針對藍牙5.2三大特性的詳細說明

在美國拉斯維加斯舉辦的CES2020展會上，藍牙技術(shù)聯(lián)盟（Bluetooth Special Interest Group，簡稱SIG）宣布即將發(fā)布新一代藍牙音頻技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)—低功耗音頻LE Audio，新一代藍牙音頻技術(shù)打破了經(jīng)典藍牙音頻的市場壟斷地位，開創(chuàng)了藍牙無線音頻新市場。LE Audio不僅在音頻質(zhì)量上面做出了提升，更是加入了低功耗特性，使得藍牙音頻能夠在更多場景中應(yīng)用。

此次新一代藍牙5.2的新特性主要體現(xiàn)在3個方面，我們將針對這三個新特性做詳細說明，并對市場價值應(yīng)用前景做出分析。

一、特性一：增強型ATT協(xié)議

Enhanced Attribute Protocol：增強型ATT協(xié)議

藍牙5.2中對ATT協(xié)議進行了加強，簡稱為EATT。EATT修改了順序事務(wù)模型，允許堆棧處理并發(fā)事務(wù)，并且新增的流量控制提升了EATT的穩(wěn)定性。也就是說EATT協(xié)議允許并發(fā)事務(wù)可以在不同的L2CAP通道上執(zhí)行。這歸功于EATT協(xié)議中的ATT MTU和L2CAP MTU是獨立配置的，并且可以在連接期間重新配置。

因為在藍牙5.1及之前的版本中事務(wù)的處理是順序的，不支持并發(fā)，也就是事務(wù)必須在一個完整的PDU/SUD之后才能執(zhí)行；MTU是一一對應(yīng)且固定的，也就是說MTU一旦建立連接便不可更改。如上圖1左。

而對于LE5.2的EATT，MTU在ATT和L2CAP之間不再一一對應(yīng)，可以互相獨立配置。由此也帶來兩個特點，一是ATT和L2CAP之間的MTU和PDU大小是動態(tài)可配置（MTU可變大）；二是不同業(yè)務(wù)之間的PDU可以交叉處理，減小了數(shù)據(jù)延遲。如上圖1右。

EATT的引入對ATT PDUs有以下幾個方面的影響：

一些新的PDU只能用于已經(jīng)被定義的EATT載體上

某些PDU可用于非增強ATT，但是不能用于EATT

一些PDU的定義或流程被重新細化或優(yōu)化

EATT只能通過加密連接使用，而ATT繼續(xù)允許通過未加密和加密的連接

二、特性二 LE功耗控制

LE Power Control：LE功耗控制

藍牙BR/EDR包括電源控制功能。然而，在藍牙5.1中，并沒有定義這樣的功能。藍牙5.2定義了BLE的雙向功率控制，可以用于實現(xiàn)多種應(yīng)用場景，有助于在保持連接的情況下更好的降低功耗并提高設(shè)備的穩(wěn)定性和可靠性。

藍牙5.2規(guī)定了對于發(fā)射功率的動態(tài)管理。通過對接受信號強度RSSI的監(jiān)控，來通知發(fā)射方增加或減少發(fā)射功率。這對于在使用時設(shè)備之間的距離經(jīng)常處于變化中的應(yīng)用來說比較節(jié)省功耗，從而達到剛剛好的功耗滿足剛剛好的應(yīng)用。也就是說，設(shè)備會根據(jù)不同距離時的RSSI值，控制發(fā)射功率使接收靈敏度保持在一個最佳的范圍內(nèi)，從而達到更好的功耗控制住。

圖 2據(jù)此，可以根據(jù)實際需求來調(diào)整發(fā)射功率，使設(shè)備的功耗更低。

三、特性三 LE同步信道

LEIsochronous Channels：LE同步信道

在藍牙5.1及之前的版本中，僅支持面向連接的異步通信鏈路及非連接模式的廣播鏈路，然而藍牙5.2為了基于低功耗實現(xiàn)下一代Bluetooth Audio而定義了LE同步信道，包括連接模式下的同步音頻流傳輸信道以及廣播模式下的同步音頻流傳輸信道。為了實現(xiàn)LE同步信道，在BLE Controller中定義了一個新的通訊協(xié)議層——Isochronous Adaptation Layer（ISOAL，同步適配層）。

LE Audio 將采用全新的低復(fù)雜性通信編解碼器（Low ComplexityCommunicationCodec， LC3），以提供實現(xiàn)更高的音質(zhì)和更低的功耗，相較于經(jīng)典藍牙音頻編碼SBC，LC3編碼效率和質(zhì)量都有了較大的提高，這使得LE Audio比經(jīng)典藍牙音頻技術(shù)擁有更大的技術(shù)優(yōu)勢。

LE同步通道定義了一個有時間依賴的數(shù)據(jù)的傳輸通道和傳輸策略。首先是一個對于多接收方同步獲取數(shù)據(jù)的機制；其次是定義了發(fā)送方在允許的時間外丟棄數(shù)據(jù)，從而保證接收方收取的數(shù)據(jù)滿足時效要求。此同步通道支持連接和非連接模式，內(nèi)容包括：連接模式下同步音頻流傳輸信道/多聲道音頻流，廣播模式下同步音頻流傳輸信道/廣播模式共享音頻流。

在連接模型中通過保持相同的時間戳來確保數(shù)據(jù)的同步。如圖3。

圖 3廣播模型中通過廣播周期中的PDU包含針對每個設(shè)備的時間戳，若同步則稱為同步接收者。如圖4。

圖 4四、前景分析

藍牙5.2中最大的市場就是LE Audio（低功耗音頻藍牙），雖然不能說完全能取代Classic Audio，但是此技術(shù)的出現(xiàn)將打破經(jīng)Classic Audio在音頻傳輸中的壟斷地位，搶占其絕大多數(shù)的市場，并提供新的使用場景的解決方案。

典型的使用案例

1. 私人音頻分享：比如你有一首非常喜歡的音樂想要分享給周圍的人，不用再通過某易云分享鏈接，而是通過手機直接播放音樂，讓周圍的人連接到你的分享頻道即可。

2. 公共外放設(shè)備的音頻接收：比如在健身房中會有不同的健身項目在不同的屏幕上播放，相互之間的聲音必定存在干擾，此時將不同的音頻分為不同的分組，通過接入到對應(yīng)分組中就可以接收相應(yīng)的音頻，減小噪聲干擾。到時候給跳廣場舞的大媽一人配一個LE Audio藍牙耳機，想想就覺得世界清靜不少。

3. 輔助接收：在候機廳候車廳中的航班列車信息都是大喇叭模式播放，對于某些聽力障礙人士、或者環(huán)境嘈雜的時候都不易聽清內(nèi)容，若將航班列車信息通過LE Audio設(shè)備播出，乘客通過藍牙耳機或者對應(yīng)的手機APP接收，則可以大大的節(jié)省時間和精力。

4. 多語言的實時翻譯：在人員語言復(fù)雜的環(huán)境中，通過將藍牙設(shè)備接入到對應(yīng)的語言翻譯頻道中來接收翻譯信息。