Bluetooth low latency audio

Bluetooth 5.0 и другие: разбираемся с новыми стандартами aptX HD, Adaptive и Low Latency

О технологии Bluetooth, в частности, в аудиоприменениях более или менее обстоятельно мы писали: общие сведения и профили HSP, HFP и A2DP. Немало гораздо более громких проектов в области потребительской электроники за это время, вспыхнув ярким маркетингом, канули в Лету. А Bluetooth — жив и процветает! Технология, развиваясь с далекого 1993 года, берет новые вершины. Пора бы посмотреть, каковы ее последние достижения.

Один из секретов популярности Bluetooth (а к следующему году в мире прогнозируется наличие 14 миллиардов устройств с этой технологией) — в обратной совместимости. То есть если ваш смартфон поддерживает, скажем, Bluetooth 5.0, а наушники — только Bluetooth 4.2, это значит, что в случае их взаимодействия все будет работать. Правда, в рамках младшей из двух возможных версий Bluetooth. И это не может не радовать. Ведь зачастую выход новой версии чего-либо полностью исключал совместимость со всем, что выпускалось раньше, как бы намекая: вот этот рабочий и практически новый девайс теперь пора выбросить. Такое происходит, например, со многими интерфейсами кабельного подключения.

Bluetooth, уже во многом сумевший заменить кабель, оказался гораздо более лоялен к пользователям. При этом обновления происходят с похвальной регулярностью. За время, прошедшее с нашей публикации, появился Bluetooth 4.2, отличавшийся от принятого в конце 2013 года Bluetooth 4.1 повышенной конфиденциальностью и увеличением скорости передачи данных. И вот уже больше трех лет мир наслаждается Bluetooth 5.0. Радиус действия и скорость передачи данных увеличились в разы. К этому добавилась улучшенная помехозащищенность. Все вместе дало возможность обновить технологии передачи аудиосигнала.

Меньше тока, больше метров

Прежде всего, отметим развитие спецификации Bluetooth Low Energy. Начиная с пятой версии, она наконец-то может использоваться аудиоустройствами. Это значит, что ваши новые наушники и подключенный к ним смартфон могут дольше работать по Bluetooth от одной зарядки аккумулятора. Кроме того, функция Dual Audio, реализованная в Bluetooth 5.0, позволила воспроизводить звук на двух подключенных устройствах одновременно. Например, слушать один и тот же трек вдвоем с одного смартфона — так гораздо романтичнее. Мало того, на два разных устройства, в принципе, можно даже передавать два разных сигнала с одного гаджета.

Другое дело, реализованы ли эти возможности (и если реализованы — то как) в каждом конкретном случае. Ведь для этого, кроме готовности встроенного Bluetooth-модуля, необходимо аппаратное и программное соответствие остальных систем гаджета, где он установлен.

Отдельная тема — задокументированная возможность Bluetooth 5.0 работать на дистанциях до 240 метров. Эти возможности уже понемногу начинают использоваться. Правда, о задокументированной функции разработчики говорят, как о достижении, возможном «после многолетних исследований и повторных тестов» — но это останется уже на их совести.

Важнейшее преимущество Bluetooth 5.0 — возможность использовать скорость передачи данных до 2 Мбит/с, а это вдвое больше, чем поддерживает Bluetooth 4.2. Какие реальные улучшения следуют из этого? Самый простой ответ напрашивается сразу: возможность слушать некомпрессированный Hi-Res! Ведь на скорости 1 Мбит/с, доступной с Bluetooth 4.2, уже был реализован стандарт сжатия aptX, обеспечивший передачу цифрового аудио практически в качестве CD.

Семейство aptX: Adaptive, Low Latency и аудиофильский HD

И вот с этого места — литавры и фанфары (естественно, в НD-качестве) — на сцену выходит Qualcomm aptX HD, специально разработанный для удовлетворения растущего спроса на аудио высокого разрешения. Этот расширенный кодек поддерживает 24-битное качество музыки по Bluetooth на частоте до 48 кГц. И еще одно достижение — соотношение сигнал-шум, достигающее 129 дБ, а это уже величина, доступная не на всех современных ЦАПах референсного уровня.

На сайте разработчика приводится цитата из результатов независимых тестов Солфордского университета: «Из анализа результатов 24 человек, проходивших тест, сделан вывод о том, что участники не смогли последовательно обнаружить разницу между звуком 24 бит/96 кГц и кодированным и декодированным звуком 24 бит/48 кГц aptX HD».

Разберем пример реализации aptX HD на аудиочипсете Qualcomm SOC CSR8675. Он не только может обрабатывать сквозное 24-битное аудио, но также обеспечивает более глубокую обработку цифрового сигнала, чем его предшественники. Понижение соотношения сигнал/шум достигается, в частности, благодаря последовательному кодированию и декодированию при передаче/приеме. Также заявлено уменьшение искажений — особенно в диапазоне 10–20 кГц.

Чипсет работает под управлением программируемого 80-МГц RISC-процессора. Аудиосигнал обрабатывает встроенный 24-битный процессор Kalimba DSP. На борту, между прочим, стерео 24-битный АЦП с частотой дискретизации до 96 кГц, а встроенный стерео 24-битный ЦАП реализует частоту дискретизации до 192 кГц — параметры заданы с запасом.

На этом разработчики из Qualcomm не остановились, предложив кодек aptX Adaptive Audio. При низкой задержке в динамическом режиме, что отлично подойдет для геймерских гарнитур, он обеспечивает адаптивный битрейт, регулируя скорость передачи данных для бесперебойной связи. В своем релизе Qualcomm говорит о aptX Adaptive Audio, как о динамически настраиваемом аудиокодеке нового поколения, обратно совместимом с aptX и aptX HD.

Компания заявляет, что кодек спроектирован так, чтобы «автоматически настраиваться для обеспечения оптимального качества звука или задержки в зависимости от того, какой контент воспроизводится на устройстве, а также с учетом внешней радиочастотной среды, для обеспечения надежности». aptX Adaptive может работать на двух битрейтах: 276 и 420 Кбит/сек. Во втором варианте, благодаря более совершенным алгоритмам кодирования, по некоторым параметрам вроде сигнал-шум он даже превосходит aptX HD, хотя и не намного.

И еще один кодек от Qualcomm — aptX Low Latency, использующий скорость Bluetooth 5.0 для передачи аудио с низкой задержкой. Технология обеспечивает сквозную задержку при передаче по Bluetooth не более 32 мс. Задержка стандартного стерео Bluetooth сильно варьируется в зависимости от реализации системы и буферизации, но обычно она на порядок выше. И это ощутимо.

В частности, применение устройств Bluetooth для реализации беспроводных наушников к телевизору было практически невозможно. Ведь рекомендуемая задержка для синхронизации аудио и видео в вещательном телевидении составляет от +40 мс до -60 мс. Лучшие технические решения (концертные и студийные мониторные системы) должны соответствовать уровню 20–30 мс. aptX Low Latency приближается к ним, обеспечивая новые возможности, в частности, для игровых приложений. Задержку в 32 мс мы уже не можем заметить (или, скажем так, можем и не заметить).

Видео и MIDI

Таким образом, возможности Bluetooth 5.0 в еще большей степени, чем раньше, стали достоянием любителей качественного аудио. И это не значит, что развитие Bluetooth не проникает в другие направления мультимедийных развлечений.

Если заглянуть в раздел существующих спецификаций на сайте организации Bluetooth SIG, занимающейся развитием технологии, то, кроме расширенного профиля распространения аудио A2DP версии 1.3.2, можно найти профиль дистанционного управления A/V – AVRCP, общий профиль распределения аудио/видео GAVDP (существующий, кстати, с 2012 года), HID, профиль устройства интерфейса пользователя и другие перспективные возможности.

Отдельно стоит обратить внимание на технологию BLE MIDI (также называемую Bluetooth SMART), распространяемую для MIDI-сообщества, к которому имеют отношение не только профессиональные музыканты. Речь идет о воспроизведении по Bluetooth MIDI-записей или формируемых интерфейсами MIDI-последовательностей (даже рост растений). Эти Bluetooth-технологии создают новую свободу для творчества и получения новых впечатлений. Что дальше предоставит нам Bluetooth в своем развитии — станет известно очень скоро. Выход новой версии прогнозируется в ближайшее время.

Источник

Fully synchronized audio and video

aptX Low Latency audio delivers sound in sync with what’s on screen, so you can enjoy the freedom of wireless.

It reduces delay and improves end-to-end speed of the audio transmission, resulting in high quality, synchronised sound, so you never miss a beat.

Key Features

Featuring a latency of approximately 40ms (the rate needed to synchronize visual and audio), gaming and lip-syncing media is improved

Low delay for gaming and lip sync applications

Robust solution

Consistent 16-bit audio quality

Technical Specifications

• Approximately 40ms latency achieved from audio adapter running aptX Low Latency encoder in embedded Bluetooth® device
• Sample based codec so low latency can be achieved through efficient population of packets

aptX Low Latency enabled products

SIMOLIO JH-202D Bluetooth Transmitter and Receiver

1Mii B06T2 Mini Bluetooth Audio Transmitter & Receiver

1Mii B06T1 Mini Bluetooth Audio Transmitter & Receiver

1Mii ML300 Mini Bluetooth Audio Transmitter & Receiver

Nuheara HP Hearing PRO

Heco Aurora 200 P

1Mii DS200Pro Bluetooth Receiver

1Mii B06Pro Plus HiFI Bluetooth Receiver

1Mii B06HD+ Bluetooth Receiver

1Mii B06HD Bluetooth Receiver

1Mii B06 Plus Bluetooth Receiver

1Mii B06Pro Long Range Bluetooth Receiver

Meet the aptX family

aptX audio technologies are designed to provide great sound for music, calls and more. Used by many of the world’s finest smartphones, speakers, soundbars, headphones and earbuds – just look out for the aptX badge, it means you’ll enjoy a great wireless audio experience every time.

Qualcomm aptX is a product of Qualcomm Technologies, Inc. and/or its subsidiaries.

If you have a question or concern about the authenticity of an aptX or Snapdragon Sound enabled device, please email brandprotection@qualcomm.com. Include brand, model, and purchase information so we can best evaluate the products.

©2023 Qualcomm Technologies, Inc. and/or its affiliated companies.

This website is regularly updated, so product listings may not be complete at all times.

References to «Qualcomm»; may mean Qualcomm Incorporated, or subsidiaries or business units within the Qualcomm corporate structure, as applicable.
Materials that are as of a specific date, including but not limited to press releases, presentations, blog posts and webcasts, may have been superseded by subsequent events or disclosures.
Qualcomm Incorporated includes Qualcomm’s licensing business, QTL, and the vast majority of its patent portfolio. Qualcomm Technologies, Inc., a wholly-owned subsidiary of Qualcomm Incorporated, operates, along with its subsidiaries, substantially all of Qualcomm’s engineering, research and development functions, and substantially all of its products and services businesses. Qualcomm products referenced on this page are products of Qualcomm Technologies, Inc. and/or its subsidiaries.

Источник