Che cos'è l'audio Bluetooth LE? Bassa latenza con canali isocroni

Sommario

Mercato BT 5.2 Bluetooth LE AUDIO

Come tutti sappiamo, prima di BT5.2, la trasmissione audio Bluetooth utilizzava la classica modalità Bluetooth A2DP per la trasmissione dei dati punto a punto. Ora l'emergere dell'audio a basso consumo LE Audio ha rotto il monopolio del Bluetooth classico nel mercato audio. Al CES 2020, SIG ha annunciato ufficialmente che il nuovo standard BT5.2 supporta applicazioni di streaming audio multi-slave one-master basate sulla connessione, come cuffie TWS, sincronizzazione audio multi-room e trasmissione basata su flusso di dati broadcast, che può essere ampiamente utilizzato nelle sale d'attesa, palestre, sale conferenze, cinema e altri luoghi con ricezione audio su schermi pubblici.

LE AUDIO basato sulla trasmissione

LE AUDIO basato sulla connessione

BT 5.2 LE Principio di trasmissione audio

La funzionalità Canali isocroni Bluetooth LE è un nuovo metodo di trasferimento dei dati tra dispositivi che utilizzano Bluetooth LE, chiamati Canali isocroni LE. Fornisce un meccanismo algoritmico per garantire che più dispositivi ricevitori ricevano i dati dal master in modo sincrono. Il suo protocollo prevede che ogni frame di dati inviato dal trasmettitore Bluetooth avrà un periodo di tempo e i dati ricevuti dal dispositivo dopo tale periodo verranno eliminati. Ciò significa che il dispositivo ricevente riceve i dati solo entro la finestra temporale valida, garantendo così la sincronizzazione dei dati ricevuti da più dispositivi slave.

Per realizzare questa nuova funzione, BT5.2 aggiunge il livello di adattamento della sincronizzazione ISOAL (The Isochronous Adaptation Layer) tra il controller dello stack di protocollo e l'host per fornire servizi di segmentazione e riorganizzazione del flusso di dati.

Streaming sincrono di dati BT5.2 basato sulla connessione LE

Il canale isocrono orientato alla connessione utilizza il metodo di trasmissione LE-CIS (LE Connected Isochronous Stream) per supportare la comunicazione bidirezionale. Nella trasmissione LE-CIS, tutti i pacchetti non trasmessi entro la finestra temporale specificata verranno scartati. Lo streaming di dati di canale isocrono orientato alla connessione garantisce la comunicazione sincrona punto a punto tra i dispositivi.

La modalità Gruppi isocroni connessi (CIG) può supportare lo streaming di dati multi-connessi con un master e più slave. Ogni gruppo può contenere più istanze CIS. All'interno di un gruppo, per ciascun CIS, esiste una pianificazione di fasce orarie di trasmissione e ricezione, chiamate eventi e sottoeventi.

L'intervallo di occorrenza di ciascun evento, chiamato intervallo ISO, è specificato nell'intervallo di tempo compreso tra 5 ms e 4 s. Ogni evento è suddiviso in uno o più sottoeventi. Nel sottoevento basato sulla modalità di trasmissione del flusso di dati sincrono, l'host (M) invia una volta con lo/gli slave che rispondono come mostrato.

BT5.2 basato sulla trasmissione sincrona del flusso di dati broadcast senza connessione

La comunicazione sincrona senza connessione utilizza il metodo di trasmissione della sincronizzazione broadcast (BIS Broadcast Isochronous Streams) e supporta solo la comunicazione unidirezionale. La sincronizzazione del ricevitore deve prima ascoltare i dati di trasmissione AUX_SYNC_IND dell'host, la trasmissione contiene un campo chiamato BIG Info, i dati contenuti in questo campo verranno utilizzati per la sincronizzazione con il BIS richiesto. Il nuovo collegamento logico di controllo trasmissione LEB-C viene utilizzato per il controllo del collegamento del livello LL, come l'aggiornamento dell'aggiornamento del canale, e il collegamento logico del canale di sincronizzazione LE-S (STREAM) o LE-F (FRAME) verrà utilizzato per il flusso dei dati dell'utente e dati. Il più grande vantaggio del metodo BIS è che i dati possono essere trasmessi a più ricevitori in modo sincrono.

La modalità flusso e gruppo isocrono Broadcast supporta la trasmissione sincrona di flussi di dati multi-ricevitore non connessi. Si può vedere che la differenza più grande tra questa e la modalità CIG è che questa modalità supporta solo la comunicazione unidirezionale.

Riepilogo delle nuove funzionalità di BT5.2 LE AUDIO:

Livello di adattamento della sincronizzazione ISOAL del controller BT5.2 appena aggiunto per supportare la trasmissione del flusso di dati LE AUDIO.
BT5.2 supporta una nuova architettura di trasporto per supportare la comunicazione sincrona orientata alla connessione e senza connessione.
È disponibile una nuova modalità di sicurezza LE 3 basata sulla trasmissione e che consente l'utilizzo della crittografia dei dati nei gruppi di sincronizzazione della trasmissione.
Il livello HCI aggiunge una serie di nuovi comandi ed eventi che consentono la sincronizzazione della configurazione e della comunicazione richieste.
Il livello di collegamento aggiunge nuove PDU, comprese le PDU di sincronizzazione connesse e le PDU di sincronizzazione broadcast. LL_CIS_REQ e LL_CIS_RSP vengono utilizzati per creare connessioni e controllare il flusso di sincronizzazione.
LE AUDIO supporta velocità PHY multiple CODIFICATE da 1M, 2M.

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