Qualcomm蓝牙耳机FAQ(38)----浅谈LE Audio主要应用

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今天在这里我给大家讲解一下有关LE Audio的知识,这也是我个人片面的理解,大家有什么疑问可以提出来,我们一块学习。

1、什么是LE Audio,为什么我们要使用它?

LE Audio 是新一代蓝牙音频技术标准,不仅将提升标准蓝牙音频性能,还将赋能众多全新用例,为消费者提供了享受和分享无线音频的创新方式。

在谈到我们后续为何要用LE Audio来替换当前的BREDR前,首先了解市场上的蓝牙音频需要什么?

--- 那就是,低功耗, 低延时, 高清音质, 最好的拓扑, 最好的用户案例,这些LE Audio都是具备的。继续往下看!

                                     


2、LE Audio 对比当前的经典蓝牙具备哪些优势?

我们首先学会两个术语:

  • Bluetooth Classic

– Everything that came before on Bluetooth – including HFP and A2DP running over BREDR link

 

  • Bluetooth LE Audio

– For all the new modes of Audio transfer using a Bluetooth Low Energy link

 

20年前蓝牙技术的出现切断了有线音频,创造了无线音频空间。如今无线音频也是占据了最大的蓝牙市场。无线音频不断提出新的要求,例如:电池寿命更长,设备更小,质量更高,成本更低延迟,等等。

然而到现在我们Bluetooth Classic发展到BT5.2,这技术基本也到达瓶颈阶段。这就需要下一项技术从改变底层的协议上改变我们相互联系和共享的方式来突破这项难关,当然那就是Bluetooth LE Audio。

它具备如下特性:

  • 更高质量的音质、更低的传输延时:LE Audio 能够提供比传统蓝牙音频更高质量的音质。原因是采用的是Low Complexity Communications CODEC---(LC3)

   

 

1),LC3是一个high quality的CODEC,它用于所有LE audio模式:

       ---包含了music和voice模式等等。

2),它只具备A Mono CODEC:

       ---意味着立体声利用了两个通道。

3),Encodes blocks of Audio data:

       ---帧间隔可以做到7.5 ms 到10 ms之间

4),具有从8KHz到48KHz的多个采样率:

       ---更高的采样率也是可能的,但没有提交给SIG进行标准化, 也不是标准规范的一部分。这就在后期各个平台具备自己的codec, 比如后续Qualcomm推出的LC3-APTX codec.

5) ,每个采样率都有多个比特率,提供不同的质量水平:

      –从28 Kb/s到124 Kb/s




  • 更低的功耗,LE Audio采用的是BLE的技术功耗这块对比之前的Classic BT是要少的多。
  • 在技术上Bluetooth LE Audio 比对Bluetooth Classic占据更多的优势,取Qualcomm的平台来说,用如下的截图可以完美的展示:

    

  

3、LE Audio的独特功能说明:

从上面可以得知LE Audio比对BREDR,具备Broadcast、Low latency Gaming、Stereo recording、Stereo Voice的独特功能。

如下我主要对大家比较关注的Broadcast和Low latency Gaming两个模式来做简单的讲述:

  • LE audio 的Broadcast 也叫Auracast broadcast audio,具体的描述,大家可以移步到我之前在大大通上架的博文就有详细的描述,我这就不再对broadcast做过多的解析:

     


1),在深度理解LE audio broadcast的应用之前,我们首先要理解一个叫Broadcast Assistant的辅助工具。
Broadcast Assistant是一个软件工具,可以理解为一个APP。上次的博文我也有提到Broadcast Assistant,它就是来选择当前的接收器来连接哪一个broadcast source, 类似于我们的FM一样,通过Assistant来选择我当前接收哪一个频道的声音。

    
     

Broadcast Assistant 在应用上存在两种情况,一个是Co-located 一个是Non co-located:

Co-located: 指的是Broadcast Assistant 的device ,也是当前需要接收的broadcast 的source device.

Non co-located:指的是接收器通过Broadcast Assistant来选择外界的source, 接收器获取Assistant提供的uuid主动发起broadcast的连接。



2),有关Broadcase Profiles 部分简单描述:




在标准的LE Audio Specifications profile 中,其PBP 和 BASS是broadcast独有的部分:

BASS --- 广播音频扫描服务(Broadcast Audio Scan Service)主要是提供了检测broadcast音频流的其他方法的服务。

PBP--- 公共广播配置文件(Public Broadcast Profile)主要是在app层来配置广播的基本参数信息。

 

3),有关在QCC平台,Broadcast的应用搭建。目前市面上还没有标准broadcast source产品,当然Broadcast Assistant 目前也不会有,我们只能在QCC的平台上来搭建一个source 和多个 headset平台来做接收设备去测试,没有Broadcast Assistant可以通python的方式对headset设备控制和配置接收器的参数。
具体的,请关注我的下一个博文“Qualcomm蓝牙耳机FAQ(39)----LE audio Broadcast应用与实测数据”, 采用的是QCC3086或者QCC5181来做broadcast source, QCC3083X、QCC307X、QCC518X来做接收器,体验感是杠杠的。

  • Low latency Gaming也就是常说的低延时模式,主要用于游戏模式也可以叫做LE Audio Gaming Mode:

从高通的技术资料上获知,在2022年1月,有出一组在Gaming Mode下测试的一组延时参数,如下图所示:

    
  

其从Game APP发出到speack输出,整个路径的延时是69ms, 其Bluetooth的latency只有12ms.

  • Transport latency is kept to a minimum by having short ISO interval, and few retransmits

        – Low Latency, Less Robust

  • Earbud latency (PD) comprises:

       ~6ms in Bluetooth

       ~12ms in Audio

上述的数据只能说是针对某一款手机和固定当前的硬件设施来说的,有可能采用不同的硬件选型,或者不同的手机来测试延时可能会更低。

在QCC的平台上搭建Gaming Mode Demo测试环境:

使用Voice Back Channel (VBC)搭建游戏模式,需要如下条件:

  • Headset

– QCC5181 / QCC3084 SODIMM with 20-CH430 carrier board

  • Source Dongle

– QCC5181 / QCC3084 SODIMM with 20-CH430 carrier board

Headset workspace 选择QCC5181-AA_DEV-BRD-R3-AA_LEA / QCC3084-AA_DEV-BRD-R3-AA_LEA 工程。

 

USB Dongle workspace选择 QCC5181-AA_DEV-BRD-R3-AA / QCC3086-AA_DEV-BRD-R3-AA工程。

 

确保在每个设备上设置了不同的蓝牙地址。通电后,设备将使用基于RSSI的自动配对方式自动连接。

 

硬件搭建如下所示:

  • USB connection to the Headset can be removed once the device is flashed. Battery power can be used.

 

  • The USB connection to the Source Dongle needs to be maintained for power and to act as a media source.




Dongle端连接电脑,在dongle与 headset配对正常的情况下,PC端选用录音的方式来拾取输入的信号。

将Soundcard(AP)连接PC,我们的dongle 识别为一个PC声卡设备。通过Soundcard(AP)来发送一个指定的声音,传输给PC,PC将收到的声音通过dongle 传输给headset, Headset再通过Line In传输给Soundcard(AP),这样形成一个闭环回路。

Soundcard(AP)可以通过发出和接收到的间隔来计算出整个Gaming mode的延时。

好了,今天的博文先讲解到这里,后续我继续为大家更新更多有关LE AUDIO的知识,如下是在技术层面上常用的术语,供大家参考:





问题1:LE Audio的英文全称叫什么?

答:全称是Bluetooth Low Energy Audio,中文叫低功耗蓝牙音频:


问题2:你之前写的那个LE Audio的博文有链接吗?

答:链接是https://www.wpgdadatong.com.cn/blog/detail/71442,大家也可以在大大通上直接搜索标签也是可以的。


问题3:当前QCC平台的LE Audio 发射器最新的软件版本是多少?

答:当前支持source的LE audio ADK最新版本是qcc518x-qcc308x-ADK-23.1-CS1-r00593.1


问题4:当前最新的ADK,需要哪些tools就可以跑起来?

问题5:QCC平台LE Audio的headset 产品,目前有适配的手机支持吗?兼容性如何?

答:目前高通骁龙处理器的手机大多已经是支持LE AUDIO的功能,我们QCC的LE AUDIO也是可以使用的,我这测试兼容性还好。大家在研发过程中遇到兼容性问题,可以来我们公司一块讨论。

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