蓝牙散射网音频传输系统研究与实现

摘要

蓝牙技术是实用性很强的无线通信技术，在建立短距离无线自组织网时，蓝牙技术是一个非常有吸引力的选择。匹克网是基本蓝牙网络，多个匹克网通过特定方式连接起来便形成了散射网，可以拓宽更多应用场景。一对一蓝牙音频传输无法满足更多需求，故蓝牙音频产品的研发仍然是一个热点问题，其中的研究难点是一个音频源设备如何通过蓝牙无线通信连接多个音频接收设备，以及多个音频接收设备在播放音频时的同步问题。
　　本文结合蓝牙散射网与蓝牙音频传输研究热点，研究与设计如何将蓝牙散射网络应用于蓝牙音频传输中，实现覆盖范围更大和传输距离更远的蓝牙音频传输系统。
　　本文的主要研究工作为:通过研究蓝牙音频协议、应用模式以及蓝牙散射网在音频传输应用中的关键问题，提出了基于ACL链路的应用模式，设计了组网简单、容易实现的链状树型散射网拓扑结构，给出了网络在音频传输场景下的工作机制，选择了适合链状树型散射网音频传输应用的SBC编解码技术，分析了网络中多路音频的同步播放问题，并根据每个匹克网音频信号解码处理时延及人耳灵敏度，计算出了链状树型散射网所能连接的最多匹克网数目。
　　在理论研究的基础上，本文开发和实现了蓝牙散射网音频传输系统:首先对选用的CSR8670芯片开发板及其配套软件开发平台进行了深入的研究学习，设计了系统中的桥接蓝牙设备和信宿蓝牙设备的硬件开发结构;接下来通过软件开发平台，重点设计开发了系统的状态机模块、查询模块、DSP模块、按键与LED模块，实现了散射网中音频源蓝牙设备、桥接蓝牙设备和信宿蓝牙设备的成功连接，以及桥接蓝牙设备和信宿蓝牙设备音频信息的同步播放。
　　本文最终成功实现了具有三个设备的链状树型蓝牙散射网音频传输系统。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 选题背景

1．2 研究现状与存在问题

1．3 研究内容

1．4 论文组织结构

2 蓝牙技术与协议

2．1 蓝牙技术

2．2 蓝牙音频应用与产品

2．2．1 蓝牙应用

2．2．2 蓝牙产品

2．3 蓝牙协议与应用模式

2．3．1 标准的发展

2．3．2 协议体系

2．3．3 音频协议与应用模式(Profile)

2．4 本章小结

3 蓝牙散射网研究与设计

3．1 散射网研究现状与音频传输问题

3．1．1 拓扑与组网

3．1．2 网络调度机制

3．2 散射网音频传输应用研究与设计

3．2．1 应用模式

3．2．2 拓扑结构

3．2．3 工作机制

3．2．4 音频编解码与同步

3．3 本章小结

4 散射网音频传输系统开发与实现

4．1 系统硬件开发

4．1．1 CSR8670芯片

4．1．2 CSR8670开发板

4．1．3 系统设备硬件开发结构

4．2 系统软件开发平台

4．2．1 开发平台构成

4．2．2 软件开发与运行机制

4．3 系统软件设计与开发

4．3．1 主控程序模块

4．3．2 状态机模块

4．3．3 查询模块

4．3．4 DSP模块

4．4 本章小结

5 系统测试与分析

5．1 程序调试与参数设置

5．1．1 程序调试与烧录

5．1．2 PSTool参数设置

5．1．3 Configuration Tool参数设置

5．2 系统搭建与测试

5．3 系统的分析

5．3．1 系统的优点及指标分析

5．3．2 系统的缺点

5．4 本章小结

6 总结与展望

6．1 本文工作回顾

6．2 存在问题及展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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