泰凌微電子LE Audio TWS耳機(jī)方案

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LE Audio單播音頻-Unicast Audio

藍(lán)牙低功耗音頻Bluetooth LE Audio代表著下一代智能音頻設(shè)備的功能趨勢(shì)，LE Audio的TWS耳機(jī)連接技術(shù)基于藍(lán)牙核心規(guī)范5.2版本引入的連接同步數(shù)據(jù)流(Connected Isochronous Stream,簡稱CIS)傳輸特性。CIS基于設(shè)備間建立的低功耗藍(lán)牙ACL連接，在相連設(shè)備間建立固定時(shí)間間隔(ISO Interval)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)流傳輸通道。由Central發(fā)起的CIS是CIG (Connected Isochronous Group)的成員, 一個(gè)CIG最多可包含31個(gè)CIS，每個(gè)CIS對(duì)應(yīng)一個(gè)獨(dú)立的音頻流。每個(gè)Central設(shè)備可以有多個(gè)CIG。

圖源：藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟

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技術(shù)優(yōu)勢(shì)

使用低復(fù)雜性通信編解碼器LC3(The Low Complexity Communications Codec)，即使在低數(shù)據(jù)率的情況下也能提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸。LC3為開發(fā)人員帶來巨大的靈活性，允許開發(fā)人員在關(guān)鍵產(chǎn)品屬性，例如音頻質(zhì)量和功耗，延遲之間做出更好的平衡。

圖源：藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟

與傳統(tǒng)藍(lán)牙的TWS耳機(jī)的“轉(zhuǎn)發(fā)”，“偵聽”方案不同，LE Audio實(shí)現(xiàn)了真無線TWS技術(shù)。傳統(tǒng)藍(lán)牙耳機(jī)只支持一對(duì)一連接，雙耳耳機(jī)只有主耳和主設(shè)備連接，主耳和副耳之間建立數(shù)據(jù)或者控制通道，副耳利用主耳提供的的數(shù)據(jù)或控制信息，使用轉(zhuǎn)發(fā)或者偵聽的方式和主設(shè)備同步，由此引入了延遲大，雙耳功耗不同步，音頻失真，功耗高等問題。LE Audio實(shí)現(xiàn)的真無線TWS技術(shù)，采用一對(duì)二連接，主設(shè)備分別和左右耳建立同步數(shù)據(jù)通道，左耳和右耳之間可以不額外增加通道(也可以選擇性的在左右耳之間建立控制通道)，完美的解決了傳統(tǒng)藍(lán)牙引入的雙耳功耗不同步問題，同時(shí)，使用LC3編碼器技術(shù)，開發(fā)人員可以在延時(shí)和音頻質(zhì)量之間做權(quán)衡，選擇其應(yīng)用所需最適合的配置。LE Audio實(shí)現(xiàn)的真無線TWS技術(shù)，其延時(shí)和音頻質(zhì)量都將明顯優(yōu)于傳統(tǒng)藍(lán)牙。

圖源：藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟

LE Audio引入了多重串流音頻技術(shù)。一個(gè)主設(shè)備可以連接多個(gè)從設(shè)備，同時(shí)一個(gè)從設(shè)備也可以連接多個(gè)主設(shè)備。例如，一對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)可以既連接電腦，又連接手機(jī)。一部手機(jī)也可以連接兩對(duì)藍(lán)牙耳機(jī)。LE Audio技術(shù)將擴(kuò)展音頻的應(yīng)用場景，改變用戶對(duì)音頻設(shè)備的使用方式，為用戶帶來更豐富的體驗(yàn)。

LE Audio使用的低功耗技術(shù)，可以大幅減少電量消耗，提升電池續(xù)航能力。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)

泰凌TLSR9系列芯片和BLE協(xié)議棧支持藍(lán)牙5.3 相關(guān)LE Audio各項(xiàng)核心規(guī)范，開發(fā)者可以基于泰凌TLSR9 LE Audio TWS耳機(jī)方案，迅速了解LE Audio TWS耳機(jī)方案核心功能，進(jìn)行量產(chǎn)產(chǎn)品的開發(fā)。下面介紹如何使用泰凌TLSR9系列芯片及硬件搭建LE Audio TWS耳機(jī)方案。

硬件清單

角色介紹

B91 Dev Board作為客戶端設(shè)備，模擬手機(jī)或電腦端，負(fù)責(zé)采集音頻數(shù)據(jù)，和兩個(gè)TWS耳機(jī)端建立連接。

支持USB音頻輸入，支持板載Line-in音頻輸入。音頻數(shù)據(jù)配置為：采樣率：48KHz、采樣深度：16bit、幀周期：10ms、每幀數(shù)據(jù)壓縮后：120byte。

LED指示狀態(tài)，紅燈閃爍代表正常工作，藍(lán)燈亮代表連接到了第一個(gè)TWS設(shè)備，綠燈亮代表連接到了第二個(gè)TWS設(shè)備，白燈亮代表客戶端設(shè)備和TWS耳機(jī)端CIS音頻通路建立完成。

支持自動(dòng)配對(duì)。通過使用標(biāo)準(zhǔn)LE Audio Profile協(xié)議CSIP(Coordinated Set Identification Profile)，客戶端設(shè)備連接到一個(gè)TWS設(shè)備之后，會(huì)自動(dòng)識(shí)別并連接另一個(gè)TWS設(shè)備。

B91 Audio Dev Board作為服務(wù)端設(shè)備，模擬TWS耳機(jī)端，負(fù)責(zé)把接收到的音頻數(shù)據(jù)播放出來。

使用標(biāo)準(zhǔn)LE Audio Profile協(xié)議VCP(Volume Control Profile)，TWS設(shè)備支持本地按鍵同步調(diào)節(jié)TWS耳機(jī)端音量，支持mute/unmute。(調(diào)節(jié)一個(gè)TWS的音量，兩個(gè)TWS耳機(jī)音量同步變化)。

LED指示狀態(tài)，紅燈亮代表連接到了客戶端設(shè)備。白燈亮代表和客戶端設(shè)備CIS音頻通路建立完成。

展望

LE Audio技術(shù)將極大擴(kuò)展無線音頻的應(yīng)用場景。藍(lán)牙5.2帶來的無線多重串流音頻技術(shù)，將從根本上改變?nèi)藗儗?duì)無線音頻技術(shù)的使用習(xí)慣，為用戶帶來全新體驗(yàn)。例如，對(duì)TWS耳機(jī)而言，使用LE Audio技術(shù)，一對(duì)TWS耳機(jī)可以同時(shí)連接到手機(jī)和電腦，實(shí)現(xiàn)多個(gè)音頻源的無縫切換。又或者，使用LE Audio技術(shù)，多對(duì)TWS耳機(jī)可以連接到一個(gè)手機(jī)上，讓用戶通過多種方式感受到新一代音頻技術(shù)帶來的全新體驗(yàn)。

LE Audio技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也將不再局限于TWS無線耳機(jī)或者音頻市場，其所帶來的多重串流數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，支持設(shè)備間一對(duì)多同步數(shù)據(jù)傳輸，或?qū)⒏淖儌鹘y(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方式，為用戶和市場帶來無限可能。泰凌將持續(xù)深耕LE Audio前沿技術(shù)，為用戶帶來高質(zhì)量，低延遲，低功耗，多樣式的無線音頻產(chǎn)品。

審核編輯 ：李倩