【A2DP】SBC 编解码器互操作性要求详解

目录

一、SBC编解码器互操作性概述

二、编解码器特定信息元素（Codec Specific Information Elements）

2.1 采样频率（Sampling Frequency）

2.2 声道模式（Channel Mode）

2.3 块长度（Block Length）

2.4 子带数量（Subbands）

2.5 分配方法（Allocation Method）

2.6 最小 / 最大比特池值（Bitpool Value）

三、媒体数据包头部要求

3.1 时间戳（Timestamp, TS）

3.2 有效负载类型（Payload type, PT）

3.3 标记（Marker, M）位

3.4 扩展（Extension, X）位

3.5 代码示例（C语言模拟设置媒体数据包头部）

四、媒体有效负载格式（Media payload format ）

4.1 媒体有效负载组成

4.2 媒体有效负载格式选择依据

4.3 媒体有效负载头部格式

4.4 代码示例（C 语言模拟媒体有效负载生成）

五、总结

六、参考资料

在蓝牙音频传输中，SBC（Subband Codec）作为一种强制支持的音频编解码器，其互操作性要求对于确保不同设备间的无缝音频传输至关重要。本文深入剖析SBC编解码器的互操作性要求，包括其特定的信息元素、采样频率、声道模式、块长度、子带分配方法、比特池值等关键参数，以及媒体包头和有效载荷格式的详细规范。

一、SBC编解码器互操作性概述

SBC编解码器是蓝牙规范的一部分，其互操作性要求在蓝牙音频传输中占据核心地位。根据SPEC规范，所有支持蓝牙音频的设备都必须支持SBC编解码器。SBC编解码器的规范详细定义了如何在信号传输过程中使用特定的信息元素，以及这些元素如何影响音频传输的质量和效率。其编解码器规范可在SPEC的附录 B 中找到。

二、编解码器特定信息元素（Codec Specific Information Elements）

SBC 编解码器特定信息元素用于信令过程，其结构如下图所示。

这些元素分布在 4 个八位字节（Octet）中，每个八位字节承担不同的功能。

• Octet0：包含两个重要信息，即采样频率和声道模式。这两个参数对于音频的采集和播放声道布局起着决定性作用。

• Octet1：涵盖块长度、子带数量和分配方法。块长度影响音频数据的处理单元大小，子带数量关系到音频的频带划分，分配方法则决定了比特率在各个子带间的分配策略。

• Octet2：表示最小比特池值，为音频编码过程中的比特率下限提供了限制。

• Octet3：代表最大比特池值，规定了音频编码时比特率的上限。

①不同消息中的设置规则：

• AVDTP_GET_ALL_CAPABILITIES_RSP 消息：在该消息中，每个字段可以定义或设置一个或多个位。意味着设备在响应获取所有能力的请求时，可以表明自己支持多种不同的参数组合，体现了设备的多样性和灵活性。

• AVDTP_SET_CONFIGURATION_CMD 消息和 AVDTP_RECONFIGURE_CMD 消息：在这两个消息中，每个字段只能定义或设置一个位。因为在配置或重新配置设备时，需要明确指定具体的参数值，以确保设备按照预期进行工作。

②代码示例（模拟设置 SBC 编解码器参数）

以下是一个简单的 C 语言示例，用于模拟设置 SBC 编解码器的参数，并根据不同的消息类型进行相应的位设置。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

// 定义 SBC 编解码器特定信息元素结构体
typedef struct {
    uint8_t octet0;  // 采样频率和声道模式
    uint8_t octet1;  // 块长度、子带数量和分配方法
    uint8_t octet2;  // 最小比特池值
    uint8_t octet3;  // 最大比特池值
} SBC_Codec_Info;

// 模拟 AVDTP_GET_ALL_CAPABILITIES_RSP 消息设置
void set_capabilities_response(SBC_Codec_Info *info) {
    // 假设支持多种采样频率和声道模式
    info->octet0 = 0b11001100;  // 示例设置
    // 支持多种块长度、子带数量和分配方法
    info->octet1 = 0b11111100;  // 示例设置
    info->octet2 = 10;  // 最小比特池值
    info->octet3 = 50;  // 最大比特池值
}

// 模拟 AVDTP_SET_CONFIGURATION_CMD 消息设置
void set_configuration_command(SBC_Codec_Info *info) {
    // 明确指定采样频率和声道模式
    info->octet0 = 0b01000000;  // 示例设置
    // 明确指定块长度、子带数量和分配方法
    info->octet1 = 0b00010000;  // 示例设置
    info->octet2 = 20;  // 最小比特池值
    info->octet3 = 40;  // 最大比特池值
}

// 打印 SBC 编解码器信息
void print_sbc_info(SBC_Codec_Info *info) {
    printf("Octet0: 0x%02X\n", info->octet0);
    printf("Octet1: 0x%02X\n", info->octet1);
    printf("Octet2: 0x%02X\n", info->octet2);
    printf("Octet3: 0x%02X\n", info->octet3);
}

int main() {
    SBC_Codec_Info sbc_info;

    // 模拟 AVDTP_GET_ALL_CAPABILITIES_RSP 消息
    set_capabilities_response(&sbc_info);
    printf("AVDTP_GET_ALL_CAPABILITIES_RSP message settings:\n");
    print_sbc_info(&sbc_info);

    // 模拟 AVDTP_SET_CONFIGURATION_CMD 消息
    set_configuration_command(&sbc_info);
    printf("\nAVDTP_SET_CONFIGURATION_CMD message settings:\n");
    print_sbc_info(&sbc_info);

    return 0;
}

2.1 采样频率（Sampling Frequency）

SBC 的采样频率信息通过 Octet0 中的特定位来表示。

①总体支持要求：

• 解码端（SNK）：对于 SNK 中的解码器，必须支持 44.1kHz 和 48kHz 这两种采样频率。意味着在接收音频数据进行解码时，解码器能够处理以这两种频率采样的音频信号。

• 编码端（SRC）：SRC 中的编码器至少要支持 44.1kHz 和 48kHz 中的一种采样频率。为编码器提供了一定的灵活性，可以根据实际情况选择支持其中一种频率进行音频编码。

②代码示例（模拟检查采样频率支持情况）

以下是一个简单的 C 语言示例，用于模拟检查 SBC 编码端和解码端对采样频率的支持情况。

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>

// 定义采样频率支持标志位
#define SUPPORT_16000HZ (1 << 7)
#define SUPPORT_32000HZ (1 << 6)
#define SUPPORT_44100HZ (1 << 5)
#define SUPPORT_48000HZ (1 << 4)

// 检查解码端采样频率支持情况
int check_snk_sampling_frequency(uint8_t support_flags) {
    // 检查是否支持 44.1kHz 和 48kHz
    if ((support_flags & SUPPORT_44100HZ) && (support_flags & SUPPORT_48000HZ)) {
        return 1; // 支持
    }
    return 0; // 不支持
}

// 检查编码端采样频率支持情况
int check_src_sampling_frequency(uint8_t support_flags) {
    // 检查是否支持 44.1kHz 或 48kHz
    if ((support_flags & SUPPORT_44100HZ) || (support_flags & SUPPORT_48000HZ)) {
        return 1; // 支持
    }
    return 0; //