Qualcomm藍牙耳機FAQ(38)----淺談LE Audio主要應用

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今天在這裡我給大家講解一下有關LE Audio的知識,這也是我個人片面的理解,大家有什麼疑問可以提出來,我們一塊學習。

1、什麼是LE Audio,為什麼我們要使用它?

LE Audio 是新一代藍牙音頻技術標準,不僅將提升標準藍牙音頻性能,還將賦能眾多全新用例,為消費者提供了享受和分享無線音頻的創新方式。

在談到我們後續為何要用LE Audio來替換當前的BREDR前,首先了解市場上的藍牙音頻需要什麼?

--- 那就是,低功耗, 低延時, 高清音質, 最好的拓撲, 最好的用戶案例,這些LE Audio都是具備的。繼續往下看!

                                     


2、LE Audio 對比當前的經典藍牙具備哪些優勢?

我們首先學會兩個術語:

  • 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年前藍牙技術的出現切斷了有線音頻,創造了無線音頻空間。如今無線音頻也是占據了最大的藍牙市場。無線音頻不斷提出新的要求,例如:電池壽命更長,設備更小,質量更高,成本更低延遲,等等。

然而到現在我們Bluetooth Classic發展到BT5.2,這技術基本也到達瓶頸階段。這就需要下一項技術從改變底層的協議上改變我們相互聯繫和共享的方式來突破這項難關,當然那就是Bluetooth LE Audio。

它具備如下特性:

  • 更高質量的音質、更低的傳輸延時:LE Audio 能夠提供比傳統藍牙音頻更高質量的音質。原因是採用的是Low Complexity Communications CODEC---(LC3)

   

 

1),LC3是一個high quality的CODEC,它用於所有LE audio模式:

       ---包含了music和voice模式等等。

2),它只具備A Mono CODEC:

       ---意味著立體聲利用了兩個通道。

3),Encodes blocks of Audio data:

       ---幀間隔可以做到7.5 ms 到10 ms之間

4),具有從8KHz到48KHz的多個採樣率:

       ---更高的採樣率也是可能的,但沒有提交給SIG進行標準化, 也不是標準規範的一部分。這就在後期各個平台具備自己的codec, 比如後續Qualcomm推出的LC3-APTX codec.

5) ,每個採樣率都有多個比特率,提供不同的質量水平:

      –從28 Kb/s到124 Kb/s




  • 更低的功耗,LE Audio採用的是BLE的技術功耗這塊對比之前的Classic BT是要少的多。
  • 在技術上Bluetooth LE Audio 比對Bluetooth Classic占據更多的優勢,取Qualcomm的平台來說,用如下的截圖可以完美的展示:

    

  

3、LE Audio的獨特功能說明:

從上面可以得知LE Audio比對BREDR,具備Broadcast、Low latency Gaming、Stereo recording、Stereo Voice的獨特功能。

如下我主要對大家比較關注的Broadcast和Low latency Gaming兩個模式來做簡單的講述:

  • LE audio 的Broadcast 也叫Auracast broadcast audio,具體的描述,大家可以移步到我之前在大大通上架的博文就有詳細的描述,我這就不再對broadcast做過多的解析:

     


1),在深度理解LE audio broadcast的應用之前,我們首先要理解一個叫Broadcast Assistant的輔助工具。
Broadcast Assistant是一個軟體工具,可以理解為一個APP。上次的博文我也有提到Broadcast Assistant,它就是來選擇當前的接收器來連接哪一個broadcast source, 類似於我們的FM一樣,通過Assistant來選擇我當前接收哪一個頻道的聲音。

    
     

Broadcast Assistant 在應用上存在兩種情況,一個是Co-located 一個是Non co-located:

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

Non co-located:指的是接收器通過Broadcast Assistant來選擇外界的source, 接收器獲取Assistant提供的uuid主動發起broadcast的連接。



2),有關Broadcase Profiles 部分簡單描述:




在標準的LE Audio Specifications profile 中,其PBP 和 BASS是broadcast獨有的部分:

BASS --- 廣播音頻掃描服務(Broadcast Audio Scan Service)主要是提供了檢測broadcast音頻流的其他方法的服務。

PBP--- 公共廣播配置文件(Public Broadcast Profile)主要是在app層來配置廣播的基本參數信息。

 

3),有關在QCC平台,Broadcast的應用搭建。目前市面上還沒有標準broadcast source產品,當然Broadcast Assistant 目前也不會有,我們只能在QCC的平台上來搭建一個source 和多個 headset平台來做接收設備去測試,沒有Broadcast Assistant可以通python的方式對headset設備控制和配置接收器的參數。
具體的,請關注我的下一個博文“Qualcomm藍牙耳機FAQ(39)----LE audio Broadcast應用與實測數據”, 採用的是QCC3086或者QCC5181來做broadcast source, QCC3083X、QCC307X、QCC518X來做接收器,體驗感是槓槓的。

  • Low latency Gaming也就是常說的低延時模式,主要用於遊戲模式也可以叫做LE Audio Gaming Mode:

從高通的技術資料上獲知,在2022年1月,有出一組在Gaming Mode下測試的一組延時參數,如下圖所示:

    
  

其從Game APP發出到speack輸出,整個路徑的延時是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

上述的數據只能說是針對某一款手機和固定當前的硬體設施來說的,有可能採用不同的硬體選型,或者不同的手機來測試延時可能會更低。

在QCC的平台上搭建Gaming Mode Demo測試環境:

使用Voice Back Channel (VBC)搭建遊戲模式,需要如下條件:

  • Headset

– QCC5181 / QCC3084 SODIMM with 20-CH430 carrier board

  • Source Dongle

– QCC5181 / QCC3084 SODIMM with 20-CH430 carrier board

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

 

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

 

確保在每個設備上設置了不同的藍牙地址。通電後,設備將使用基於RSSI的自動配對方式自動連接。

 

硬體搭建如下所示:

  • 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端連接電腦,在dongle與 headset配對正常的情況下,PC端選用錄音的方式來拾取輸入的信號。

將Soundcard(AP)連接PC,我們的dongle 識別為一個PC聲卡設備。通過Soundcard(AP)來發送一個指定的聲音,傳輸給PC,PC將收到的聲音通過dongle 傳輸給headset, Headset再通過Line In傳輸給Soundcard(AP),這樣形成一個閉環迴路。

Soundcard(AP)可以通過發出和接收到的間隔來計算出整個Gaming mode的延時。

好了,今天的博文先講解到這裡,後續我繼續為大家更新更多有關LE AUDIO的知識,如下是在技術層面上常用的術語,供大家參考:





問題1:LE Audio的英文全稱叫什麼?

答:全稱是Bluetooth Low Energy Audio,中文叫低功耗藍牙音頻:


問題2:你之前寫的那個LE Audio的博文有鏈接嗎?

答:鏈接是https://www.wpgdadatong.com.cn/blog/detail/71442,大家也可以在大大通上直接搜索標籤也是可以的。


問題3:當前QCC平台的LE Audio 發射器最新的軟體版本是多少?

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


問題4:當前最新的ADK,需要哪些tools就可以跑起來?

問題5:QCC平台LE Audio的headset 產品,目前有適配的手機支持嗎?兼容性如何?

答:目前高通驍龍處理器的手機大多已經是支持LE AUDIO的功能,我們QCC的LE AUDIO也是可以使用的,我這測試兼容性還好。大家在研發過程中遇到兼容性問題,可以來我們公司一塊討論。

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