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June 25, 2024 07:13
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Bluetooth Notes
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| 我是电丸科技的AK | |
| 这一期是硬核无线技术系列的 蓝牙篇 | |
| 蓝牙的内容有点多 | |
| 我分成上下期 | |
| 这一期是上期 | |
| 说到蓝牙 | |
| 就不得不提一下 | |
| 蓝牙产生的历史背景 | |
| 就是为什么产生了蓝牙这个东西 | |
| 在蓝牙以前 | |
| 设备之间只能是通过繁琐的线缆连接 | |
| 实现通讯 | |
| 作为出生在80年代的人 | |
| 有些童年的回忆 | |
| 是那些90年代 | |
| 和2000年代出生的人 | |
| 没有经历过的 | |
| 比如90年代初的时候 | |
| 我们那时候玩游戏 | |
| 有个游戏机叫Game Boy | |
| 那时候有些游戏是支持联机的 | |
| 我们是这样玩游戏的 | |
| 若干年后 | |
| 彩色版的Game Boy Color 面市了 | |
| GBC搭载的 | |
| 是红外通讯端口 | |
| 受限于功能 | |
| 只能做一些类似于交换宠物 | |
| 收发礼物之类 | |
| 这样的操作 | |
| 想要实质性的对战 | |
| 依然要靠一根连接线 | |
| 我上小学的时候 | |
| 接触到了文曲星这种神奇的玩具 | |
| 如果你不知道什么是文曲星 | |
| 你可以问一下你的长辈 | |
| 或者是哥哥姐姐 | |
| 当别的小伙伴都用来查字典 | |
| 学习的时候 | |
| 我在文曲星上面 | |
| 开启了我basic编程之路 | |
| 一些高端的型号 | |
| 也搭载了红外线通讯端口 | |
| 恰好有些游戏 | |
| 支持红外线联机 | |
| 比如说当年叱诧风云的「英雄传说」 | |
| 可以利用红外线通讯 | |
| 联机和别人 结婚 对战 练级 | |
| 比在GBC上交换宠物收发礼物 | |
| 这样的操作高端多了 | |
| 红外通讯作为光通讯的一种 | |
| 缺点是距离短 | |
| 并且会被障碍物阻挡 | |
| 我那时候经常是在打不过别人的时候 | |
| 用手挡住我文曲星上的红外线通讯端口来耍赖 | |
| 90年代的这些 | |
| 小型移动设备之间的通讯问题 | |
| 只能是依靠繁琐的线缆 | |
| 或者是利用通讯速率和限制特别大的红外线来实现 | |
| 你别说整个产业 | |
| 就连当年作为一个小学生的我 | |
| 都意识到这个问题了 | |
| 在1993年 | |
| 瑞典通讯的巨头 爱立信公司 | |
| 终于在内部开始启动了 | |
| 手持终端设备的短距离无线通讯功能的研发 | |
| 过了一年 | |
| 也就是1994年的时候 | |
| 同在北欧的诺基亚 | |
| 和远在北美的英特尔 | |
| 这两家公司 | |
| 纷纷有了相同的想法 | |
| 于是这几个巨头 | |
| 就凑在一起 开始讨论 | |
| 如何制定一套通讯协议 | |
| 来规范手机 电脑 和无线耳机的无线通讯标准 | |
| 1996年的年底的时候 | |
| 最开始这几家公司意识到 | |
| 想要创建一个规范的协议 | |
| 让不同的设备生产厂商 | |
| 和各种繁杂的工业标准 | |
| 无缝的统一起来 | |
| 难度是非常大的 | |
| 于是又过了两年 | |
| 他们陆续拉了其他的一些行业巨头 | |
| 在1998年的时候 | |
| 创建了 「Bluetooth Special Interest Group」 | |
| 简称「SIG」 | |
| 「蓝牙特别利益集团」 | |
| 这个时候集团的成员有 | |
| 爱立信 | |
| 英特尔 | |
| 诺基亚 | |
| IBM和东芝 | |
| 都是当年的巨头 | |
| 由于短距离无线通讯的标准的应用前景很大 | |
| 再加上最开始 | |
| 这五个巨头的牵线 | |
| 过了不到一年的时间 | |
| 组织拥有了国际上400个成员 | |
| 至今组织成员已经达到了几万量级 | |
| 在创建蓝牙特别利益集团的时候 | |
| 最开始的名字并没有一开始 | |
| 就引用蓝牙这个名字 | |
| Bluetooth这个名字 本来是无线电标准的 | |
| 初期的内部的称号 | |
| 后来因为正式版的名字取的并不好 | |
| 熟知度不高 | |
| 后来就被弃用了 | |
| 「蓝牙」这个名字才被延续下来 | |
| 蓝牙这个名字非常有意义 | |
| 取这个名字的来源 | |
| 有一个小故事 | |
| 在距今大概一千年前的北欧 | |
| 丹麦有一个国王 | |
| 叫做「Harald Blåtand」 | |
| 是个军事能力和谈判能力很强的一个国王 | |
| 他统一和团结了 | |
| 公元十世纪的丹麦和挪威 | |
| 给人民带来了基督教和民族认同感 | |
| 90年代的时候 | |
| 北欧的通信技术非常强大 | |
| 有着瑞典爱立信 | |
| 和芬兰的诺基亚 | |
| 这样的行业巨人 | |
| 所以蓝牙技术 | |
| 用了统一丹麦和挪威的北欧国王 | |
| Harald Blåtand 这个名字 | |
| 当你知道 | |
| 这个背景故事的时候 | |
| 真的能够很带入一种团结感 | |
| 而这种团结和统一的这种感觉 | |
| 正好也是蓝牙的用意 | |
| 刚好表达了 | |
| 统一电脑平台和手机终端 | |
| 以及其他移动平台的通讯标准 | |
| 网上传 | |
| 说这个国王爱吃蓝莓 | |
| 导致牙齿变蓝 | |
| 这是个很扯淡的说法 | |
| 蓝莓看起来是蓝的 | |
| 实际上果肉的颜色和果汁的颜色 | |
| 是一种偏红的暗紫色 | |
| 不可能把牙齿染成蓝色 | |
| 真正的原因是因为 | |
| Harald有一颗坏死的牙 | |
| 在古诺斯语（Norse）里面 | |
| 「blåtand」的意思是蓝黑色的牙 | |
| 但是英语里面没有直接对应的词 | |
| 所以就只能用「Bluetooth」 | |
| 我为什么知道古诺斯语呢 | |
| 因为很简单 | |
| 因为我在北欧上过学 | |
| 北欧文化影响到了很多后来的西方文化作品 | |
| 包括你们熟知的北欧神话 | |
| 什么雷神索尔 众神之神奥丁 | |
| 很多人都知道 | |
| 「上古卷轴」系列游戏的Skyrim | |
| 「天际」这一作就受到了很多 | |
| 古诺斯语的影响 | |
| 甚至游戏里面 北部的人 | |
| 就叫做「Nord」诺德人 | |
| 蓝牙这个名字有了之后 | |
| 蓝牙这个名字有了之后 | |
| 又借用Harald Blåtand | |
| 古诺斯语里面的两个首字母 | |
| H和B放在一起 | |
| 就做成了蓝牙的logo | |
| 这个就是蓝牙的logo和名字的由来 | |
| 背景故事说完了 | |
| 接下来说一些必要的 | |
| 基础的技术知识 | |
| 首先如果你不懂无线电通讯 | |
| 和电磁波的基本原理 | |
| 请移步去看我第一期的内容 | |
| 不然接下来的内容 | |
| 你可能理解起来会有困难 | |
| 你可以点这里去看一下 | |
| 然后最好有可能的话 | |
| 你把WiFi篇也看完 | |
| 因为蓝牙和WiFi | |
| 在技术上有相通的部分 | |
| 所以我接下来会结合着WiFi | |
| 对比着来讲蓝牙 | |
| 蓝牙工作在2.4GHz的大频段上 | |
| 和WiFi在2.4GHz的频段一样 | |
| 都在2.4~2.4835GHz频段 | |
| 不同的是 蓝牙在这83.5兆赫兹的频宽上 | |
| 分成了79个Channel | |
| 也就是信道 | |
| 采用FHSS的跳频的方式 | |
| 来进行通讯 | |
| 所以抗干扰能力比较强 | |
| 同时蓝牙的一个特点 | |
| 就是组建最高8个设备的「Piconet」 | |
| 也就是「微微网」所有设备之间 | |
| 都按照预设的跳频模型 | |
| 跳频通讯 | |
| 所以能够在同时 | |
| 互相不干扰的情况下 | |
| 实现多台设备 | |
| 在piconet的环境里面实现通讯 | |
| 而不会互相干扰 | |
| 我在这简单解释一下 | |
| 什么叫做跳频通讯 | |
| 非跳频通讯指的是 | |
| 无线电波 | |
| 在单一信道上 | |
| 持续的发送数据 | |
| 就像现在这个样子 | |
| 单一信道的通信 | |
| 容易受到干扰 | |
| 也容易被拦截 | |
| 有安全问题 | |
| 而跳频指的是无线电波 | |
| 在多个信道之间 | |
| 通过预设的模型 | |
| 在不同的信道之间 | |
| 切换发送数据 | |
| 接收信号的接收方 | |
| 通过预设的模型 | |
| 在相应的信道上接收数据 | |
| 这可以满足多个设备 | |
| 在同一时间 | |
| 利用不同的信道通讯 | |
| 而不互相产生干扰 | |
| 从90年代末 | |
| 到2004年是第一代 | |
| 蓝牙标准的发展期 | |
| 2000年的时候 | |
| 世界首款支持蓝牙的手机和耳机面市 | |
| 不用想 | |
| 肯定也是知道 | |
| 这是爱立信家的 | |
| 只有单工通讯模式 | |
| 也就是说 | |
| 如果你用了蓝牙耳机 | |
| 就不能传输文件 | |
| 而且不支持双声道耳机 | |
| 那个时候的数据通讯 | |
| 速率不到1Mbps | |
| 传一首3MB的音乐 | |
| 大概是需要超过半分钟 | |
| 这还只是理论速率 | |
| 不过考虑到那个时候的手机 | |
| 甚至连摄像头都没有 | |
| 传输的文件 | |
| 也大多是Midi格式的电子乐器音乐 | |
| 对 | |
| 就是以前手机上 | |
| 听到的那些铃声的音乐 | |
| 那个时候蓝牙的面市 | |
| 已经是革命性的了 | |
| 你如果不差钱 | |
| 买个单声道的蓝牙耳机打电话 | |
| 拉风程度绝对不亚于 | |
| 90年代初的大哥大 | |
| 经过几年的发展和不断的完善 | |
| 最后第一代蓝牙版本号是1.2 | |
| 制定于2003年年末 | |
| 修正了之前的各种bug | |
| 甚至添加了立体声耳机的支持 | |
| 不过通讯速率 | |
| 依然是只有0.7Mbps | |
| 所以如果你还记得 | |
| 在04年前后 非典时期 | |
| 如果你看到有人 | |
| 用立体声的蓝牙耳机 | |
| 那个人一定是土豪无疑 | |
| 2004年 蓝牙推出了2.0的标准 | |
| 相比第一代蓝牙标准 | |
| 第二代的最重要的升级是「EDR」 | |
| 「Enhanced Data Rate」 | |
| 也就是数据传输带宽 | |
| 提升到了2~3Mbps这个速度 | |
| 同时2.0的蓝牙 | |
| 开始支持双工通讯 | |
| 可以同时传输音频数据和文件数据 | |
| 你终于可以带着来耳机 | |
| 一边听歌一边传输文件了 | |
| 同时期的windows智能手机 | |
| 也开始出现 | |
| 我当年就用过多普达818 | |
| 多普达830 | |
| 一直到后面的CHT9000 | |
| 使用蓝牙从电脑上传输文件到手机 | |
| 或者是和机友之间 | |
| 用手机传输小电影和音乐 | |
| 这样的应用场景 | |
| 也慢慢变成了常态 | |
| 同时蓝牙2.1版本 | |
| 大幅降低了待机功耗 | |
| 同时也优化了传输距离 | |
| 从最开始的1.0时代的时候 | |
| 10米左右的通讯距离 | |
| 优化到了二三十米 | |
| 至此蓝牙完成了 | |
| 从最开始的一代到二代的演变 | |
| 这里我插一点内容 | |
| 蓝牙作为短距离无线通讯的标准 | |
| 其实最一开始的定位 | |
| 就是作为WiFi的应用的补充 | |
| WiFi的意义在于 | |
| 相对比较大的数据量的吞吐 | |
| 并且给移动设备 | |
| 加入了无线连接到局域网的能力 | |
| 从而可以让设备 | |
| 通过本地的无线局域网接入互联网 | |
| 而蓝牙的意义 | |
| 更多的在于 | |
| 打通设备之间的互联 | |
| 打破不同设备之间的 | |
| 兼容性的壁垒 | |
| 建立点对点的微型网络 | |
| 实现实时的传输音频流 | |
| 以及设备之间的文件传输 | |
| 相比WiFi的100mW左右的功耗 | |
| 几十到几百兆的通讯带宽 | |
| 以及几十米 | |
| 甚至上百米的通讯范围 | |
| 多数情况下 | |
| 蓝牙的功耗 | |
| 仅仅只有2~3mW | |
| 比WiFi设备少了几十倍 | |
| 数据传输带宽 | |
| 也往往只有同期蓝牙标准的不到1/10 | |
| 通讯范围也仅限于 | |
| 设备周边的 | |
| 几米到十几米的范围 | |
| 比如说第一代的蓝牙 传输带宽不到1Mbps | |
| 同期的802.11b的 | |
| WiFi标准 | |
| 通讯带宽是11兆 | |
| 蓝牙2.0 | |
| 能够把传输带宽做到3Mbps左右 | |
| 同期的802.11g的WiFi | |
| 能够达到54Mbps | |
| 虽然说都工作在2.4G频段 | |
| 但是蓝牙和WiFi | |
| 在机制和应用上 | |
| 互相弥补 | |
| WiFi带你上网 | |
| 蓝牙实现不同设备之间 | |
| 点对点的互联和设备之间的数据传输 | |
| 我刚才为什么提到WiFi | |
| 并且和蓝牙对比了一波 | |
| 因为在2009年和2010年这两年 | |
| 发生了一些有意思的事情 | |
| 2009年蓝牙特别利益集团 | |
| 想要实现WiFi | |
| 那样的大数据量吞吐 | |
| 在蓝牙3.0标准推出的时候 | |
| 引入了一个「high speed」概念 | |
| 「HS」使得蓝牙3.0 | |
| 在802.11的基础上 | |
| 通过集成802.11的协议适配层 | |
| 实现了蓝牙技术的高速传输 | |
| 传输带宽达到了24Mbps | |
| 这个802.11是不是听起来挺熟悉的 | |
| 没错 | |
| 就是WiFi的标准 | |
| 蓝牙3.0通过这一波操作 | |
| 在自己本身是WiFi的补充的定位上 | |
| 通过利用WiFi的技术 | |
| 进一步补足了传输速度的短板 | |
| 一年后的2010年 | |
| WiFi联盟 | |
| 借鉴了蓝牙的piconet 微微网的概念 | |
| 做出了「WiFi Direct」 | |
| 借鉴了蓝牙技术 | |
| 在WiFi上 | |
| 实现了点对点的传输能力 | |
| 蓝牙和WiFi | |
| 不约而同的 | |
| 向着彼此 | |
| 进行技术上的融合 | |
| 不过特别有意思的是 | |
| 通过WiFi Direct | |
| WiFi括展出了「手机热点」 | |
| 和苹果的「AirDorp」这样的功能 | |
| 应用前景越来越大 | |
| 而借鉴了WiFi的大带宽传输的蓝牙3.0 | |
| 却没有按照预想的方向 | |
| 通过传输速率的大幅提升 | |
| 大放异彩 | |
| 很快 蓝牙3.0的HS的高速传输的前景越来越暗淡 | |
| 导致几乎没有应用场景 | |
| 也没有厂商做出 | |
| 这个适用新技术的设备 | |
| 后来蓝牙3.0的HS技术 | |
| 就慢慢淡出了大众的视野 | |
| 彻底凉了 | |
| 通过这件事 | |
| 我解读出两个事情 | |
| 第一就是 | |
| 即使是行业巨头制定的标准 | |
| 也有不适应市场的情况发生 | |
| 蓝牙3.0HS高速传输 | |
| 就是一个例子 | |
| 第二就是我分析出了 | |
| 为什么借鉴了蓝牙的WiFi Direct发展起来了 | |
| 而借鉴了WiFi的蓝牙3.0 | |
| HS却没能如愿 | |
| 原因其实很简单 | |
| 因为蓝牙设备的主要应用场景 | |
| 还是无线耳机 | |
| 音频传输之类的这些应用 | |
| 本身就用不到高速传输 | |
| 再加上2010年前后 | |
| 手机互相传输文件的 | |
| 这种需求 本来就很小 | |
| 就算有的时候 | |
| 需要传个种子之类的 | |
| 也都让你们用QQ解决了 | |
| 另外需要高速传输的应用场景 | |
| 有WiFi Direct | |
| 同期的WiFi传输速率 | |
| 已经能够达到600Mbps | |
| 这样的理论峰值了 | |
| 24Mbps的蓝牙HS又一次被甩开了 | |
| 所以定位就很尴尬 | |
| 蓝牙3.0HS 在利用802.11 | |
| 高速传输的时候 | |
| 功耗也会瞬间变高 | |
| 这跟蓝牙本身低功耗 微网 实现短距离设备互联的 | |
| 这种定位 | |
| 相距甚远 | |
| 一些曾经尝试利用蓝牙3.0 | |
| HS高速传输的应用 | |
| 发现了功耗过高的问题 | |
| 会导致设备续航严重缩减 | |
| 所以纷纷放弃了 | |
| 使用蓝牙3.0HS的传输方式 | |
| 虽然蓝牙3.0宣布 通讯速率 | |
| 相比第二代蓝牙提高了8倍 | |
| 支持视频和高清电视的传输码率 | |
| 但是通讯设备双方 | |
| 都要在硬件和通讯协议上 | |
| 都采用最新的标准才能实现 | |
| 这个无疑就增加了 | |
| 厂商和消费者的门槛 | |
| 所以最后蓝牙3.0HS | |
| 陷入了泥潭 | |
| 我这儿给你们分享一个 | |
| 很有意思的事情 | |
| 2014年年底 | |
| 我买了一架无人机 | |
| 法国Parrot公司的「Bebop」 | |
| 这架无人机有一个特色 | |
| 就是利用手机的WiFi模块 | |
| 采用WiFi Direct的通讯技术 | |
| 实现手机遥控和实时图传 | |
| 无人机摄像头的画面 | |
| 其实当年的通讯技术 | |
| 完全可以采用蓝牙3.0HS这个技术 | |
| 通过蓝牙来实现遥控和图传 | |
| 但是Parrot公司 | |
| 依然采用了WiFi来实现 | |
| 大概可能因为我刚才说那几个原因 | |
| 第一 使用蓝牙会增加额外的设备的成本 | |
| 因为需要采用最新的蓝牙协议和芯片 | |
| 就会把成本转嫁到消费者和厂商上 | |
| 第二个原因就是相比蓝牙 | |
| WiFi有着更远的传输距离 | |
| 你不希望你的无人机 | |
| 只能飞个几十米 就没信号了 | |
| 第三个原因 | |
| 就是蓝牙授权费的问题 | |
| 我自己做过蓝牙相关的游戏产品 | |
| 我留在下一期好好给你们讲 | |
| 然后我就玩这架无人机 | |
| 不小心飞机一头就栽进了 | |
| 十几米高的松树的树丛里面 | |
| 我没有梯子 | |
| 所以够不着 | |
| 我记得当时这架无人机还挺贵的 | |
| 好像是五百美金的样子 | |
| 于是我就上网查这种事 | |
| 谁能来帮忙处理 | |
| 后来就发现这个业务可以交给本地的消防部门 | |
| 于是我就打了电话 | |
| 联系了当地的消防部门 | |
| 没过半个小时 | |
| 一辆跟擎天柱差不多的那种大小的消防车就开过来了 | |
| 然后两个消防员很恶劣的跟我说 | |
| 这种事情 为什么要叫他们 | |
| 我说你们政府主页上写了 | |
| 你们负责retrieve民众的私有财产 | |
| 而且你们部门的领导说 | |
| 这件事确实归你们管 | |
| 然后带头的消防员 | |
| 态度特别傲慢 | |
| 说我懒得给你拿 | |
| 我懒得给你处理这种事 | |
| 你可以用我们的梯子 | |
| 你自己爬着拿 | |
| 当时已经晚上七八点了 | |
| 天已经黑了 | |
| 而且美国的路灯又比较少 | |
| 挂着我飞机的那棵树 | |
| 黑黢黢的 | |
| 什么都看不见 | |
| 我很生气 | |
| 但是当时救援无人机的心态很着急 | |
| 我就没跟他废话 | |
| 我爬着梯子爬了十几米 | |
| 又打着手电筒 | |
| 就把飞机给取下来了 | |
| 完事之后 | |
| 我就写了一封投诉信 | |
| 给当地的相关部门 | |
| 没过两天我收到了回信 | |
| 是Fire Department的领导 | |
| 跟我道歉 | |
| 并且让当天负责的officer | |
| 也就是当天态度很傲慢的消防员 | |
| 写了个道歉信给我 | |
| 意思说 | |
| 不应该让平民来担这风险 | |
| 自己爬消防局的梯子 | |
| 他的行为非常的不恰当 | |
| 也不专业 | |
| 给那天的那个事儿跟我道歉 | |
| 这个是个题外话 | |
| 意思就是想让你了解到 | |
| 我实实在在的经历过 | |
| 蓝牙3.0HS的技术变迁 | |
| 以及为什么这个技术 | |
| 没有走向大众市场 | |
| 另一个用意是想告诉你们 | |
| 我爬梯子的经历很早了 | |
| 所以我对梯子技术很了解 就是这个原因 | |
| 2010年蓝牙的第4个版本的 | |
| 规范和技术标准 | |
| 被制定出来了 | |
| 蓝牙4.0意识到了 | |
| 盲目的增加通讯带宽 | |
| 想要跟WiFi对抗是不太现实的 | |
| SIG终于在蓝牙4.0的标准的制定上 | |
| 回归了初心 | |
| 按照之前蓝牙应该是WiFi技术的补充 | |
| 这样的定位 | |
| 进一步降低了功耗 | |
| 并且整合了老牌巨头诺基亚的 | |
| 一个叫做「Wibree」的 | |
| 低功耗的通讯技术 | |
| 把这个技术打包优化 | |
| 摇身一变 变成了「BLE」 | |
| 「Bluetooth Low Energy」 | |
| 同时兼容以前的蓝牙标准 | |
| 蓝牙4.0 规范定义了三种规格 | |
| 第一种就是4.0引入的BLE的概念 | |
| 主要针对的是极低的功耗 | |
| 数据传输带宽小 | |
| 但是兼顾了传输距离 | |
| 第二种就是沿用了 | |
| 3.0时代的高速通讯 | |
| 保证一些需要用到数据传输量相对较大的 | |
| 信息传输的吞吐能力 | |
| 同时没有在这条路上越走越偏 | |
| 依然采用的是最高24Mbps的传输带宽 | |
| 第三种就是保留了经典蓝牙1.0和2.0兼容性 | |
| 除此之外 | |
| 蓝牙4.0还将通讯距离 | |
| 从最开始的10米以内 | |
| 到十几米 | |
| 最后几十米 | |
| 提高到了100米 | |
| 搭配上了BLE的技术 | |
| 能够维持极低的功耗 | |
| 进行不亚于WiFi的通讯距离 | |
| 牺牲的仅仅是数据的传输带宽 | |
| 进一步增强了自己的技术定位 | |
| 就是超低功耗 | |
| 实现设备互联 | |
| 而不是大数据量吞吐 | |
| BLE技术诞生以来 | |
| 就是奔着物联网IoT的发展趋势去的 | |
| 所以从2010年之后 | |
| 大量支持BLE的物联网设备 | |
| 在市场上不断的涌现 | |
| 智能家居设备 | |
| 智能家居生态 | |
| 也开始大量的支持BLE | |
| 同时在蓝牙4.0时代 | |
| 我体验过最好玩的一个东西 | |
| 就是支持蓝牙4.0BLE技术的遥控纸飞机 | |
| 这个产品是一个以色列人在众筹网站上 | |
| 2013年的众筹项目 | |
| 因为采用了BLE 通讯距离在户外接近100米的应用场景 | |
| 对小型的遥控纸飞机来说 | |
| 距离非常的适合 | |
| 然后因为不用图传 | |
| 使得数据传输带宽特别小 | |
| 只需要传输很小的遥控数据 | |
| 加上超低的功耗 | |
| 简直是把BLE针对物联网技术的应用 | |
| 发挥的淋漓尽致 | |
| 反正我是特别佩服 | |
| 这个以色列朋友的产品设计 | |
| 能够这么前卫的使用 | |
| 契合度这么高的技术 | |
| 我早就听说 | |
| 以色列的无线电通讯技术世界前茅 | |
| 没想到通过一个小小的玩具设计 | |
| 就能够这么深刻的体会到 | |
| 以色列人是怎么玩无线电的 | |
| 当时我就想 | |
| 一个小小的陀螺仪 | |
| 加个单片机 | |
| 再加上一个小电机 | |
| 就能实现这个原理 | |
| 这么简单的小玩具 | |
| 明明我也可以做 | |
| 为什么这个点子就是想不到呢 | |
| 于是就出于一种悲愤的心态 | |
| 我以超低的价格 | |
| 在他的众筹活动中 | |
| 买了20架这样的遥控小飞机 | |
| 前前后后陆陆续续 | |
| 我玩了两三年 | |
| 这也是我自认为买到的科技类的玩具 | |
| 性价比最高的东西之一 | |
| 蓝牙4.0的大版本 | |
| 在接下来的几年里 | |
| 也不断更新 | |
| 推出了4.1和4.2 | |
| 分别进一步优化了 | |
| 物联网和可穿戴设备的支持 | |
| 也就是在蓝牙4.0的时代 | |
| 2015年 | |
| 苹果推出了第一代的apple watch | |
| 就是依靠蓝牙BLE结和WiFi | |
| 实现和iPhone的数据通讯 | |
| 才能在这么小的一个手表上 | |
| 实现一天多的续航时间 | |
| 你看 这个就是了解技术的好处 | |
| 你真的可以切身的 | |
| 结合自己的实际体验 | |
| 来看待技术的发展和演进 | |
| 并且能够真实的体验到科技 | |
| 带给我们生活的各种转变 | |
| 如果没有蓝牙BLE | |
| 而是采用以前的蓝牙通讯 | |
| 或者是仅仅用WiFi进行通讯 | |
| 我相信apple watch的续航 | |
| 不会满足苹果严苛的标准 | |
| 我们见证可穿戴设备蓬勃发展的年代 | |
| 也会延后 | |
| 很快时间来到了2016年 | |
| SIG在西雅图发布了下一代蓝牙标准 | |
| 也就是蓝牙5.0 | |
| 这一次的进化 | |
| 体现在了各个方面 | |
| 进一步增强了安全性 | |
| 然后通讯距离扩展到了300米 | |
| 传输带宽也有了提升 | |
| 而且进一步降低了功耗 | |
| 然后最大的一个技术革新 | |
| 就是通过蓝牙信标实现室内定位 | |
| 除此之外也添加了「Mesh组网」的支持 | |
| 打破了传统的微微网 八个终端设备的限制 | |
| 通过向烽火台一样的机制 | |
| 可以在建筑内 | |
| 甚至在户外组建成千上万设备 | |
| 互联的Mesh网络 | |
| 大幅扩展了蓝牙的应用场景 | |
| 在2019年的WWDC大会上 | |
| 苹果发布了利用到了WiFi GPS和蓝牙 | |
| 结合实现的室内定位的技术 | |
| 叫做「Indoor Positioning」 | |
| 苹果其中的一个技术供应商 | |
| 香港蜂图科技有限公司 | |
| 创始人陈博士 | |
| 恰好是我的朋友 | |
| 早在2017年 | |
| 苹果刚发布室内地图技术的时候 | |
| 陈博士就告诉我 | |
| 地图数据是他们提供的 | |
| 苹果室内的定位技术 | |
| 是结合了「蓝牙信标」 「WiFi Fingerprinting」 | |
| 等技术结合实现的 | |
| 可以看到蓝牙5.0技术 | |
| 无论是应用场景和技术参数 | |
| 又开始向着WiFi方向靠拢了 | |
| 蓝牙5.0也支持两路的音频传输 | |
| 可以同时连接两个音箱 | |
| 或者是耳机 | |
| 我们在苹果的「Share Audio」这个功能可以看到 | |
| 可以将同一音源推到两套AirPods耳机上 | |
| 就是蓝牙5.0的特性之一 | |
| 今年刚结束的WWDC2020发布会上 | |
| 可以看到苹果推出了一个 | |
| 拿iPhone当作车钥匙的一个新型应用 | |
| 其实就是利用到了 | |
| 「NFC近场通讯」技术 蓝牙和「Ultra Wide Band」 | |
| 「超宽带」芯片技术实现的 | |
| 蓝牙5.0从1999年的初代 | |
| 已经发展了二十余年了 | |
| 应用场景也越来越广泛 | |
| 虽然说在3.0时代 | |
| 小小的玩脱了一下下 | |
| 但是总体上来说 | |
| 还是有着自己准确的 | |
| 市场和技术上的定位 | |
| 作为同样的无线电传输的标准 | |
| 蓝牙和WiFi | |
| 在二十多年的发展中 | |
| 互相补足 | |
| 给现代的移动设备 | |
| 可穿戴设备和智能家居 各种领域 | |
| 带来了非常高的便捷性 | |
| 并且在物联网时代 | |
| 成了不可或缺的技术标准 | |
| 简单总结一下 | |
| 蓝牙的特点 | |
| 就是让设备之间 | |
| 实现点对点互联 | |
| 实现最基础的数据传输 | |
| 同时降低功耗 | |
| 功耗只有WiFi的几十到十几分之一 | |
| 需要大数据吞吐量的数据传输 | |
| 请使用WiFi | |
| 因为这个不是蓝牙的特长 | |
| 最显然易懂的WiFi和蓝牙结合的应用场景 | |
| 就是苹果的「AirDrop」功能 | |
| 充分利用到了 | |
| WiFi和蓝牙的各自的特性 | |
| 通过超低功耗 | |
| 超快握手的蓝牙 | |
| 实现设备连接 | |
| 再通过传输带宽大的WiFi | |
| 进行数据传输 | |
| 总而言之 | |
| 要省电 超长待机 要最基础的设备互联 | |
| 就用蓝牙 | |
| 要接入互联网 | |
| 要大数据量通讯 | |
| 就用WiFi | |
| 这两种通讯标准和谐共存 | |
| 各有各的作用 | |
| 刚刚的20多分钟里面 | |
| 我简述了蓝牙的发展和迭代的历程 | |
| 我的讲解内容是经过提炼过的 | |
| 如果你有兴趣 | |
| 详细的了解这些技术指标 | |
| 你可以自行搜索学习 | |
| 因为我曾经自己开发过 | |
| 一款硬件产品 | |
| 利用到了蓝牙芯片 | |
| 所以在下一期 | |
| 我会结合自己的经历 | |
| 继续讲解蓝牙技术的实际应用 | |
| 以及蓝牙技术的一些短板和缺陷 | |
| 比如说蓝牙耳机的延迟问题 | |
| 或者说为什么有些游戏手柄 耳机 | |
| 或者是鼠标键盘 | |
| 使用了蓝牙 | |
| 而有些不用蓝牙 | |
| 采用了他们自研的2.4GHz的通讯标准 | |
| 它们之间的优缺点各是什么 | |
| 欢迎关注硬核无线技术系列视频 | |
| 蓝牙篇的下期 | |
| 本期结束 |
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| 我是电丸科技的AK | |
| 曾经开发过 | |
| 蓝牙产品的开发者 | |
| 这一期是硬核无线技术 | |
| 蓝牙篇的下期 | |
| 这一期我会讲到蓝牙的几个 | |
| 比较主流的应用场景 | |
| 和各自的优缺点 | |
| 看完这一期 | |
| 你会对蓝牙有更深入的了解 | |
| 上一期简单介绍了一下 | |
| 蓝牙技术的发展历程 | |
| 这一期来讲一讲 | |
| 跟你们生活息息相关的 | |
| 蓝牙技术的实际应用 | |
| 比如说蓝牙耳机 | |
| 比如说蓝牙键盘鼠标 | |
| 还有很多游戏控制器 手柄 | |
| 包括我自己研发的游戏控制器「Tilted」 | |
| 首先先声明一点 | |
| 我的视频是面对普通人的科普 | |
| 你不用担心 | |
| 你不是技术人员 | |
| 所以看不懂 | |
| 我不仅不会深挖技术概念 | |
| 反而能化繁为简的 | |
| 把技术话题说得让所有人都能听得懂 | |
| 这些知识 | |
| 其实都很有意思 | |
| 也很有价值 | |
| 即便是普通人 | |
| 我觉得也有必要了解 | |
| 看完这期视频 | |
| 你就大概明白了 | |
| 蓝牙设备的工作原理 | |
| 和科技产品的一些逻辑和优缺点 | |
| 有了系统的了解 | |
| 你就可以跟别人装一装啥的 | |
| 如果你觉得没必要了解这些知识 | |
| 但是又好奇 | |
| 为什么很多人吐槽 | |
| 蓝牙耳机的音质差 | |
| 或者为什么来耳机有延迟 | |
| 又或者为什么 | |
| 很多游戏外设厂商 | |
| 比如说鼠标键盘 | |
| 还有手柄 | |
| 这些厂商使用了蓝牙 | |
| 为什么有些厂商又不蓝牙 | |
| 又或者为什么像微软一样的大厂 | |
| 明明在xbox手柄上 | |
| 搭载了蓝牙芯片 | |
| 但是连自家的游戏机 | |
| 用的是自主的通讯标准 | |
| 手柄跟电脑联机却用蓝牙 | |
| 如果你有这些疑问 | |
| 这个视频都会解答 | |
| 首先先讲一下 | |
| 两个特别基础和重要的概念 | |
| 「Bluetooth Protocol Stack」 | |
| 也就是「蓝牙协议栈」 | |
| 和各种蓝牙「Profile」 | |
| 「技术规范」 | |
| 蓝牙协议栈 | |
| 就是一系列协议的堆栈 | |
| 也是把协议实现的代码 | |
| 蓝牙无线传输数据的逻辑是 | |
| 假如说你用蓝牙耳机听音乐 | |
| 或者是用蓝牙键盘打游戏 | |
| 按了一个按键 | |
| 这些都是需要 | |
| 通过无线的方式传输的数据 | |
| 这些数据经过应用层 | |
| 也就是听歌也好 | |
| 键盘的按键也好 | |
| 通过协议栈 | |
| 以蓝牙的规范 | |
| 层层封包 | |
| 最后通过天线发射出去 | |
| 被接收端接收 | |
| 然后数据被解释出来 | |
| 变成了音乐 从耳机里面播放出来 | |
| 或者是你的一波闪现空大的操作 | |
| 被电脑接收到 | |
| 然后执行出来 | |
| 这就是整个无线传输的过程 | |
| 而协议栈要做的事情 | |
| 具体是什么呢 | |
| 比如一个蓝牙设备 | |
| 发送一串数值 | |
| 0X53 | |
| 表明自己的电量情况 | |
| 想要发送给另一台设备 | |
| 我作为开发者 | |
| 写出来的代码 | |
| 就是send（0X53） | |
| 发送包含电量数据的数据包就可以了 | |
| 看似好像是只需要把设备的电量信息 | |
| 封包发出去就好了 | |
| 但是事情有那么简单吗 | |
| 就这么一个小小的问题 | |
| 我们这些搞计算机的人 | |
| 会瞬间想到一万种情况 | |
| 比如说数据发送的时序问题 | |
| 数据长度问题 | |
| 数据类型问题 | |
| 访问地址问题 | |
| 接收端有没有在听的这些问题等等 | |
| 所以很多人都说 | |
| 搞计算机的理工男 | |
| 跟机器一样冷冰冰的 | |
| 不擅交际和表露感情 | |
| 就是因为这个原因 | |
| 因为长期跟计算机和机器打交道 | |
| 必须要这么严谨和认真 | |
| 比如说发送电量信息 | |
| 这么一个小小的事情 | |
| 你不懂技术 | |
| 只会觉得很简单 | |
| 只需要发送0X53 | |
| 这组数据就行了 | |
| 而实际的情况是极其复杂的 | |
| 而解决这些复杂的问题 | |
| 就是协议栈的目的 | |
| 比如说我要发送电量数据 | |
| 到另一个设备 | |
| 我写的代码是send(0X53) | |
| 经过一层一层协议栈的自动的处理 | |
| 自动帮我定义访问地址 | |
| 数据长度 | |
| 数据类型 | |
| 规范发送的时序等等之后 | |
| 最后真实传输的数据包 | |
| 内容是这个样子的 | |
| 而这些层层封包自动化处理 | |
| 就是协议栈所干的事情 | |
| 我之前在翻墙系列的系列视频第七期VPN那一期讲了 | |
| 「OSI模型」解释了数据在软件硬件 | |
| 各种层级中的流动情况 | |
| 有兴趣的 | |
| 你可以去看一下 | |
| 蓝牙的协议栈跟OSI的原理差不多 | |
| 数据也是一层一层的处理 | |
| 最后通过天线的硬件发射出去 | |
| 所以你看技术都是相通的 | |
| 接下来我来解释一下 | |
| 什么是蓝牙的Profile | |
| 也叫做服务 | |
| 或者是规范 | |
| 这些规范 | |
| 或者是服务被「SIG」 | |
| 也就是「蓝牙特别利益集团」定制 | |
| 为的是统一不同厂商 | |
| 和设备之间的标准 | |
| 你可以理解为一个规范的语法 | |
| 让所有的蓝牙设备 | |
| 可以互相通讯 | |
| 就好比我国的普通话 | |
| 如果没有普通话 | |
| 那么多民族和地区的方言 | |
| 我们是无法沟通的 | |
| 这些规范 | |
| 比如说有「立体声音频传输规范」 | |
| 「A2DP」 | |
| 「Advanced Audio Distribution Profile」 | |
| 打电话的蓝牙耳机的规范 | |
| 「HSP」「Headset Profile」 | |
| 还有用来跟打印机数据做沟通的「BPP」 | |
| 「Basic Printing Profile」 | |
| 还有比如说蓝牙键盘鼠标 | |
| 还有游戏控制器 手柄 | |
| 人体输入学设备这些 | |
| 「HID」 | |
| 「Human Input Device」 | |
| 结合蓝牙的协议栈和各种Profile | |
| 如果你是开发人员 | |
| 你在蓝牙协议栈的上层 | |
| 也就是应用层来做开发 | |
| 来开发实现你需要的功能 | |
| 比如说你如果说你是做蓝牙耳机的 | |
| 你就在协议栈的上层 | |
| 调用A2DP的Profile | |
| 做音频传输的相关开发 | |
| 如果你是做蓝牙鼠标键盘的 | |
| 在协议栈的上层调用HID规范 | |
| 做人体输入学设备的开发 | |
| 基础知识了解完了 | |
| 接下来开始讲 | |
| 跟你生活息息相关的东西了 | |
| 首先就是蓝牙耳机 | |
| 很多人跟我说 | |
| 蓝牙耳机音质差 延迟高 | |
| 说的没错 | |
| 如果你真的特别在意音质 | |
| 你追求HiFi 解决方法其实很简单 | |
| 那就是别用蓝牙就行了 | |
| 用有线耳机 | |
| 或者是2.4G的耳机 | |
| 或者是开功放 | |
| 真的 别笑 | |
| 我是认真的 | |
| 因为蓝牙技术解决的问题 | |
| 是把有线变成无线 | |
| 要考虑功耗问题 | |
| 还要把不同厂商和设备之间的兼容性 | |
| 做到最好 | |
| 所以存在音质一般 有延迟这样的缺点 | |
| 这就是取舍 | |
| 蓝牙的本质上来说 | |
| 就是低功耗的无线传输技术 | |
| 蓝牙耳机解决的问题 | |
| 就是能让你摆脱线缆的束缚 | |
| 同时保证你能听到声音 | |
| 但是你拿来听HiFi | |
| 还期待有多好的效果 | |
| 真的就是本末倒置了 | |
| 你不管用什么牌子的蓝牙耳机 | |
| 都走的是A2DP的蓝牙音频的规范 | |
| 都是那几个编码方式 | |
| 所以在蓝牙耳机上 | |
| 想要体验发烧级的HiFi的效果 | |
| 你就是真的发烧了 | |
| 我群里时不时能看到几个朋友讨论 | |
| 前几天我看到有人在群里说 | |
| 蓝牙是很垃圾的无线技术 | |
| 什么蓝牙音质很差 | |
| 什么垃圾之类的 | |
| 我就很想跟他讲讲原理和原因 | |
| 但是一个人一个人的解释效率又太低了 | |
| 所以直接促使 | |
| 我想做这一期的视频 | |
| 来好好聊一聊这个话题 | |
| 那么为什么蓝牙耳机 | |
| 还有音响 车载音响有延迟 | |
| 然后音质一般 | |
| 聊到这个话题 | |
| 我要先讲清楚 | |
| 几个很重要的知识点 | |
| 这个世界上任何声音 | |
| 都是模拟信号 | |
| 理论上如果说用数字信号 | |
| 来完美的还原模拟信号 | |
| 数据量是可以接近无穷大的 | |
| 我在第一期视频的结尾的部分 | |
| 有详细解释过 | |
| 有兴趣的 | |
| 记得可以去看一下 | |
| 点这里 | |
| 用绝对完美的数字信号 | |
| 来替代模拟信号 | |
| 是不现实的 | |
| 因为要考虑传输和存储的可行性 | |
| 况且模拟信号很多细节 | |
| 我们人耳也听不出来 | |
| 没必要浪费空间 | |
| 把这些人耳都听不出来的部分 | |
| 也通过数字信号 | |
| 完美的还原 | |
| 所以就有了采样这个技术的出现 | |
| 只要把模拟信号里面 | |
| 我们认为有必要的部分采样出来 | |
| 转换成数字信号 | |
| 最大程度的还原这个声音 | |
| 这个就是采样的目的 | |
| 采样率越高 | |
| 数字信号从模拟信号采集的细节就越多 | |
| 体积也就越大 | |
| 采样率越低 | |
| 细节就越少 | |
| 声音的音质就越差 | |
| 但是生成的文件体积就越小 | |
| 采样率高低 | |
| 各有利弊 | |
| 应用场景也不相同 | |
| 比如说音乐的采用率就比较高 | |
| 越高越好 | |
| 越高越能准确的还原乐器的音色 | |
| 高低音和音乐里面的细节 | |
| 但是实时通话就不一样了 | |
| 你能听清楚对方说话和要表达的意思就够了 | |
| 不需要像音乐那样 | |
| 还原那么多细节 | |
| 经过采样的音频数据 | |
| 每一秒钟的数据量 | |
| 这个就叫做码率 | |
| 比如说MP3 | |
| 就有128 256 320这几种码率 | |
| 码率越高 | |
| 理论上音质越好 | |
| 采样率就越高 | |
| 文件也就越大 | |
| 理论上把你说话的发出的声音 | |
| 采样成数字信号 | |
| 如果采样率无限大 | |
| 那么理论上生成的数据量也就无限大 | |
| CD的音质公认的可以满足绝大多数人对音质的追求 | |
| 虽然也是经过比较高的采样率 | |
| 采样模拟信号生成的数字信号 | |
| 但是我们认为CD的音质 | |
| 基本上可以满足「无损」这个定义 | |
| 经过相对比较高的采样率生成的数据 | |
| 每秒 CD大概是1400kbps的码率 | |
| 延迟问题是怎么出现的呢 | |
| 如果不使用蓝牙耳机 | |
| 你打电话的时候的声音的处理 | |
| 和传输的逻辑是这样子的 | |
| 首先你说话的声音的信号 | |
| 被麦克风拾取 | |
| 然后经过「DAC」 | |
| 「Digital to Analog Converter」 | |
| 把模拟信号转成数字信号 | |
| 然后经过「Amplifier」发放大器电路 | |
| 再通过手机网络传输给对方 | |
| 对方收到信号之后反着来 | |
| 经过对方的「DAC」 | |
| 然后变成模拟信号 | |
| 经过扬声器再播放出来 | |
| 本身这个过程就有一定的延迟 | |
| 只不过延迟很低 | |
| 不考虑手机网络传输信号的前提下 | |
| 可能只有几毫秒到几十毫秒 | |
| 人基本上感觉不出来延迟的存在 | |
| 但是通过蓝牙传输 | |
| 就多了很多步骤了 | |
| 同样是你的声音 | |
| 被蓝牙耳机的麦克风拾取 | |
| 经过DAC 然后你的蓝牙耳机 | |
| 需要按照蓝牙协议栈 | |
| 和标准的蓝牙耳机 | |
| 规范HSP来给声音编码 | |
| 跑完协议栈 | |
| 然后通过天线 | |
| 把编码数据发送给手机 | |
| 手机天线接收到之后 | |
| 需要解码 | |
| 反着跑一遍协议栈 | |
| 然后才到了 | |
| 把数据传给另一方这个步骤 | |
| 而数据跑协议栈 | |
| 蓝牙规范和编解码的过程 | |
| 就是最大的产生延迟的根本原因 | |
| 延迟可以高达上百毫秒 | |
| 甚至几百毫秒 | |
| 这样的延迟对人来说 | |
| 感知就很强烈了 | |
| 很多人说可能没有意识到 | |
| 蓝牙耳机有延迟的问题 | |
| 那是因为如果你只是看电影 | |
| 画面会相应的做延后的补偿 | |
| 来等待延迟的音频同步播放 | |
| 所以多数情况下 | |
| 是很难感知的 | |
| 但是你可以戴着蓝牙耳机 | |
| 去打游戏试一试 | |
| 你立刻就能感受出来 | |
| 尤其是快节奏的竞技性游戏 | |
| 这就是为什么 | |
| 绝大多数竞技游戏耳机 | |
| 没有采用蓝牙的根本原因 | |
| 补充一个小知识 | |
| 你们多数人都遇到过一种情况 | |
| 但是很多人可能都不明白原理 | |
| 那就是很多人戴着蓝牙耳机听音乐的时候 | |
| 突然接到一个电话 | |
| 你点了接通之后 | |
| 马上通话的音质 | |
| 就发生了转变 | |
| 变得很差 | |
| 挂断电话之后 | |
| 往往继续播放的音乐音质也会变得很差 | |
| 过了几秒才会恢复到之前好音质的状态 | |
| 原因就在于刚刚提到的两种规范 | |
| 听音乐的A2DP规范和打电话的HSP规范 | |
| 播放音乐的时候 | |
| 采用的是A2DP规范 | |
| 这个规范专门用来听音乐 | |
| 看电影之类的场景 | |
| 采用比较好的Codec给音频编码 | |
| 牺牲一定程度的延迟 | |
| 来实现高质量的音频传输 | |
| 而用蓝牙耳机通话的时候 | |
| 采用的是HSP规范 | |
| 牺牲的是音质 | |
| 降低了延迟 | |
| 规范切换的过程 | |
| 就是你听到的 | |
| 从通话状态音质比较差 | |
| 到音乐播放音质变好的过程 | |
| 要回答为什么蓝牙耳机音质一般 和延迟比较高这个问题 | |
| 简单来说有几个原因 | |
| 第一个是编码 | |
| 你听到的声音都不是实时的 | |
| 音频文件播放的声音 | |
| 跟用有线耳机 | |
| 听音乐的逻辑是不一样的 | |
| 蓝牙音频需要经过再次编码 | |
| 蓝牙的目的就是低功耗 | |
| 所以传输带宽受到协议限制 | |
| 必须要按照蓝牙A2DP的规范 | |
| 采用固定的几种编码方式 | |
| A2DP规范 | |
| 要求蓝牙耳机传输音频的码率 | |
| 最高限制在768kbps | |
| 这就有一个很有意思的事了 | |
| 你如果用蓝牙耳机听CD | |
| 必然牺牲了音质 | |
| 这就是为什么 | |
| 我说想要最好的音质 | |
| 你就不要指望蓝牙 | |
| 那些可能不太了解技术的音响发烧友 | |
| 天天讨论蓝牙耳机的音质好坏 | |
| 在我看来就挺有意思的 | |
| 1400kbps码率的CD用蓝牙传输 | |
| 经过A2DP规范再次编码 | |
| 硬生生的把码率拦腰砍了一半 | |
| 你说音质能好到哪去呢 | |
| 这就是为什么 | |
| 如果你听320kbps的MP3 | |
| 蓝牙耳机的音质足够好了 | |
| 因为A2DP规范支持最高768kbps的音频传输 | |
| 对音质没有那么发烧的普通人 | |
| 用蓝牙耳机听音乐足足够了 | |
| 但是如果你用蓝牙耳机 | |
| 听码率很高的无损音乐 甚至CD | |
| 你还抱怨音质不如有线耳机 | |
| 这个行为本身就很奇怪了 | |
| 这也解释了有些人的疑惑 | |
| 为什么蓝牙耳机A2DP规范上限码率768 | |
| 但是可以用来听1400的CD | |
| 而不会发生断断续续的情况 | |
| 就是因为不管音源是什么 | |
| 蓝牙传输都经过了二次编码 | |
| 不管原始码率有多高 | |
| 都会统一采样 | |
| 编码成固定的码率 | |
| 这里特别说明一下 | |
| 绝大多数人 | |
| 包括我自己 | |
| 其实听不太出来 | |
| 320kbps码率的MP3 | |
| 和1400kbps的CD音质的太大的区别 | |
| 如果你能听得出来 | |
| 说明你是金耳朵 | |
| 你是少数人 | |
| 所以蓝牙为了权衡功耗和延迟的问题 | |
| 采用的编码 | |
| 迎合了多数人的需求 | |
| 蓝牙的音质足够好了 | |
| 如果你是HiFi发烧友 | |
| 蓝牙是满足不了你的 | |
| 因为二次编码的过程 | |
| 牺牲了音质 | |
| 也正是因为二次编码延迟问题 | |
| 从源头上就无法得到彻底的解决 | |
| 也就是说通过编码 | |
| 延迟比较高的问题 | |
| 是永远存在的 | |
| 在蓝牙用来做音频传输的 | |
| A2DP规范中 | |
| 采用的编码方式 | |
| 主要有「SBC」「AAC」「aptX」等等这几种 | |
| 但是这些编码方式的码率 | |
| 必须小于A2DP规范定义的最高768kbps | |
| 早期的蓝牙 | |
| 采用的是SBC编码方式 | |
| 是一种比较中庸 | |
| 并且比较古老的编码方式 | |
| 权衡了编解码的延迟 功耗 带宽这些因素 | |
| 好处是统一性高 | |
| 不管你用什么设备 | |
| 必须按照规范走 | |
| 保证的只要是蓝牙耳机 | |
| 都会有一致的体验 | |
| 坏处就是没有弹性 | |
| 延迟和码率的问题 | |
| 按照现在的标准来说 | |
| 也确实存在一定的提升空间 | |
| SBC的编码码率是342kbps 延迟大概是200毫秒左右 | |
| 刚才提到的 | |
| 对绝大多数人来说 | |
| 公认认为音质比较好的CD的标准码率 | |
| 是1400kbps | |
| 从码率上来看 | |
| 蓝牙A2DP立体声规范 | |
| 采用的SBC编码 | |
| 比CD差了4倍多 | |
| 这就为后来的aptX这种编码方式的出现 | |
| 提供了契机 | |
| aptX这种编码方式是高通定制的 | |
| 差不多也是350kbps码率 | |
| 但是同等码率下 | |
| 有着相比SBC更好的音质 | |
| 延迟也降低到了120毫秒左右 | |
| 在2009年整合进了蓝牙的A2DP的音频规范里面 | |
| 从那以后 | |
| 靠着向下兼容 | |
| 和SBC编码共存 | |
| 设备间如果都支持aptX编码 | |
| 这种情况下会采用aptX | |
| 但是如果一方不支持 | |
| 那么就用兼容性更好的SBC编码 | |
| 2012年和2016年的时候 | |
| A2DP规范分别加入了 | |
| 进一步降低延迟的「aptX Low Latency」 | |
| 和进一步增强了音质的「aptX HD」这两种编码 | |
| 其中Low Latency的延迟 | |
| 控制在了40毫秒左右 | |
| 而增强了音质的HD | |
| 延迟反而增加到了200毫秒 | |
| 跟早期的SBC达到了一个级别 | |
| 但是好处就是音质大幅增强 | |
| 码率也上涨到了576kbps | |
| 反正只有听音乐和看电影的时候 | |
| 才会调用aptX HD编码 | |
| 而且画面会根据声音延迟做补偿 | |
| 所以aptX HD这种编码 | |
| 也有它特定的应用场景 | |
| 随着蓝牙的进化 | |
| 专门用来传输音频的 | |
| A2DP规范的编码方式 | |
| 从最早的只有SBC编码 | |
| 到后面出现的AAC aptX aptX Low Latency | |
| aptX HD还有aptX Adaptive 等等等等这些 | |
| 随着编码方式越来越多 | |
| 这就说到了第二个 | |
| 导致蓝牙耳机音质一般和延迟比较高的问题 | |
| 那就是兼容性 | |
| 由于音频的编码越来越多 | |
| 很多人说蓝牙耳机音质不好 延迟高 | |
| 大概率就是因为你的设备可能比较廉价 | |
| 又或者说比较老 | |
| 编码用的是SBC | |
| 很可能你的耳机支持新编码 | |
| 但是你的手机 | |
| 或者是电脑的蓝牙芯片比较老 | |
| 也会出现不得不降级 | |
| 使用SBC编码传输的这个情况 | |
| 这里插个题外话 | |
| aptX系列编码 | |
| 因为是高通家的 | |
| 广泛应用在windows | |
| android平台 | |
| 但是苹果也是个行业巨头 | |
| 也想自己玩自己的标准 | |
| 所以苹果手机和苹果的耳机 | |
| 都是不支持aptX系列编码的 | |
| 但是苹果的设备 | |
| 音质和延迟问题相比aptX编码的设备 | |
| 不但毫不逊色 | |
| 多数情况下反而更加优秀 | |
| 那是怎么做到的呢 | |
| 原因就在于 苹果自己 | |
| 基于蓝牙的H1和W1自主研发的芯片和AAC编码 | |
| 苹果为了最好的体验 | |
| 从硬件和协议的层面 | |
| 都使用自家的标准 | |
| 跟高通的aptX一样 | |
| 也都是自己的一套东西 | |
| 具体就不细节展开讲了 | |
| 大公司之间的商业竞争问题 | |
| 总之如果你在苹果家的生态 | |
| AAC编码的音质和延迟问题 | |
| 相比aptX毫不逊色 | |
| 但是如果你用苹果的无线耳机 | |
| 连android的手机 | |
| 很多时候 | |
| 默认编码采用的还是SBC | |
| 那么音质 延迟还有电量续航问题 | |
| 就会受到很大的影响了 | |
| 如果可能的情况下 | |
| 手动选择AAC编码是绝对有必要的 | |
| 所以你看 | |
| 封闭的苹果生态 有利有弊 | |
| 但是在硬件和服务的角度上来看 | |
| 封闭的生态的优势就体现出来了 | |
| 你不需要知道那么多细节 | |
| 拿来就用 效果最好 | |
| 安卓虽然说开放 | |
| 但是太开放 | |
| 也会有各种问题 | |
| 扔给用户的选择太多 | |
| 你如果不懂技术原理 | |
| 选择太多反而会给你增加成本 | |
| 总结一下 | |
| 为什么蓝牙耳机有延迟 和音质一般的情况 | |
| 那就是因为蓝牙通讯标准的限制 | |
| 蓝牙要解决的问题是 | |
| 让设备之间无线的连接 | |
| 而不是专门为HiFi设计的 | |
| 因为协议栈 | |
| 因为蓝牙Profile规范 | |
| 因为要兼顾新老硬件和协议 | |
| 这些综合原因共同作用 | |
| 导致延迟和音质一般的问题 | |
| 所以说想要最好的体验 | |
| 请保证自己的设备 | |
| 都支持最新的标准 | |
| 一旦你的设备 | |
| 其中一个不兼容最高的标准 | |
| 哪怕你的另一个设备是最新的 | |
| 它们之间的通讯 | |
| 也会降低到之前的编码方式 | |
| 另外如果想要体验蓝牙耳机 | |
| 最好的音质和最低的延迟 | |
| 非苹果生态请用aptX编码 | |
| 苹果生态 | |
| 请攒钱买全家桶 | |
| 接下来讲到蓝牙的HID规范 | |
| 和人体输入学设备 | |
| 比如说蓝牙鼠标键盘 | |
| 游戏手柄之类的硬件了 | |
| 你们可能最大的困惑在于 | |
| 为什么很多设备支持蓝牙 | |
| 很多设备只支持2.4配个接收器 | |
| 也有很多设备是双模的 | |
| 比如说罗技的很多产品 | |
| 有蓝牙 也有自己的优联Unifying无线技术 | |
| 原因很简单 | |
| 就是因为协议栈 | |
| 蓝牙规定了标准 | |
| 又为了顾全多个设备 | |
| 和厂商之间互相兼容 | |
| 导致多数HID设备 | |
| 会有比较高的延迟 | |
| 对普通办公来说 | |
| 那点延迟不算什么 | |
| 但是对于实时性 | |
| 有严格要求的游戏来说 | |
| 蓝牙的鼠标键盘延迟就比较高了 | |
| 这里可能会有人不同意 | |
| 认为蓝牙的鼠标键盘的延迟 | |
| 感觉不太出来 | |
| 原因主要分为三个 | |
| 第一个原因是看你玩的游戏的类型 | |
| 非竞技性的休闲游戏 | |
| 比如说你玩个连连看 纸牌游戏啥的 | |
| 蓝牙的那点延迟 | |
| 你很难感受得到 | |
| 但是如果你玩一些激烈的对抗性游戏 | |
| 延迟的感受就比较明显了 | |
| 另一个原因在于 | |
| 你的显示器刷新率越高 | |
| 画面帧率显示的频率也就越高 | |
| 这个时候 | |
| 如果你用蓝牙键盘和鼠标 | |
| 你就更加能明显的感知到 | |
| 这就是为什么 | |
| 普通办公用的显示器 | |
| 比如说60Hz | |
| 每一帧平均的生成时间是17毫秒 | |
| 蓝牙的延迟 | |
| 普遍是在8毫秒到十几毫秒之间 | |
| 由于画面刷新的时间 | |
| 17毫秒 | |
| 基本上涵盖掉了蓝牙的延迟 | |
| 所以不太容易感知 | |
| 但是如果你用高刷新率显示器打游戏 | |
| 画面更新的平均时间 | |
| 是在4毫秒到9毫秒之间 | |
| 那么就比普通的蓝牙的鼠标键盘速度更快了 | |
| 蓝牙的延迟跟不上画面的刷新率 | |
| 你就能够感知到鼠标指针 | |
| 和按键输入的滞后感 | |
| 第三个原因在于 | |
| 蓝牙HID规范定义人体输入学设备的「Polling Rate」 | |
| 普遍都是在125Hz | |
| 也就是说一秒钟蓝牙鼠标键盘报告自己的状态125次 | |
| 平均每8毫秒报告一次 | |
| 而采用2.4G或者是有线的鼠标键盘 | |
| 报告率能够达到1000Hz | |
| 也就是平均1毫秒报告一次 | |
| 这也就是为什么 | |
| 很多厂商用自己的2.4G通讯配合接收器 | |
| 就是因为对于竞技游戏 | |
| 相关的产品来讲 | |
| 蓝牙的延迟是致命的 | |
| 虽然说只有8毫秒 | |
| 虽然说你可以提高蓝牙的报告率 | |
| 但是具体能提高多少 | |
| 我还真不知道 | |
| 我尝试查过蓝牙HID规范 | |
| 但是除了125Hz标准的报告率之外 | |
| 我查不到 规范定义允许最高的报告率是多少 | |
| 这个其实很好理解 | |
| 因为BLE的目的 | |
| 就是为了低功耗 | |
| 你报告率提高 | |
| 就意味着功耗成倍的增加 | |
| 那么采用蓝牙的意义 | |
| 反而就没了 | |
| 设备生产厂商也不傻 | |
| 没有做在蓝牙协议栈里面提高报告率的事情的必要 | |
| 还有一个原因 | |
| 我猜测是因为如果采用蓝牙 | |
| 提高了报告率 | |
| 降低了报告率产生的延迟 | |
| 依然还有协议栈的延迟 | |
| 相比2.4G来说 | |
| 不仅没有优势 | |
| 反而还要买SIG | |
| 也就是蓝牙特别利益集团 | |
| BQB的授权 | |
| BQB授权费就是说 | |
| 假如说你生产蓝牙技术的产品 | |
| 你需要向SIG蓝牙特别利益集团 | |
| 买这个技术授权 | |
| 授权费我记得大概是8000美金 | |
| 对比2.4G来讲没有优势 | |
| 还要花钱 | |
| 为什么还要用蓝牙呢 对吧 | |
| BQB授权这个话题我等一下给你们讲 | |
| 2.4G频段属于「ISM频段」 | |
| 「Industrial Scientific Medical」 | |
| 「工业 科研 医用」频段 | |
| 不需要购买任何授权 | |
| 就可以免费使用这个频段 | |
| 这就是为什么那么多厂商不用蓝牙 | |
| 采用自己的2.4G无线技术 | |
| 就是因为刚才提到的两个原因 | |
| 第一相比蓝牙延迟更低 | |
| 第二免费 | |
| 至于为什么有些鼠标键盘是双模的 | |
| 原因主要就是考虑兼容性 | |
| 保证如果你弄丢了 | |
| 2.4G的接收器的话 | |
| 只要你的电脑有蓝牙 | |
| 依然可以通过蓝牙连接 | |
| 或者是通过蓝牙 | |
| 扩展产品的连接性 | |
| 可以通过蓝牙 | |
| 连上手机平板之类的当做蓝牙键盘用 | |
| 而且多数情况下 | |
| 厂商使用2.4G通讯的模块 | |
| 兼容蓝牙和2.4 | |
| 你交了钱买了蓝牙授权 | |
| 然后在2.4的芯片上 | |
| 基于蓝牙协议栈做开发 | |
| 你就可以使用蓝牙 | |
| 同时也可以使用自己的2.4G | |
| 并不需要两个通讯模块 | |
| 分别实现2.4和蓝牙 | |
| 毕竟蓝牙也是在2.4频段的 | |
| 无线通信技术 | |
| 只不过跑特定的蓝牙协议栈 | |
| 遵循特定的蓝牙规范 | |
| 蓝牙就成了蓝牙 | |
| 本质上从硬件上和无线电的原理上 | |
| 依然还是2.4G频段的无线技术 | |
| 因此可以和2.4G通讯共同存在 | |
| 据我自己的观察 | |
| 一般那种特别廉价的鼠标键盘 | |
| 往往都没有蓝牙 | |
| 只用自己的2.4 | |
| 厂商没有买蓝牙BQB授权 | |
| 所以产品能进一步的降低成本 | |
| 卖得更便宜 | |
| 中高端的HID设备 | |
| 很多都是双模的 | |
| 就是因为我刚才说的兼容性问题 | |
| 而且往往大一点的厂商 | |
| 是不在乎几千美金的授权费的 | |
| 买了蓝牙授权之后 | |
| 反正通讯模块既可以走2.4 也可以走蓝牙 | |
| 好处就是可以通过蓝牙 | |
| 连接手机平板 | |
| 扩展了产品的应用场景 | |
| 但是一些高端型号的游戏用的鼠标键盘 | |
| 虽然说是双模的 | |
| 但是为了解决刚才说的延迟问题 报告率问题 | |
| 一般厂商都会鼓励你用2.4 | |
| 配合他们自己的无线接收器来打游戏 | |
| 获得最好的体验 | |
| 除了蓝牙鼠标键盘 | |
| 蓝牙游戏控制器 | |
| 也属于HID设备 | |
| 包括手柄 摇杆 | |
| 还有其他种类的游戏控制器 | |
| 比如说我自己做的这个东西 | |
| 微软和索尼的手柄 | |
| 都支持蓝牙 | |
| 但是微软的xbox手柄 | |
| 连接自己家的主机的时候 | |
| 用的是私有的2.4G通讯技术 | |
| 就是因为有更强的扩展性和弹性 | |
| 干扰问题和通讯带宽 功耗这些方面 | |
| 微软也有技术实力 | |
| 优化得比蓝牙更好 | |
| 并不是说蓝牙就不好 | |
| 在蓝牙协议栈天然兼顾兼容性和低功耗 | |
| 而牺牲了顶级的性能和弹性的基础上 | |
| 微软能做的优化并不多 | |
| 因为底层的蓝牙协议栈 | |
| 微软是无法干预的 | |
| 然而为什么要做成双模呢 | |
| 跟蓝牙键鼠是一个道理的 | |
| 就是为了兼容电脑手机平板这些设备 | |
| 因为这些设备都有蓝牙模块 | |
| 2017年年底的时候 | |
| 我开发了一个游戏控制器 | |
| 就这个东西 叫「Tilted」 | |
| 最开始我做产品的原型设计的时候 | |
| 我用的是任天堂的wii手柄 | |
| 实现的原型机 | |
| 配合我自己写的这些代码 | |
| 实现了最基础的动作控制功能 | |
| 就是基于蓝牙开发的 | |
| 后来的量产型号 | |
| 本来也想用蓝牙协议 | |
| 研发都搞得差不多了 | |
| 马上就要量产了 | |
| 但是遇到两个问题 | |
| 最后不得不放弃蓝牙 | |
| 我作为曾经的蓝牙开发者 | |
| 给你们分享一下 | |
| 为什么我到最后时刻 | |
| 没有使用蓝牙 | |
| 而是换用了2.4G | |
| 第一个原因在于 | |
| 最开始我做产品设计的时候 | |
| 因为主打海外市场 | |
| 海外市场蓝牙普及率比较高 | |
| 基本上大家的电脑都有蓝牙模块 | |
| 所以打算直接用蓝牙协议 | |
| 好处就是兼容性高 | |
| 在蓝牙协议栈上 | |
| 用HID规范容易开发 | |
| 另一个好处就是不用单独配个2.4G的接收器 | |
| 成本能帮我们省下来十几块钱 | |
| 因为我们的客户 | |
| 基本上用的都是品牌机 | |
| 机器都自带蓝牙 | |
| 但是后来 | |
| 我做国内市场调查的时候 | |
| 我惊讶得下巴都要掉下来了 | |
| 因为很多国内的玩家 | |
| 都是自己攒的主机 | |
| 很多人为了省钱 | |
| 买电脑的时候 | |
| 买的都是主板上没有蓝牙的主板 | |
| 也没买无线模块 | |
| 也就没有蓝牙 | |
| 买了我们的产品就没办法用了 | |
| 另外很多人 | |
| 其实都不知道蓝牙是什么东西 | |
| 这个还真不夸张 | |
| 真的 | |
| 甚至我自己公司里的一个程序员 | |
| 听都没听过蓝牙这个东西 | |
| 你真没听错 | |
| 我当时跟你一个反应 | |
| 然后我就意识到了 | |
| 蓝牙技术的普及程度 | |
| 国内外还真是有区别的 | |
| 然后就不得不做妥协 | |
| 如果要用蓝牙 | |
| 就要配一个蓝牙接收器 | |
| 给那些没有蓝牙的用户 | |
| 成本反而会更高 | |
| 因为除了接收器 | |
| 还有个BQB授权这么一个费用 | |
| 如果不用蓝牙 | |
| 用我们自己开发的2.4 | |
| 虽然说依然要配一个接收器 | |
| 但是至少能保证所有人都能用 | |
| 而且省下了BQB的授权费 | |
| 所以最后我们采用的就是2.4G 配合接收器 这个解决方案 | |
| 我的产品Tilted | |
| 也就和蓝牙这么擦身而过了 | |
| 其实当时已经完成了 | |
| 蓝牙协议栈的开发 | |
| 采用的芯片是「Nordic」公司的「51822」这款SoC | |
| 本身就是2.4和蓝牙双模的芯片 | |
| 就像我刚才说的 | |
| 买了授权就可以用蓝牙 | |
| 没买授权 一样可以用自己的2.4G技术 | |
| 同一块SoC 不比蓝牙差 | |
| 反而延迟更低 | |
| 说实话 | |
| 像我这样子 | |
| 能够把技术问题 | |
| 跟你讲清楚的人很少 | |
| 绝大多数的工程师 | |
| 都没有时间 | |
| 和足够的表达能力 | |
| 跟你把一些技术问题 | |
| 简化到像我的视频这样子 | |
| 做这样的技术内容 | |
| 很不容易 | |
| 需要完善的知识储备 | |
| 和逻辑能力表达能力 | |
| 如果你觉得我的内容 | |
| 对你有价值 | |
| 请不要吝啬你的点赞 订阅 | |
| 真的会极大的帮助到 | |
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| 真的 谢谢各位 | |
| 蓝牙的话题差不多就说完了 | |
| 以后如果出现新的技术 | |
| 和蓝牙的相关的产品 | |
| 我会做成新的视频 | |
| 添加到无线技术的播放列表里面 | |
| 下一期我讲一讲别的无线技术 | |
| 本期结束 |
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