A SIG lançou uma nova geração de Bluetooth Core Specification 5.2 no CES2020 em Las Vegas, incluindo LE ISOCHRONOUS, LE PWOER CONTROL e LE ATTRIBUTE PROTOCOL. Este artigo fala sobre LE ISOCHRONOUS.

1. Mercado BT 5.2 LE AUDIO

Como todos sabemos, antes do BT 5.2, a transmissão de áudio Bluetooth usava o modo clássico Bluetooth A2DP para transmissão de dados ponto a ponto. Agora, o surgimento do Bluetooth LE Audio quebrou o monopólio do Bluetooth clássico no mercado de áudio. Na 2020 CES, a SIG anunciou que a nova Core Specification BT 5.2 suporta áudio multi-stream que permitirá a transmissão de múltiplos streams de áudio independentes e sincronizados entre um dispositivo de fonte de áudio, como fones de ouvido TWS, sincronização de áudio multi-room. LE Audio também adicionará Broadcast Audio, permitindo que um dispositivo de fonte de áudio transmita um ou mais streams de áudio para um número ilimitado de dispositivos coletor de áudio. O áudio de transmissão pode ser amplamente utilizado em aeroportos, bares, academias, cinemas e centros de conferências e outros sites. O surgimento do BT 5.2 é um golpe para o Apple TWS e fornece suporte para transmissão simultânea de áudio multicanal.

2. Princípio de transmissão de áudio BT 5.2 LE

A função Bluetooth LE Isochronous Channels é um novo método de usar Bluetooth LE para transferir dados entre dispositivos. Este recurso fornece um mecanismo para garantir a sincronização entre vários dispositivos coletor que recebem dados da mesma fonte. O protocolo estipula que cada frame de dados enviado pelo transmissor Bluetooth terá um limite de tempo, e os dados expirados (dados que violam o período de validade do limite de tempo) que não forem transmitidos, são descartados. Consequentemente, os dispositivos receptores recebem dados que são válidos em relação à sua idade e latência aceitável para garantir a sincronização dos dados recebidos por vários dispositivos escravos. Para realizar a nova função, ISOAL é uma nova camada na pilha Bluetooth que fica no controlador acima da camada de link. Ele fornece flexibilidade na forma como as camadas inferiores da pilha e as camadas superiores trabalham juntas, permitindo fornecer segmentação de fluxo de dados e serviço de remontagem.

O ISOAL fornece serviços de segmentação, fragmentação, remontagem e recombinação para a conversão dos SDUs da camada superior para os PDUs do gerenciador de recursos de banda base e vice-versa.

O ISOAL usa operações de fragmentação / recombinação ou segmentação / remontagem para converter unidades de dados de serviço (SDU) em unidades de dados de protocolo (PDU) ou vice-versa. O controlador ISOAL aceita ou gera SDUs por meio dos PHYs de codificação 1M e 2M suportados. O comprimento máximo de cada SDU é Max_SDU. Use o pacote de dados HCI ISO para transmitir a SDU para a camada superior ou da camada inferior para o ar.

Para os requisitos de aplicação do modo de conexão LE e modo sem conexão, o protocolo BT 5.2 LE AUDIO especifica dois modelos de estrutura de transmissão de fluxo de dados.

3. BT 5.2 Transmissão síncrona de fluxo de dados com base na conexão LE

Os canais isócronos orientados por conexão usam o transporte lógico LE-CIS (LE Connected Isochronous Stream) e oferecem suporte à comunicação bidirecional. Um único fluxo LE-CIS fornece comunicação isócrona ponto a ponto entre dois dispositivos conectados. Um período de liberação é especificado para o transporte lógico LE-CIS. Qualquer pacote que não tenha sido transmitido dentro do período de liberação será descartado.

Os fluxos CIS são membros de grupos chamados Grupos Isócronos Conectados (CIG), cada um dos quais pode conter várias instâncias CIS. Dentro de um grupo, e para cada CIS, existe uma programação de intervalos de tempo de transmissão e receptor conhecidos como eventos e subeventos.

Cada evento ocorre em um intervalo regular denominado intervalo ISO, que pode estar em qualquer lugar na faixa de 5 ms a 4 s em múltiplos de 1,25 ms. Cada evento é dividido em um ou mais subeventos. Em um subevento baseado na transmissão de fluxo de dados isócrono, o Master (M transmite uma vez e o Slave (S） responde conforme mostrado abaixo. Observe que o canal é alterado a cada subevento).

4. Transmissão síncrona BT 5.2 baseada em fluxo de dados de transmissão sem conexão

A comunicação isócrona sem conexão usa Broadcast Isochronous Streams (BIS) e oferece suporte apenas à comunicação unidirecional. A sincronização do receptor precisa ouvir primeiro os dados de transmissão AUX_SYNC_IND mestre. A transmissão contém um campo chamado BIG Info. Os dados contidos neste campo serão usados ​​para sincronizar com o BIS necessário. O novo link lógico de controle de transmissão LE (LEB-C) é usado para requisitos de controle de link lógico. Por exemplo, atualização de canal, link lógico de canal de sincronização LE-S (STREAM) ou LE-F (FRAME) será usado para fluxo de dados e dados do usuário. A maior vantagem do BIS é que ele pode transmitir cópias idênticas de dados para vários dispositivos receptores.

A transmissão de fluxo isócrono e grupos oferece suporte apenas à transmissão síncrona de fluxo de dados multi-receptor não conectado. Pode-se observar que a maior diferença entre o BIS e o CIG é que o BIS oferece suporte apenas para comunicação unidirecional.

5. Recursos do BT 5.2 LE Audio

• Uma nova camada chamada Isochronous Adaptation Layer foi adicionada ao controlador para suportar a transmissão de fluxo de dados LE AUDIO.
• A arquitetura de transporte de dados foi modificada para oferecer suporte à comunicação isócrona orientada à conexão e sem conexão.
• Há um novo modo de segurança LE 3 que se baseia no uso de um código de transmissão compartilhado para permitir que a criptografia seja usada em grupos isócronos de transmissão.
• A camada HCI tem uma série de novos comandos e eventos que permitem que a comunicação isócrona seja configurada e usada.
• A camada de link tem várias novas PDUs, incluindo a PDU isócrona conectada e a PDU isócrona de transmissão. LL_CIS_REQ e LL_CIS_RSP são usados ​​para criar um fluxo isócrono conectado em uma conexão.
• LE AUDIO suporta várias taxas PHY de 1 M, 2 M, CODED.

6. A Perspectiva do Autor

Pode ser visto na especificação principal do BT 5.2 que a função LE AUDIO é uma atualização da pilha de protocolo do software, que é diferente do BT 5.1 CODER PHY e LE 2M PHY que requerem suporte de hardware. Em outras palavras, os principais fabricantes originais podem oferecer suporte direto à função Bluetooth LE AUDIO atualizando o SDK. Sem dúvida, são notícias emocionantes.