auf bis zu 24 Mbit/s, was dem 8-fachen von Bluetooth 2.0 entspricht, was ausreicht, um hochwertige Musiksignale zu übertragen. Die derzeit übliche Bluetooth-Übertragungsgeschwindigkeit liegt vermutlich auf diesem Niveau. Darüber hinaus wurde die Leistungssteuerung verbessert, um den Stromverbrauch im Leerlauf deutlich zu reduzieren.

Bluetooth 4.0
Obwohl die Geschwindigkeit die gleiche wie in 3.0 bleibt, wurde die Übertragungsreichweite stark auf 50 Meter oder sogar bis zu 100 Meter erhöht und drei Modi “Bluetooth Low Energy”, “Traditional Bluetooth” und “Bluetooth” integriert. Von hoher Geschwindigkeit”. 4.2 ist die beliebteste Bluetooth-Version.

Bluetooth 5.0
Es unterstützt Indoor-Positionierungs- und Navigationsfunktionen in Kombination mit Wi-Fi, um eine Indoor-Positionierung mit einer Genauigkeit von weniger als 1 Meter zu erreichen. Es ist möglich, unübertroffene Daten wie Werbung, Standortinformationen usw. zu empfangen, die Übertragungsgeschwindigkeit steigt auf 48 Mbit/s und viele zugrunde liegende Optimierungen wurden für das Internet der Dinge vorgenommen.

Bluetooth 5.0, das 2016 veröffentlicht wurde, verdoppelt die Bandbreite auf 48 Mbit/s und unterstützt Funktionen wie Indoor-Navigation und -Positionierung. Das kürzlich angekündigte Bluetooth 5.2 im Jahr 2020 fügt die LE Audio-Technologie hinzu, die auf Bluetooth Low Energy läuft und es ermöglicht, Kopfhörer mit mehreren Audios oder mehreren Kopfhörern mit einem Audio zu verbinden, unter Verwendung des LC3 (Audio Codec).

Bluetooth-Codecs

Bluetooth-Codecs

Bluetooth

Heutzutage wird die Musikwiedergabe über das Bluetooth-Protokoll immer beliebter.

Bluetooth

Diese Funktion ist nicht nur in alle modernen Audiosysteme integriert. Dieser Algorithmus basiert auf dem Betrieb von tragbaren Lautsprechern und den meisten Modellen von drahtlosen Kopfhörern. Gleichzeitig kann die Klangqualität in der Praxis stark variieren, und hier ist der Grund dafür. Das Geheimnis liegt in der Verwendung des einen oder anderen Codecs (nicht zu verwechseln mit Profilen) bei der Übertragung des Quellensounds an das Wiedergabegerät. Welche Codecs es gibt und mit welchen Eigenschaften sie ausgestattet sind, wollen wir herausfinden.

BLUETOOTH CODES

SBC (SubBand Codec) ist ein Codec, der ausnahmslos auf allen Geräten vorhanden ist und eine grundlegende Klangqualität auf der Ebene komprimierter Dateien mit einer durchschnittlichen Bitrate bietet.
AAC (Advanced Audio Codec) ist ein Codierungsalgorithmus, der auf einem komplexen mathematischen Modell basiert. In Bezug auf die Klangqualität schlägt es den SBC, bleibt aber hinter dem nächsten zurück. Es wird massiv in der Apple-Technologie verwendet, weshalb es heute die am meisten bevorzugte Option für die Übertragung von Audio über Bluetooth ist.
AptX ist ein von Qualcomm entwickelter Algorithmus mit einer Klangqualität ähnlich der einer CD. Das Quellensignal wird in einem 4: 1-Verhältnis mit einer Bitrate von 352 kbps und einer Bitrate von 16 Bit / 44,1 kHz komprimiert. Hervorzuheben ist die AptX LL-Variante (Low Latency) mit reduzierten Wiedergabeverzögerungen.
AptX HD ist eine Weiterentwicklung des AptX-Algorithmus mit der Fähigkeit, ein Signal mit 24-Bit / 48-kHz-Parametern zu übertragen. Gleichzeitig steigt die Bitrate auf 576 kbps. Nach Gehör sind die Unterschiede zu einfachem AptX spürbar, und je höher die Technikklasse ist, desto offensichtlicher ist der Vorteil von AptX HD.
AptX Adaptive ist eine neue Version (eingeführt 2018) des AptX-Codecs, deren Hauptmerkmal die Möglichkeit ist, Audio mit variabler Bitrate zu komprimieren (dynamische Qualitätseinstellung). Dies ist in einer Umgebung erforderlich, in der viele “konkurrierende” Funksignale vorhanden sind. In diesem Fall ist es möglich, die Komprimierung der Originaldaten zu erhöhen, um die Stabilität der Verbindung zu erhalten, und bei Vorhandensein von “freier Luft” ist die Klangqualität maximal.
LDAC ist eine Kreation von Sony und einer der Codecs von höchster Qualität. Die Bitrate erreicht 990 kbps bei 24 Bit / 96 kHz. Nach Gehör führt dies zu einer klaren und dynamischen Musikwiedergabe, die frei von digitalen Artefakten ist. Mit der Veröffentlichung von Android 8.0 Oreo ist der LDAC-Codec als Open Source Teil dieses Betriebssystems geworden, seine Präsenz auf einem bestimmten Gerät hängt jedoch vom Hersteller des Gadgets ab.
HWA (Hi-Res Wireless Audio) ist ein von Huawei vorgeschlagener Konkurrent von LDAC. Die Technologie basiert auf dem von der chinesischen Savitech entwickelten LHDC-Codec mit einer Bitrate von bis zu 900 kbps und einem maximalen Stream-Parameter von 24 Bit / 96 kHz. In Bezug auf die Klangqualität ähnelt HWA LDAC, letzteres verfügt jedoch bisher über eine größere Anzahl unterstützter Geräte.
UAT (Ultra Audio Transmission) ist die neueste Entwicklung von Hiby mit einer maximalen Bitrate von 1,2 Mbit / s und Übertragungsparametern von bis zu 24 Bit / 192 kHz. Aufgrund des zunehmenden Datenvolumens benötigt UAT Bluetooth Version 4.2 oder höher. Damit die Technologie funktioniert, kann jedes kompatible Android-Smartphone mit installierter Hiby Music-App und einem geeigneten Empfänger verwendet werden, beispielsweise ein kompakter Hiby W5-Bluetooth-Empfänger.
BT-UHD (Bluetooth Ultra High-Definition Audio) ist das Protokoll der nächsten Generation, das für maximale Wiedergabetreue bei hochauflösenden Audioaufnahmen entwickelt wurde. Die maximale Bitrate beträgt 2,3 Mbit / s. Zum ersten Mal auf dem Huawei Kirin A1 Mikroprozessor mit Bluetooth 5.1 implementiert.
LC3 ist der neueste Audio-Codec in der Bluetooth LE Audio-Spezifikation, der theoretisch eine bessere Klangqualität als Standard-SBC bei halber Bitrate liefern kann. Wie von den Entwicklern des Bluetooth SIG-Konsortiums (Special Interest Group) angegeben, erhalten Geräte mit LC3 eine längere Betriebszeit (durch Reduzierung des Stromverbrauchs) und die Möglichkeit, das Signal gleichzeitig an mehrere Empfangsgeräte zu senden (Broadcast Audio). Die Unterstützung für eine verbesserte Synchronisierung (Multi-Stream-Audio) wird ebenfalls erwähnt. Experten zufolge wird der LC3-Codec in drahtlosen Kopfhörern relevanter sein, bei denen einer der wichtigsten Indikatoren die Akkulaufzeit ist.

Änderung des Bluetooth-Stacks zur Verbesserung des Klangs in Kopfhörern ohne AAC-, aptX- und LDAC-Codecs

Änderung des Bluetooth-Stacks zur Verbesserung des Klangs in Kopfhörern ohne AAC-, aptX- und LDAC-Codecs

Bluetooth

Einige Benutzer von drahtlosen Kopfhörern bemerken eine schlechte Klangqualität und einen Mangel an hohen Frequenzen, wenn sie den Bluetooth SBC-Standardcodec verwenden, der von allen Audiogeräten unterstützt wird. Eine häufige Empfehlung zur Verbesserung des Klangs ist der Kauf von Geräten und Kopfhörern, die aptX- und LDAC-Codecs unterstützen. Diese Codecs erfordern Lizenzgebühren, daher sind die Geräte, die sie unterstützen, teurer.

Bluetooth

Es stellt sich heraus, dass die schlechte Qualität des SBC auf künstliche Einschränkungen der Bluetooth-Stacks und der Kopfhörerkonfiguration zurückzuführen ist. Diese Einschränkung kann auf jedem vorhandenen Gerät durch Softwareänderungen am Smartphone oder Computer vermieden werden.

SBC-Codec
Der SBC-Codec verfügt über viele verschiedene Parameter, die während der Verbindungsaufbauphase ausgehandelt werden. Unter ihnen:

Anzahl und Art der Kanäle: Joint Stereo, Stereo, Dual Channel, Mono;
Anzahl der Frequenzbänder: 4 oder 8;
Anzahl der Blöcke in einer Packung: 4, 8, 12, 16;
Quantisierungsbit-Zuweisungsalgorithmus: Loudness, SNR;
Der Maximal- und Minimalwert der zur Quantisierung verwendeten Bitgruppe (Bitgruppe): normalerweise 2 bis 53.

Der Decoder MUSS eine beliebige Kombination dieser Parameter unterstützen. Der Encoder kann möglicherweise nicht alles tun.
Bestehende Bluetooth-Stacks entsprechen im Allgemeinen dem folgenden Profil: Stereo-Set, 8 Bänder, 16 Blöcke, Lautstärke, Bitpool 2..53. Dieses Profil codiert 44,1-kHz-Audio mit 328 kbit / s.
Der Bitpool-Parameter wirkt sich direkt auf die Bitrate innerhalb eines Profils aus: Je höher diese ist, desto höher ist die Bitrate und damit die Qualität.
Der Bitpool-Parameter ist jedoch nicht an ein bestimmtes Profil gebunden. Andere Parameter beeinflussen die Bitrate ebenfalls erheblich: die Art der Kanäle, die Anzahl der Frequenzbänder, die Anzahl der Blöcke. Sie können die Bitrate indirekt erhöhen, indem Sie sich auf nicht standardmäßige Profile einigen, ohne die Bitgruppe zu ändern.

Berechnungsformel für die SBC-Bitrate

Beispielsweise codiert der Zweikanalmodus Kanäle separat unter Verwendung des für jeden Kanal gesetzten Vollbits. Indem wir das Gerät zwingen, Dual Channel anstelle von Joint Stereo zu verwenden, erhalten wir fast die doppelte Bitrate bei demselben maximalen Bitpoolwert: 617 kbps.
Meiner Meinung nach ist die Verwendung eines nicht profilierten Bitpool-Werts in der Verhandlungsphase ein Fehler im A2DP-Standard, der zu einer künstlichen Einschränkung der SBC-Qualität führte. Es wäre klüger, sich eher auf die Bitrate als auf die Bitgruppe zu einigen.

Diese festen Bitpool- und Bitrate-Werte stammen aus der Tabelle der empfohlenen Werte für Audio in hoher Qualität. Die Empfehlung ist jedoch kein Grund, sich auf diese Werte zu beschränken.

SBC Bluetooth-Profiltabelle

Die A2DP v1.2-Spezifikation, die von 2007 bis 2015 aktiv war, erfordert, dass alle Decodierungsgeräte mit Bitraten von bis zu 512 kbps ordnungsgemäß funktionieren:

Der SNK-Decoder muss alle möglichen Werte der Bitkombination unterstützen, die die maximale Bitrate nicht überschreiten. Dieses Profil begrenzt die maximal verfügbare Bitrate auf 320 kb / s für Mono und 512 kb / s für Zweikanalmodi.

In der neuen Version der Spezifikation gibt es keine Bitratenbeschränkung. Moderne Kopfhörer, die nach 2015 veröffentlicht wurden und EDR unterstützen, sollen Bitraten von bis zu 730 kbps unterstützen können.

Aus irgendeinem Grund haben die Bluetooth-Stacks, die ich für Linux (PulseAudio), Android, Blackberry und macOS getestet habe, künstliche Grenzen für den Maximalwert des Bitpool-Parameters, was sich direkt auf die maximale Bitrate auswirkt. Dies ist jedoch nicht das größte Problem. Fast alle Kopfhörer begrenzen den maximalen Bitpoolwert auf 53.
Wie ich bereits gesehen habe, funktionieren die meisten Geräte auf einem modifizierten Bluetooth-Stack mit einer Bitrate von 551 kbit / s einwandfrei, ohne Aussetzer oder Knistern. Diese Bitrate wäre jedoch unter normalen Umständen in normalen Bluetooth-Stacks niemals konstant.

Ändern Sie den Bluetooth-Stack
Jeder Bluetooth-Stack, der mit dem A2DP-Standard kompatibel ist, unterstützt den Zweikanalmodus, kann jedoch nicht über die Schnittstelle aktiviert werden.

Fügen wir der Schnittstelle einen Schalter hinzu! Ich habe Patches für Android 8.1 und Android 9 erstellt, die dem Stack volle Dual-Channel-Unterstützung hinzufügen, dem Moduswechselmenü in den Entwicklertools den Modus hinzufügen und Dual-Channel-SBCs so behandeln, als wären sie ein zusätzlicher Codec wie aptX, AAC oder LDAC (Android) nennt es HD Audio), indem Sie den Bluetooth-Geräteeinstellungen ein Häkchen hinzufügen.