Документация

Низкий коммуникационный кодек сложности (LC3)

Аудио LE включает новое высокое качество, кодек малой мощности, известный как LC3. Это поддерживает широкий спектр частот дискретизации, битрейтов и частоты кадров, дающей гибкость максимума разработчиков продукта, чтобы оптимизировать их продукты, чтобы обеспечить самый лучший аудио опыт конечным пользователям. По сравнению с кодеком поддиапазона (SBC), реализованный классическим аудио, LC3 намного более эффективен в обработке и поставке аудио. Сравнение между LC3 и SBC, связанным со стандартным аудированием стерео [1], проверяет, что LC3 поставляет высококачественное аудио на низких скоростях передачи данных. Результаты, показанные в [1], показывают, что даже при половине битрейта, LC3 обеспечивает намного превосходящий аудио опыт, чем SBC.

Внутренние недостатки SBC привели к производителям аудиооборудования, таким как Bluetooth-гарнитура, поворачивающаяся к собственным решениям, таким как аудиокодек 3 (AC3) и AptX. Такие собственные решения нужны в определенной аппаратной поддержке и добавляют затраты по стандартизированным реализациям. Введение LC3 удаляет зависимость от собственных решений, приводящих к более низким затратам устройства. LC3 позволяет разработчикам продукта иметь эффективный компромисс между качеством звука и потреблением энергии. Высокое качество, характеристика малой мощности LC3 позволяет разработчикам продукта оптимизировать долговечность батареи устройства.

Мультипотоковое аудио

Мультипотоковое аудио позволяет вам передать несколько, независимых, и синхронизировало аудиопотоки между устройством источника аудиосигналов, такие как смартфон, и одним или несколькими аудио устройствами приемника как наушники или наушники. Чтобы поддержать мультипотоковое аудио, Спецификация 5.2 [2] Ядра Bluetooth ввела связанный изохронный поток (CIS) и связанную изохронную группу (CIG). Для получения дополнительной информации о CIS и CIG, смотрите CIS и CIG. Этот рисунок показывает, как аудио LE позволяет вам отправить несколько аудиопотоков между источником и приемником.

Классическое аудио Bluetooth поддерживает только один аудиопоток "точка-точка" по усовершенствованному аудио профилю распределения (A2DP). Однако аудио LE позволяет вам обработать несколько изохронных аудиопотоков с синхронизацией между ними. Мультипотоковая поддержка аудио LE может улучшать производительность действительно беспроводных наушников путем обеспечения лучшего опыта обработки изображений стерео, создание использования речевого ассистента более бесшовные сервисы, и создание переключения между несколькими устройствами источника аудиосигналов, более сглаженными [1].

Поддержка слуховых аппаратов

Аудио LE оказывает исключительную поддержку для слуховых аппаратов. Как правило, устройства слухового аппарата требуют низкого и эффективного потребления энергии. Аудио LE поддерживает высокое качество, возможность малой мощности LC3 и эффективную характеристику потребления энергии стандарта BLE. LE поддержанные аудио слуховые аппараты совместим, позволяя вам связать с большинством смартфонов, телевизоры, и ноутбуки и делая эти устройства намного более доступными для людей с потерей слуха.

Широковещательно передайте аудио совместное использование

Аудио LE теперь поддерживает способность широковещательно передать один или несколько аудиопотоков к неограниченному количеству аудио устройств приемника. Широковещательное аудио открывает существенно новые возможности для инноваций, такие как новый вариант использования Bluetooth, аудио совместное использование. Широковещательно передайте аудио, совместно использующее, может быть персональным (совместно используйте аудио с людьми вокруг вас), или основанный на местоположении (совместно используют аудио в общественных местах как аэропорты).

Изменения в конечном автомате Слоя ссылки (LL)

Функционирование LL описано в терминах конечного автомата. Этот рисунок показывает диаграмму состояний конечного автомата LL.

Спецификация 5.2 [2] Ядра Bluetooth добавила новое состояние, Изохронную Широковещательную передачу, к конечному автомату LL. В Изохронном Широковещательном состоянии LL передает изохронные пакеты данных на изохронном физическом канале. Изохронное Широковещательное состояние может быть введено от Резервного состояния. Если устройство находится в Изохронном Широковещательном состоянии, то это упоминается как изохронная вещательная компания.

LE изохронные каналы и транспортная архитектура данных Bluetooth

LE изохронная функция каналов позволяет вам передать уязвимые данные задержки между устройствами. Эта функция обеспечивает механизм, чтобы гарантировать синхронизацию между несколькими устройствами приемника, получающими данные из того же источника. Данные с истекшим сроком (данные, которые нарушают ограниченный во времени срок действия), который не передается, отбрасываются. Следовательно, приемные устройства получают данные, которые допустимы относительно его возраста и приемлемой задержки.

Транспортная архитектура данных Bluetooth теперь поддерживает LE изохронные каналы. LE изохронные каналы может быть с установлением соединения или без установления соединения. В обоих случаях изохронная коммуникация понята с помощью нового LE изохронный физический канал. Этот физический канал использует скачкообразное движение частоты и задает синхронизацию первого пакета. Эта синхронизация действует как контрольная точка для синхронизации последующих пакетов. LE изохронный физический канал может работать с Незакодированным LE (LE1M и LE2M) или LE Закодированный BLE PHY. LE изохронный физический канал использует Поток LE (LES) и Система координат LE (LE-F) логические ссылки, чтобы передать аудиоданные и структурированные пакеты данных, соответственно. Изохронные каналы с установлением соединения используют LE-CIS логический транспорт и поддерживают двунаправленную коммуникацию. Этот рисунок показывает процедуру изохронного транспорта данных о канале с установлением соединения.

Один поток LE-CIS обеспечивает изохронную связь "точка-точка" между двумя подключенными устройствами. Период сбрасывания задан для LE-CIS логический транспорт. Любой пакет, который не был передан в период сбрасывания, отбрасывается. Этот рисунок показывает процедуру изохронного транспорта данных о канале без установления соединения.

Изохронная коммуникация без установления соединения использует широковещательную передачу изохронные потоки (BIS) и поддерживает только однонаправленную коммуникацию. BIS использует LES или логические ссылки LE-F по LE изохронный физический канал для пользовательских данных с новым широковещательно переданным LE управлением (LEB-C) логическая ссылка, используемая для требований управления. Один BIS может передать идентичные копии потоком данных к нескольким устройствам приемника.

CIS и CIG

CIS является логическим транспортом, который позволяет подключенным устройствам передать изохронные данные однонаправлено и двунаправлено. Изохронные данные могут быть переданы или в LES или в логической ссылке LE-F при помощи CIS логический транспорт. Каждый CIS сопоставлен с LE асинхронная связь (ACL). CIS поддерживает пакеты переменного размера и передачу одного или нескольких пакетов в каждом изохронном событии. Эта возможность позволяет аудио LE поддержать область значений скоростей передачи данных. CIG состоит из двух или больше CISs, которые имеют тот же интервал ISO (время между точками привязки смежного CISs) и которые, как ожидают, будут иметь отношение времени на прикладном уровне, или одного CIS. Этот рисунок показывает CIS и CIG, обслуживающий левые и правые наушники-вкладыши стерео.

Максимальное количество CISs в CIG равняется 31. CIG появляется, когда его первый CIS создается, и он прекращает существование, когда все его составляющие CISs уничтожаются.

Этот рисунок иллюстрирует концепцию событий CIS и подсобытий.

Каждое событие CIS имеет место в регулярном Интервале ISO, который находится в диапазоне от 5 мс до 4 с во множителях 1,25 мс. Каждое событие CIS разделено в одно или несколько подсобытий. В CIS, во время подсобытия, Ведущее устройство (M) передачи однажды и Ведомое устройство (S) отвечает как показано на предыдущем рисунке. Событие CIS является возможностью для M и S, чтобы обмениваться модулями данных о протоколе CIS (PDUs). Подсобытие заканчивается в конце пакета С, если таковые имеются, и в конце пакета М. Изохронный канал переключен в конце каждого подсобытия. LL закрывает событие CIS в конце своего последнего подсобытия.

Весь CISes в CIG имеет тот же M, но может иметь различного С. Событие CIG состоит из соответствующих событий CIS CISes, в настоящее время составляющего тот CIG. Каждое событие CIG запускает в точке привязки самого раннего (в порядке передачи) CIS CIG и заканчивается в конце последнего подсобытия последнего CIS того же события CIG. Любые два события CIG на том же CIG не перекрываются, потому что последнее событие CIS данного события CIG заканчивается перед первой точкой привязки CIS следующего события CIG.

Рассмотрите вариант использования, где аудиопоток со смартфона (источник) должен проигрываться в левых и правых зародышах (два приемника) наушников LE. Левые и правые зародыши каждый устанавливает поток CIS с исходным устройством. Оба потоки CIS являются частью того же CIG. Фрагмент аудио, произведенного источником, закодирован в пакет, и копия передается к каждому устройству приемника по его потоку, по одному во время серии последовательных событий CIS. Воспроизведение звука не должно запускаться, пока все устройства в CIG не получили пакет.

BIS и Широковещательная передача изохронная группа (BIG)

BIS является логическим транспортом, который позволяет устройству передать изохронные данные (структурированный или без рамки). BIS поддерживает пакеты переменного размера и передачу одного или нескольких пакетов в каждом изохронном событии, позволяя аудио LE поддержать область значений скоростей передачи данных. Поток данных однонаправлен от широковещательного устройства. Поэтому никакой протокол подтверждения не существует, делание широковещательно передало изохронный ненадежный трафик. Чтобы улучшить надежность пакетной доставки, BIS поддерживает несколько повторных передач.

BIG содержит два или больше BISs, которые имеют тот же интервал ISO и которые, как ожидают, будут иметь отношение времени на прикладном уровне, или одного BIS. Максимальное количество BISs в BIG равняется 31. Этот рисунок показывает BIS и BIG, обслуживающий пару левых и правых наушников-вкладышей стерео.

Для каждого BIS в BIG существует расписание временных интервалов передачи (известный как events и subevents). Этот рисунок показывает концепцию BIS и Больших событий и подсобытий.

Каждое событие BIS запускается в точке привязки BIS и заканчивается после ее последнего подсобытия. Каждое Большое событие запускается в точке привязки BIG и заканчивается после подсобытия управления, если вы существуете. Если подсобытие управления не существует, концы Большого события в конце последнего события BIS. Подсобытие BIS позволяет изохронной вещательной компании передать PDU BIS и позволяет синхронизируемому приемнику получить его. LL должен передать один PDU данных о BIS в начале каждого подсобытия изохронного широковещательного события. Для каждого события BIS источник данных должен отправить пакет данных, состоящих из полезных нагрузок пакетного номера (BN). Подсобытия каждого события BIS каждый разделены в группы подсобытий BN. Каждое Большое событие содержит дополнительное подсобытие управления. Если подсобытие управления присутствует, LL передает один PDU управления BIG в начале подсобытия управления, чтобы отправить управляющую информацию о BIG. LL не передает PDU Управления BIG ни в какое другое время.

Изохронный физический Модуль данных о протоколе (PDU) канала

Изохронный физический PDU канала содержит 16-битный заголовок, переменную полезную нагрузку размера и дополнительное поле проверки целостности сообщения (MIC). Этот рисунок показывает пакетную структуру изохронного физического PDU канала.

Формат полей Header и Payload зависит от типа изохронного физического PDU канала, который используется. Изохронный физический PDU канала является PDU CIS или PDU BIS, когда используется на CIS или BIS, соответственно. Поле MIC включено во все PDUs, которые содержат ненулевую Полезную нагрузку, переданную на зашифрованном CIS или BIS. Если PDU отправляется на незашифрованном CIS или BIS или имеет Полезную нагрузку нулевой длины, то поле MIC не присутствует.

Этот рисунок показывает пакетную структуру изохронного физического Заголовка PDU канала для PDU CIS.

PDU CIS может быть PDU данных о CIS или PDU пустого указателя CIS. PDU Данных о CIS несет изохронные данные, тогда как PDU пустого указателя CIS используется, когда никакие данные не существуют, чтобы быть отправленными. Эта таблица объясняет содержимое поля Header.

Этот рисунок показывает пакетную структуру изохронного физического Заголовка PDU канала для PDU BIS.

PDU BIS может быть PDU данных о BIS или PDU управления BIG. PDU данных о BIS несет изохронные данные. PDU управления BIG отправляет управляющую информацию за BIG. Эта таблица объясняет содержимое поля Header.

Этот рисунок показывает пакетную структуру поля Payload в PDU управления BIG.

Поле Opcode указывает, что различные типы BIG управляют PDUs. Поле Opcode задает поле CtrData в Полезной нагрузке PDU управления BIG. Для данного Кода операции фиксируется длина поля CtrData.

Изохронный уровень адаптации (ISOAL)

Чтобы поддержать аудио LE, Спецификация 5.2 [2] Ядра Bluetooth ввела ISOAL в Bluetooth-стеке, который присутствует в контроллере выше LL. ISOAL позволяет нижним и верхним уровням стека работать совместно. Эта гибкость позволяет размеру изохронных пакетов данных, созданных и используемых верхними уровнями быть отличным от размера, используемого CIS или BIS логический транспорт в LL. ISOAL обеспечивает сегментацию, фрагментацию, повторную сборку и recombination сервисы для преобразования SDUs от верхнего уровня до PDUs основополосного менеджера ресурсов и наоборот. ISOAL позволяет верхнему уровню использовать интервалы синхронизации, которые отличаются от используемых LL так, чтобы уровень SDUs, которым обмениваются с верхними уровнями, был различный как уровень, с которым ими обмениваются с LL. Изохронный коммуникационный механизм использует интерфейс хост-контроллера (HCI) в качестве интерфейса от верхнего уровня до ISOAL. SDUs передаются и от верхнего уровня или HCI использования пакеты данных ISO или по специфичному для реализации транспорту.