Wat is Bluetooth LE-audio? Lage latentie met isochrone kanalen

Inhoudsopgave

BT 5.2 Bluetooth LE AUDIO-markt

Zoals we allemaal weten, gebruikte Bluetooth-audiotransmissie vóór BT5.2 de klassieke Bluetooth A2DP-modus voor point-to-point gegevensoverdracht. Nu heeft de opkomst van audio met laag vermogen LE Audio het monopolie van klassieke Bluetooth op de audiomarkt doorbroken. Op de CES 2020 heeft SIG officieel aangekondigd dat de nieuwe BT5.2-standaard verbindingsgebaseerde one-master multi-slave audiostreamingtoepassingen ondersteunt, zoals TWS-hoofdtelefoons, multi-room audiosynchronisatie en op uitzendingsdatastreams gebaseerde transmissie, die op grote schaal worden gebruikt in wachtkamers, sportzalen, conferentiezalen, bioscopen en andere plaatsen met audio-ontvangst op openbare schermen.

Op uitzendingen gebaseerde LE AUDIO

Verbindingsgebaseerde LE AUDIO

BT 5.2 LE Principe van audiotransmissie

De functie Bluetooth LE Isochronous Channels is een nieuwe methode voor het overbrengen van gegevens tussen apparaten die Bluetooth LE gebruiken, genaamd LE Isochronous Channels. Het biedt een algoritmisch mechanisme om ervoor te zorgen dat meerdere ontvangerapparaten synchroon gegevens van de master ontvangen. Het protocol bepaalt dat elk gegevensframe dat door de Bluetooth-zender wordt verzonden, een tijdsperiode heeft en dat de gegevens die na deze tijdsperiode van het apparaat worden ontvangen, worden verwijderd. Dit betekent dat het ontvangstapparaat alleen gegevens ontvangt binnen het geldige tijdvenster, waardoor synchronisatie wordt gegarandeerd van gegevens die door meerdere slave-apparaten worden ontvangen.

Om deze nieuwe functie te realiseren, voegt BT5.2 de ISOAL-synchronisatie-aanpassingslaag (de Isochrone Adaptatielaag) toe tussen de protocolstackcontroller en de host om diensten voor datastroomsegmentatie en reorganisatie te bieden.

BT5.2 synchrone datastreaming op basis van LE-verbinding

Het verbindingsgerichte isochrone kanaal maakt gebruik van de LE-CIS-transmissiemethode (LE Connected Isochronous Stream) om bidirectionele communicatie te ondersteunen. Bij LE-CIS-verzending worden alle pakketten die niet binnen het gespecificeerde tijdvenster zijn verzonden, weggegooid. Verbindingsgerichte isochrone kanaaldatastreaming zorgt voor point-to-point synchrone communicatie tussen apparaten.

De Connected Isochronous Groups (CIG)-modus ondersteunt multi-verbonden datastreaming met één master en meerdere slaves. Elke groep kan meerdere CIS-instanties bevatten. Binnen een groep is er voor elk CIS een schema van zend- en ontvangsttijdslots, gebeurtenissen en subgebeurtenissen genoemd.

Het interval van optreden van elke gebeurtenis, een ISO-interval genoemd, wordt gespecificeerd in een tijdsbereik van 5 ms tot 4s. Elke gebeurtenis is onderverdeeld in een of meer subgebeurtenissen. In de subgebeurtenis gebaseerd op de synchrone datastroomtransmissiemodus, verzendt de host (M) één keer, waarbij de slaaf(en) reageren zoals weergegeven.

BT5.2 gebaseerd op synchrone transmissie van verbindingsloze uitzenddatastromen

Verbindingsloze synchrone communicatie maakt gebruik van de transmissiemethode voor uitzendingssynchronisatie (BIS Broadcast Isochronous Streams) en ondersteunt alleen communicatie in één richting. Ontvangersynchronisatie moet eerst luisteren naar de host AUX_SYNC_IND uitzendgegevens. De uitzending bevat een veld met de naam BIG Info. De gegevens in dit veld worden gebruikt om te synchroniseren met de vereiste BIS. De nieuwe LEB-C logische link voor uitzendingscontrole wordt gebruikt voor LL-laaglinkcontrole, zoals het updaten van kanalen, en de logische link voor LE-S (STREAM) of LE-F (FRAME) synchronisatiekanaal zal worden gebruikt voor de stroom van gebruikersgegevens en gegevens. Het grootste voordeel van de BIS-methode is dat gegevens synchroon naar meerdere ontvangers kunnen worden verzonden.

De Broadcast isochrone stream- en groepsmodus ondersteunt de synchrone verzending van niet-verbonden datastromen met meerdere ontvangers. Het is duidelijk dat het grootste verschil tussen deze modus en de CIG-modus is dat deze modus alleen eenrichtingscommunicatie ondersteunt.

Samenvatting van nieuwe functies van BT5.2 LE AUDIO:

BT5.2 nieuw toegevoegde controller ISOAL-synchronisatie-aanpassingslaag ter ondersteuning van LE AUDIO-datastroomtransmissie.
BT5.2 ondersteunt een nieuwe transportarchitectuur ter ondersteuning van verbindingsgerichte en verbindingsloze synchrone communicatie.
Er is een nieuwe LE Security Mode 3 die op uitzendingen is gebaseerd en waarmee gegevensversleuteling kan worden gebruikt in uitzendingssynchronisatiegroepen.
De HCI-laag voegt een aantal nieuwe opdrachten en gebeurtenissen toe die synchronisatie van de vereiste configuratie en communicatie mogelijk maken.
De linklaag voegt nieuwe PDU's toe, inclusief aangesloten synchronisatie-PDU's en broadcast-synchronisatie-PDU's. LL_CIS_REQ en LL_CIS_RSP worden gebruikt om verbindingen te maken en de synchronisatiestroom te controleren.
LE AUDIO ondersteunt 1M, 2M, CODED meerdere PHY-tarieven.

Scroll naar boven