基于wifi广播的家庭数字音频系统

基于wifi广播的家庭数字音频系统
序章
从传输方式的角度而言无线音频产品的革新历经FM、红外线、及蓝牙。

随着电脑以及平板电脑、手机手持智能终端的普及。

唱片机、随身听、cd机等旧式媒体播放设备逐渐退出了大众化多媒体的舞台，取而代之的是一系列安装了音频播放软件的智能终端。

但在这种新式的音频环境中，音乐的质量却不如从前，为此很多追求理想音乐体验的发烧友更情愿去使用价格昂贵功能单一的hifi播放器和CD机而不愿意使用已拥有的PC和手机资源。

原因主要由两部分组成。

一、蓝牙的传输劣势
蓝牙A2DP音频传输有码率的限制，高码率的音频就无法支持也就谈不上音质了，编码格式上也有硬性的要求。

蓝牙耳机音质的好坏和选用的模块也有很大关系，有厂商开发专用的编码和模块，但是要成套使用并不兼容。

由于数模转换导致的延迟，2.4ghz无线信号串扰等等常见无线传输的影响，无线耳机最高端也就是勉强表现cd级音质，高端有线耳机或音响都是用母带做音源。

传统的CD光盘只是16Bit / 44.1Khz，数字母带是24Bit / 192KHz，无线耳机基本是望尘莫及。

蓝牙传输过程中，因为解码芯片的原因，无线技术的信号传输是个有损耗的过程，输出的信号带宽速率低，不能完整的输出信号，而且，蓝牙的信号传输更容易受外界干扰，增加了信号损耗的机会，音质自然会下降。

撇开音质不谈，本身蓝牙最多只能支持7个设备之间进行数据传输，并行性较差。

且蓝牙的低功耗虽然是优势却也导致了蓝牙的覆盖范围只有十几米的距离，覆盖范围决定了蓝牙只能作为近场通信的主流使用，但作为高品质音乐的载体绠短汲深。

二、平板电脑智能手机的安卓操作系统
Qualcomm高通公司是目前Android智能手机上最为知名的ARM架构的处理器和芯片方案硬件提供商，在混乱的Android产品中高通芯片组拥有相对较好的兼容性。

但经过对采用高通芯片的手机的测试发现，它的音频子系统部分存在缺陷。

而这个缺陷，在Android系统下又恰好被放大了。

（参考：赵为宇 android音频系统测评 /20-9319-1.html）
、
从工作流程图来看，系统中软件播放节目源，将信号转交操作系统驱动层，操作系统输出后，转交硬件部分最后输出。

在高通芯片组的Android 手机中，Android 系统如果遇到48KHz 信号，会发生强制SRC 到44.1KHz ，而后交给高通芯片，高通芯片硬件遇到44.1KHz 信号，再强制SRC 到48KHz 输出。

无论是Android 操作系统强制SRC 或是高通芯片强制SRC ，都会带来明显的信号损失和大量噪声产生。

因此在安卓无限扩张的如今，从mp4到智能手机再到智能电视、网络电视盒，凡是采用安卓操作系统的智能终端，音质都将受到安卓设计缺陷的制约。

第一章：结构介绍
本文在此提出一种新的音频播放解决方案——基于wifi 广播的数字音频传输系统。

方案以wifi 广播为载体，配有高品质声卡的PC 为核心，通过DLAN 流媒体技术实现云播放和高品质音频传输。

图：wifi 广播音频网络的结构图 PC 机 声卡
无线音箱 无线路由 智能手机 无线耳机 数字电视 平板电脑 耳机 有线音箱
传输原理：
在以手机、平板、PC和无线路由器组成的系统中，播放设备对音频信号进行解压缩处理，解压缩后的数字音频信号，经过WIFI的方式，传输给wifi接收模块，由wifi接收模块中的音频codec进行解码(数模转换)，所以，决定音质的关键点在于传输带宽和codec的素质。

WIFI高达150mbps的带宽，相对于仅仅只有1mbps左右的蓝牙来说，传输最大带宽4mbps的无损数字音乐，丝毫没有压力;而后wifi模块采用的codec具有高于安卓系统的解析力和信噪比，智能手机登智能终端只是作为wifi接收模块使用，而并音频的存储、解码和播放由性能更好的PC声卡实现。

实测也证实了这一点，wifi广播几乎能接近无损将音乐传输给音频系统。

数据处理核心：
作为个人电脑，台式机逐渐被更加便捷的笔记本所取代。

但优势与劣势并不是绝对的，笔记本电脑在强调其便捷性的同时，必然会降低功耗压缩空间增加集成度；台式机则拥有优秀的散热系统——意味着台式机可以不必像笔记本那样在意功耗，台式机拥有笔记本难以相比的接口：PCI、PCI-E、USB、VGA等等——意味着在功能扩展方面台式机拥有更高的自由度，硬盘技术的发展使得台式机的存储空间可以轻松达到T的级别，CPU、内存、图形卡方面的优势更不必再议。

无损品质的APE FLAC等音乐文件动辄几十兆上下，存储在手机中将占用大量的空间，而老式的U盘存储也有更新慢、交互性差等缺点，而在“云”的思想逐渐深入人心的今天，将存储空间富裕、处理性能优越、并行能力突出却又碍于体积较大移动不便的台式机作为家庭多媒体核心，将互联网上的服务器概念借用过来，台式机将作为家庭多媒体网络的服务器发挥其新的作用。

第二章：实现操作与算法
第一节：路由器设置
db120-wg刷-backfire-10.03.166-mini-0620.bin中文版openwrt
1、修改软件包源,指向openwrt中文网
vi /etc/opkg.conf
#src/gz packages /backfire/10.03/brcm63xx/packages
src/gz packages /downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages
dest root /
dest ram /tmp
lists_dir ext /var/opkg-lists
option overlay_root /overlay
2、安装USB声卡驱动
# opkg install kmod-usb-audio
Installing kmod-usb-audio (2.6.32.10-1) to root...
Downloading
/downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages/kmod-usb-audio_2.6.32.10-1_brcm63xx.i pk.
Installing kmod-sound-core (2.6.32.10-1) to root...
Downloading
/downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages/kmod-sound-core_2.6.32.10-1_brcm63xx .ipk.
Installing kmod-input-core (2.6.32.10-1) to root...
Downloading
/downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages/kmod-input-core_2.6.32.10-1_brcm63xx.i pk.
Configuring kmod-input-core.
Configuring kmod-sound-core.
Configuring kmod-usb-audio.
# ls dev
audio
dsp
显示audio、dsp表示声卡安装成功
3、安装播放器
madplay播放器从英文网安装修改opkg.conf
vi /etc/opkg.conf
src/gz packages /backfire/10.03/brcm63xx/packages
dest root /
dest ram /tmp
lists_dir ext /var/opkg-lists
option overlay_root /overlay
# opkg update
Downloading /backfire/10.03/brcm63xx/packages/Packages.gz.
Inflating /backfire/10.03/brcm63xx/packages/Packages.gz.
Updated list of available packages in /var/opkg-lists/packages.
# opkg install madplay
Installing madplay (0.15.2b-3) to root...
Downloading /backfire/10.03/brcm63xx/packages/madplay_0.15.2b-3_brcm63xx.ipk. Installing libid3tag (0.15.1b-3) to root...
Downloading /backfire/10.03/brcm63xx/packages/libid3tag_0.15.1b-3_brcm63xx.ipk. Installing libmad (0.15.1b-3) to root...
Downloading /backfire/10.03/brcm63xx/packages/libmad_0.15.1b-3_brcm63xx.ipk. Configuring libid3tag.
Configuring libmad.
Configuring madplay.
播放mp3
# madplay /mnt/usb/*
简易方法
opkg install /downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages/kmod-input-core_2.6.32.10-1_brcm63xx.i pk
opkg install /downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages/kmod-sound-core_2.6.32.10-1_brcm63xx .ipk
opkg install /downloads/backfire/10.03/brcm63xx/packages/kmod-usb-audio_2.6.32.10-1_brcm63xx.i pk
opkg install /backfire/10.03/brcm63xx/packages/libmad_0.15.1b-3_brcm63xx.ipk
opkg install /backfire/10.03/brcm63xx/packages/libid3tag_0.15.1b-3_brcm63xx.ipk opkg install /backfire/10.03/brcm63xx/packages/madplay_0.15.2b-3_brcm63xx.ipk madplay /mnt/usb/*
（参考：风飞雪的博客
/opwrt/item/dca36989ea89d35c850fab61）
第二节：wifi音频传输协议——Wi-Sonic
此处以Linksky公司的WMB54G 无线音乐桥为例进行说明
图为音乐桥硬体说明
WMB54G中有3顆重要的晶片。

最為重要的是散熱片下的CPU，它是Wi-Sonic 方案的“中央處理器”，支援自己的作業系統，Linksys還為WMB54G使用的系統提供了開源支援。

而最大的一塊晶片是C-Media公司常見的整合了Codec 功能的CMI8768，這顆晶片支援最大24bit/96KHz 8聲道輸出（DA）和2聲道的16bit/48KHz的錄音（AD），當然在音頻DSP方面C-Media有自己獨特的Xear 3D技術等等。

在CMI8768下面，是一顆TSOP封裝的8MB SDRAM 晶片，用于對數據的緩存和系統開銷。

（摘自/doc/20100000602.htm）。