蓝牙芯片与VoLTE 技术在广播连线节目录制中的应用实践

彭 琦

（湖北广播电视台，湖北 武汉 430022）

1 基于有线模拟电话耦合器的电话语音录制

广播电话连线节目是深受广大听众喜欢的节目样态，也是发挥广播专长、体现参与性的有效形式。但是，长期以来，广播电话连线节目受制于电话语音带宽的局限，经过有线模拟电话耦合器处理后的电话语音信号被采集到广播录制机房或直播室之后，或清晰度不高，或严重失真，或饱满度缺乏，一些通过电话线路传输的现场直播类节目更是难以真实、立体、生动地再现现场效果，成为困扰广播录制工作的难题。

2 无线高清语音VoLTE 技术打开的应用空间

随着无线高清语音VoLTE 技术的发展，广播电话连线节目的录制具备了采集高品质声音信号的基础。无线高清语音VoLTE 技术在广播连线节目中基本的应用方法是，利用LTE 网络平台，通过公共无线网络4G 高清语音平台的通信链路，将具有VoLTE 功能的手机作为传输主体，把电话来电的语音信号通过无线蓝牙传输方式耦合到广播连线节目的录制或直播调音台上，完成来电语音信号和主持人语音信号的拾取、录制及播出。这一方法下完成的音频录制质量远远高于传统的电话耦合器线路方式。因此，在技术实践中，有必要大力推广和运用新型语音传输方式，从而推动广播音频节目质量的不断提升。

本文以无线高清语音4G 平台通信链路的建立为切入点，通过分析高通CSR8610 蓝牙芯片与VoLTE 技术在录制机房的匹配配置模型，来探讨改善录音音质、提升节目制作水平的问题。

3 高通CSR8610 蓝牙芯片

3.1 高通CSR8610 蓝牙芯片的主要特点

高通CSR8610 是一种用于蓝牙2.4 GHz 系统的单芯片、单声道无线终端基带集成电路，是蓝牙芯片产品CSR 的连接中心，属于单片机广播和基带IC 为蓝牙2.4 GHz 的系统。其集成的外围设备需要外部组件支持，所具有的80 MHz RISC MCU 和80MIPS Kalimba DSP 特性，使得HFPv1.6 配置文件和mSBC 编解码器支持的宽带语音编解码器能够很好地用于窄带和宽带语音连接的CVC 技术，包括先进的回声和双向噪音消除技术等。JABRA 公司的CLASSIC 蓝牙耳机使用的就是这种芯片。

3.2 高通CSR8610 蓝牙芯片的接口与广播连线节目录制

实践中，可以利用CSR8610 蓝牙芯片的一个模拟输入接口和其输出端口的编解码器，与外部音频信号电路相连，通过无线蓝牙方式传输高清语音信号，实现手机与录制系统相互联系。由此可以发现，对于广播连线节目所需要的基本接口，高通CSR8610 蓝牙芯片都能给予充分的支持。这为该技术在广播节目录制中的广泛运用提供了很好的连接平台，能够较好地满足广播连线节目对高品质语音采集的需求。CSR8610 蓝牙模块实物如图1 所示。

图1 CSR8610 蓝牙模块

4 高清语音传输

4.1 高清语音传输的基本特性

随着移动通信4G 互联网建设时代的发展，VoLTE 技术成为一种新型通信手段。传统移动网络信息交换技术进一步完善的重要标志就是网络建设和信息传播。VoLTE 技术是语音通信信息传输的关键技术支持，它离不开移动4G 网络的建设和发展[1]。

宽带语音VoLTE，即Voice over LTE，是通过LTE 网络进行传输的语音服务[2]。VoLTE 要基于IP 数据传输技术的平台，全部业务都要承载于4G网络。一般的人声频宽约为80 Hz～14 kHz，但进入到一般语音电话（有线或无线）状态后，实际获得的频宽只有300 Hz～3.4 kHz，与真实场景下的频宽具有差异。采用AMR-WB（Adaptive MultiRate-Wideband）技术发展出来的高清语音技术，把语音电话支持的频宽提升到50 Hz～7 kHz 或更高。这样可以优化通信品质，减轻环境噪音的影响，使手机间清晰通话有了起码的基础。在通话音质上，VoLTE 主要采用23.85 kb·s-1的AMR-WB 编码，在采样频率为16 kHz 时音频带宽大约为50 Hz～7 kHz，而传统的电话耦合器线路或3G 网络，其音频范围仅为300～3 400 Hz。如图2 所示。

图2 高清语音频率范围

4.2 高清语音传输在广播连线节目录制中的运用效果

与通常的窄带语音相比，宽带语音VoLTE 具有更清晰的语音信号，在主观音频质量方面比窄带语音有了显著提高。高清语音扩展出的50～300 Hz的低频[3]，有效解决了窄带语音尖细的问题，增加了话语的真实性、温暖度与亲切感。而扩展出的高频则提高了发音清晰度，减少了听觉负担和疲劳。VoLTE 高清语音平台的网络传输，具有用户语音通信点对点的传送功能，采用的是移动数据网络上的专用通道，并且语音通话业务是整个LTE 网络优先级最高的，呈现出通话质量好、稳定性强、传输时延短、不易掉线卡顿以及无流量费等优势[4]。经测算，高清语音VoLTE 的语音通话质量比现有的模拟电话耦合器提高了近50%，通话声音更加真实自然。同时，拨打过程中因无须切换网络，拨通响应更加迅速。实践表明，4G 数字化语音通道的信噪比也优于普通电话线摸拟音频传输的信噪比。

目前，主要电信运营商的4G 网络呈现覆盖率越来越高、信号质量越来越好的趋势，现有智能手机都支持VoLTE 高清通话，通话质量、稳定性及接通速度都有大幅的提升，故正常情况下利用VoLTE功能的4G 手机作为传输主体，通过无线VoLTE 网络远距离传输语音信号，能极大满足节目语音制作与广播播出的需要，信号的录音质量也能得到一定的保证。

5 高清语音录制系统的设计

5.1 高清语音录制系统的设计思路

整个录音制作系统由录制调音台、带有VoLTE功能的手机、CSR8610 蓝牙模块等组成。要实现语音录制的目标，需要将具有VoLTE 功能的手机的通话信号耦合到录制机房音频接口或调音台的信号输入端口上。为了便于操作、减少语音信号的失真，笔者根据湖北广播电视台音乐广播事业部的实际情况，经多次测试，利用带VoLTE 功能的手机作为无线信号传输主体，通过HCE25－600 进口坡莫合金音频变压器等相关电路的匹配和隔离来实现高清语音信号的传输，达到制作机房对外语音连线时高质量录音的效果，且成本低廉，操作简单方便[5]。

5.2 高清语音录制系统的基本原理和实际运用

高清语音录制系统的电路基本工作原理如图3所示。

图3 高清语音录制系统传输电路流程图

电路的基本工作原理是：在对外连线录音前的准备工作中，将要接收通话的手机A 与录制系统的CSR8610 模块进行蓝牙相联（智能手机将自动关闭内部MIC）；拨通对方嘉宾的手机B 直至通话，其通话语音信号在高清通话状态下经4G 无线网络的LTE 高清语音通道，远程传送到设在广播电台机房的接收手机A 上，再经手机蓝牙的无线传输方式送至蓝牙模块上，经蓝牙芯片的SPKR输出进入录制调音台的线路输入端进行增益调整，并可录入到音频工作站中。录制人员通过调音台上的MIC，与对方的互动通话中的语音信号，经台上AUX 端（N-1）输出送至蓝牙音频模块的输入端口，再通过蓝牙无线送至手机A 传到外场连线的手机B 上。这时，语音信号幅度的大小可由调音台上的AUX 按钮进行调节以防失真，其电平约为-5 dBu（本文均以1 kHz 标准音频测试信号为参考，非平衡方式），经电路中的音频变压器N2 耦合到由R1、R2 组成的分压电路，信号电平衰减约25 dBu，再经C2 送入到CSR8610 蓝牙模块的MIC输入端约-30 dBu（经测试，信号低于10 mv 或2 mA左右时，音频信号不会引起线路通道过载失真，且能保证较高的信噪比）。调音台音频输入、输出端口的音频变压器N1，N2 起阻抗匹配、隔离防扰的作用。

目前，由笔者搭建的湖北广播电视台音乐广播事业部基于高清语音录制系统的录制间已经开始运行，在《浪漫手机》《浓情巴黎》等节目中，这一系统成为提升节目品质的技术之翼，在节目的创新发展中发挥了积极作用。

6 需要注意的问题

采用本文方式进行录音，有以下方面的事项需要注意。

（1）机房内手机信号场强必须要好，可以通过加装手机信号放大器来解决。

（2）需要在双方通话手机中设置启用并开通VoLTE 功能与业务。目前，这项功能已是智能手机的基本功能。

（3）作为音频制作机房接收的工作手机，录制前需要与内置音频蓝牙芯片的传输模块进行蓝牙连接，并始终保持工作状态。

（4）需要关闭正在通话时来电提示功能，这是务必完成的一个技术动作。这样才能有效规避干扰声窜入节目信号的风险。

（5）必须指出的是，这一传输方式主要适用于语言类节目的录播，只有调整好输入输出音频信号的大小后，方可进行录音。

7 结语

CSR8610 蓝牙芯片与VoLTE 技术的综合运用，解决了广播连线节目录制播出中长期困扰主持人的技术问题，使得广播连线节目的音频品质有了可靠、有效的保障。在广播媒体大力推进融合战略的背景下，这项技术将更好地赋能广播的转型，并在优质节目的生产上进一步发挥出积极的作用。