El SIG lanzó una nueva generación de Bluetooth Core Specification 5.2 en CES2020 en Las Vegas, incluyendo LE ISOCHRONOUS, LE PWOER CONTROL, LE ATTRIBUTE PROTOCOL. Este artículo habla de LE ISOCHRONOUS.

1. Mercado BT 5.2 LE AUDIO

Como todos sabemos, antes de BT 5.2, la transmisión de audio Bluetooth utilizaba el modo clásico Bluetooth A2DP para la transmisión de datos punto a punto. Ahora, la aparición de Bluetooth LE Audio ha roto el monopolio del Bluetooth clásico en el mercado del audio. En el CES 2020, SIG anunció que la nueva Especificación Core BT 5.2 admite audio de múltiples flujos que permitirá la transmisión de múltiples flujos de audio sincronizados e independientes entre un dispositivo de fuente de audio, como auriculares TWS, sincronización de audio en varias habitaciones. LE Audio también agregará Broadcast Audio, permitiendo que un dispositivo de fuente de audio transmita una o más transmisiones de audio a un número ilimitado de dispositivos receptores de audio. Broadcast Audio se puede utilizar ampliamente en aeropuertos, bares, gimnasios, cines, centros de conferencias y otros sitios. La aparición de BT 5.2 golpea el TWS de Apple y proporciona soporte para la transmisión de audio simultánea multicanal.

2. Principio de transmisión de audio BT 5.2 LE

La función Canales isócronos de Bluetooth LE es un nuevo método de usar Bluetooth LE para transferir datos entre dispositivos. Esta función proporciona un mecanismo para garantizar la sincronización entre varios dispositivos receptores que reciben datos de la misma fuente. El protocolo estipula que cada trama de datos enviada por el transmisor Bluetooth tendrá un límite de tiempo, y los datos caducados (datos que violan el período de validez limitado en el tiempo) que no se transmiten, se descartan. En consecuencia, los dispositivos receptores reciben datos que son válidos con respecto a su antigüedad y latencia aceptable para asegurar la sincronización de los datos recibidos por múltiples dispositivos esclavos. Para realizar la nueva función, ISOAL es una nueva capa en la pila de Bluetooth que se encuentra en el controlador sobre la capa de enlace. Proporciona flexibilidad en la forma en que las capas inferiores de la pila y las capas superiores trabajan juntas, lo que permite proporcionar un servicio de segmentación y reensamblaje del flujo de datos.

ISOAL proporciona servicios de segmentación, fragmentación, reensamblaje y recombinación para la conversión de las SDU de la capa superior a las PDU del administrador de recursos de banda base y viceversa.

ISOAL utiliza operaciones de fragmentación / recombinación o segmentación / reensamblaje para convertir unidades de datos de servicio (SDU) en unidades de datos de protocolo (PDU), o viceversa. El controlador ISOAL acepta o genera SDU a través de las PHY de codificación 1M y 2M admitidas. La longitud máxima de cada SDU es Max_SDU. Utilice el paquete de datos HCI ISO para transmitir la SDU a la capa superior o desde la capa inferior al aire.

Para los requisitos de aplicación del modo de conexión LE y el modo sin conexión, el protocolo BT 5.2 LE AUDIO especifica dos modelos de marco de transmisión de flujo de datos.

3. BT 5.2 Transmisión de flujo de datos síncrono basada en la conexión LE

Los canales isócronos orientados a la conexión utilizan el transporte lógico LE-CIS (LE Connected Isochronous Stream) y admiten la comunicación bidireccional. Un solo flujo LE-CIS proporciona comunicación isócrona punto a punto entre dos dispositivos conectados. Se especifica un período de limpieza para el transporte lógico LE-CIS. Se descartará cualquier paquete que no se haya transmitido dentro del período de descarga.

Los flujos de CIS son miembros de grupos denominados Grupos isócronos conectados (CIG), cada uno de los cuales puede contener varias instancias de CIS. Dentro de un grupo, y para cada CIS, existe una programación de intervalos de tiempo de transmisión y recepción conocidos como eventos y subeventos.

Cada evento ocurre en un intervalo regular llamado intervalo ISO, que puede estar en cualquier lugar en el rango de 5 ms a 4 s en múltiplos de 1,25 ms. Cada evento se divide en uno o más subeventos. En un subevento basado en la transmisión de flujo de datos isócrono, el maestro (M transmite una vez y el esclavo (S） responde como se muestra a continuación. Tenga en cuenta que el canal se cambia en cada subevento.

4. Transmisión síncrona BT 5.2 basada en flujo de datos de transmisión sin conexión

La comunicación isócrona sin conexión utiliza transmisiones isócronas de transmisión (BIS) y solo admite la comunicación unidireccional. La sincronización del receptor debe escuchar primero los datos de transmisión maestros AUX_SYNC_IND. La transmisión contiene un campo llamado BIG Info. Los datos contenidos en este campo se utilizarán para sincronizar con el BIS requerido. El nuevo enlace lógico LE-broadcast control (LEB-C) se utiliza para los requisitos de control del enlace lógico. Por ejemplo, la actualización de canal, el enlace lógico del canal de sincronización LE-S (STREAM) o LE-F (FRAME) se utilizará para el flujo de datos de usuario y los datos. La mayor ventaja de BIS es que puede transmitir copias idénticas de datos a múltiples dispositivos receptores.

La transmisión y los grupos isócronos solo admiten la transmisión sincrónica de la transmisión de datos de múltiples receptores no conectados. Se puede ver que la mayor diferencia entre BIS y CIG es que BIS solo admite comunicación unidireccional.

5. Características de BT 5.2 LE Audio

• Se ha agregado al controlador una nueva capa llamada Capa de adaptación isócrona para admitir la transmisión de flujo de datos LE AUDIO.
• La arquitectura de transporte de datos se ha modificado para admitir la comunicación isócrona orientada a la conexión y sin conexión.
• Hay un nuevo modo de seguridad LE 3 que se basa en el uso de un código de transmisión compartido para permitir el uso de cifrado en grupos isócronos de transmisión.
• La capa HCI tiene una serie de nuevos comandos y eventos que permiten configurar y utilizar la comunicación isócrona.
• La capa de enlace tiene varias PDU nuevas, incluidas la PDU isócrona conectada y la PDU isócrona de transmisión. LL_CIS_REQ y LL_CIS_RSP se utilizan para crear un flujo isócrono conectado a través de una conexión.
• LE AUDIO admite múltiples velocidades PHY de 1 M, 2 M, CODIFICADO.

6. La perspectiva del autor

Puede verse en la especificación básica BT 5.2 que la función LE AUDIO es una actualización de la pila de protocolos de software, que es diferente de BT 5.1 CODER PHY y LE 2M PHY que requieren soporte de hardware. En otras palabras, los principales fabricantes originales pueden admitir directamente la función Bluetooth LE AUDIO actualizando el SDK. Sin duda, es una noticia apasionante.