真無(wú)線(xiàn)技術(shù)的演進(jìn)及面臨的挑戰(zhàn)

引言：真無(wú)線(xiàn)時(shí)代，

擁抱自由

在我們的生活中，無(wú)論是每天的通勤途中，還是外出散步或慢跑，越來(lái)越多的消費(fèi)者都在通過(guò)無(wú)線(xiàn)耳塞享受他們喜愛(ài)的音樂(lè)或聆聽(tīng)最新的播客。六年前，第一款真無(wú)線(xiàn)耳塞面市，緊湊忙碌的生活方式正不斷驅(qū)動(dòng)著人們對(duì)完全無(wú)線(xiàn)的自由、便攜性和更長(zhǎng)續(xù)航提出更高的要求，也讓真無(wú)線(xiàn)耳塞品類(lèi)得到了快速發(fā)展。自從率先推出 Qualcomm TrueWireless? Stereo 技術(shù)以來(lái)，我們?cè)谶@一領(lǐng)域持續(xù)耕耘，幫助客戶(hù)在真無(wú)線(xiàn)耳塞品類(lèi)中不斷實(shí)現(xiàn)新的突破。如今，享受到真無(wú)線(xiàn)自由的消費(fèi)者正提出更高的期待，包括全天佩戴、舒適性、無(wú)縫的用戶(hù)體驗(yàn)，以及可靠的連接 。

無(wú)線(xiàn)耳塞和耳機(jī)通過(guò)藍(lán)牙連接至移動(dòng)終端。藍(lán)牙是幾乎所有移動(dòng)終端的標(biāo)配，能夠?qū)崿F(xiàn)短距離內(nèi)的無(wú)線(xiàn)連接。它可以與 Wi-Fi 和其他免許可無(wú)線(xiàn)電應(yīng)用共享 2.4GHz ISM 頻段（工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療頻段），同時(shí)，藍(lán)牙設(shè)備可以通過(guò)在 80 個(gè)信道間進(jìn)行跳頻來(lái)幫助減小對(duì)其他設(shè)備的干擾。藍(lán)牙技術(shù)正在不斷演進(jìn)，而我們的藍(lán)牙音頻 SoC 在為廣泛的移動(dòng)終端和耳機(jī)設(shè)備提供高品質(zhì)音頻方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

第一代真無(wú)線(xiàn)設(shè)備旨在支持語(yǔ)音通話(huà)和音頻播放。自此之后，多樣化的使用場(chǎng)景也對(duì)最新一代耳塞產(chǎn)品提出了更高要求，希望其可以支持更加豐富的用戶(hù)體驗(yàn)，比如聽(tīng)力增強(qiáng)、主動(dòng)降噪、環(huán)境音感知的通透模式及集成的語(yǔ)音助手等特性。制造商面臨的另一個(gè)挑戰(zhàn)是，耳塞既要支持長(zhǎng)續(xù)航和超小型設(shè)計(jì)，還要滿(mǎn)足復(fù)雜用例對(duì)于更高處理性能的要求。下一代真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的頂級(jí)和入門(mén)級(jí) / 中端產(chǎn)品均需要支持日益豐富的功能和應(yīng)用，并繼續(xù)通過(guò)無(wú)縫的無(wú)線(xiàn)連接體驗(yàn)滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

真無(wú)線(xiàn)耳塞面臨的挑戰(zhàn)

在用戶(hù)體驗(yàn)和易用性方面，無(wú)線(xiàn)耳塞在與采用標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng)且支持藍(lán)牙連接的移動(dòng)終端進(jìn)行連接時(shí)，面臨以下三項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)：

1. 藍(lán)牙地址管理

用戶(hù)需要在移動(dòng)終端的藍(lán)牙設(shè)備列表中看到單對(duì)耳塞顯示已配對(duì)或連接。為了營(yíng)造無(wú)縫的用戶(hù)體驗(yàn)，上述操作應(yīng)在后臺(tái)順利進(jìn)行，而用戶(hù)無(wú)需采取任何操作。每個(gè)藍(lán)牙設(shè)備均擁有一個(gè)專(zhuān)屬的藍(lán)牙地址，手機(jī)自身的操作系統(tǒng)使用單一藍(lán)牙地址與耳機(jī)或音箱等第三方無(wú)線(xiàn)音頻設(shè)備進(jìn)行連接。通過(guò)只顯示單一藍(lán)牙地址，一對(duì)耳塞可以與任何移動(dòng)終端進(jìn)行連接，而無(wú)需通過(guò)手機(jī)應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)來(lái)處理專(zhuān)用協(xié)議。

2. 確保耳塞的藍(lán)牙連接穩(wěn)健性

得益于藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，消費(fèi)者已經(jīng)習(xí)慣于享受無(wú)干擾的無(wú)線(xiàn)音頻體驗(yàn)，相應(yīng)地，他們也對(duì)真無(wú)線(xiàn)耳塞持有同樣的期待。由于 ISM 頻段非常擁擠，因此盡可能減小真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)所占用的帶寬至關(guān)重要。此外，由于音頻質(zhì)量會(huì)受到其他設(shè)備的干擾，因此通過(guò)一些措施包括連接切換或耳塞之間分享信息來(lái)降低干擾的影響也十分必要。

3. 滿(mǎn)足用戶(hù)所有的使用需求，包括僅使用一只耳塞或耳塞之間的切換

對(duì)于兩只獨(dú)立的無(wú)線(xiàn)耳塞，用戶(hù)可以選擇同時(shí)佩戴兩只耳塞或僅佩戴其中一只，或者在這兩種使用方式之間進(jìn)行切換，無(wú)論用戶(hù)采用哪種佩戴方式，都不會(huì)造成音樂(lè)或語(yǔ)音通話(huà)的連接中斷。常見(jiàn)的使用場(chǎng)景包括：取下一只耳塞與周?chē)娜诉M(jìn)行對(duì)話(huà)，之后將取下的耳塞放下并離開(kāi)，此后仍能夠使用另一只耳塞收聽(tīng)音頻或繼續(xù)通話(huà)。用戶(hù)也可能想先給一只耳塞充電，隨后切換并使用這只已充滿(mǎn)電的耳塞。如果用戶(hù)丟失了一只耳塞，則希望購(gòu)買(mǎi)單個(gè)耳塞來(lái)替代，而不是重新購(gòu)買(mǎi)一整副新耳塞。

Qualcomm TrueWireless?技術(shù)演進(jìn)

自 Qualcomm 率先推出 Qualcomm TrueWireless Stereo 技術(shù)后，已有多項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)以單一藍(lán)牙地址連接真無(wú)線(xiàn)耳塞與移動(dòng)終端。

解決單一藍(lán)牙地址需求的最簡(jiǎn)單解決方案是指定并永久固定主副耳塞的角色，并使用轉(zhuǎn)發(fā)功能來(lái)連接主副耳塞。在這種情況下，主耳塞與手機(jī)連接，并將信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)至副耳塞，而手機(jī)上僅顯示主耳塞地址。但該解決方案在進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，需要占用雙倍的藍(lán)牙帶寬，并要求用戶(hù)始終使用主耳塞。若要減小占用帶寬，可通過(guò)采用單聲道轉(zhuǎn)發(fā)的解決方案，即只有副耳塞所需的音頻數(shù)據(jù)被中繼轉(zhuǎn)發(fā)。一些音頻編解碼器，例如 Qualcomm? aptX?音頻編解碼器，可以顯著減小帶寬；但是，其他編解碼器對(duì)于減小帶寬起到的作用則十分有限。

還有一種更為復(fù)雜的方式，用戶(hù)無(wú)需區(qū)分主副耳塞，即讓耳塞自身來(lái)決定。但是，在用戶(hù)使用一只耳塞作為單聲道設(shè)備的情況下，用戶(hù)從充電盒中先取出的耳塞即為主耳塞，并且兩只耳塞無(wú)法切換主副角色。該解決方案仍需兩只耳塞間進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)，相應(yīng)地，也需要占用比傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)耳機(jī)更高的藍(lán)牙帶寬。此外，當(dāng)耳塞被單獨(dú)使用或受到其他設(shè)備干擾時(shí)，也可能出現(xiàn)問(wèn)題。

QualcommTrueWireless? Mirroring

Qualcomm TrueWireless? Mirroring 基于前代轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)而打造，旨在提升連接穩(wěn)定性、消除一些使用限制并提升使用的便捷性。該解決方案利用以下三種全新技術(shù)實(shí)現(xiàn)主、副耳塞的動(dòng)態(tài)角色切換，包括偵聽(tīng)、同步和選擇性數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)，旨在提供無(wú)縫的用戶(hù)體驗(yàn)。

在主耳塞與移動(dòng)終端連接時(shí)，副耳塞可以感知到該連接，并開(kāi)始針對(duì)發(fā)送的消息進(jìn)行偵聽(tīng)。兩個(gè)耳塞之間的同步可使副耳塞獲得藍(lán)牙鏈路的更新，包括信道映射和加密的變更。該方法可支持包括語(yǔ)音提示等音頻內(nèi)容的同步。通過(guò)偵聽(tīng)，副耳塞將接收到大多數(shù)數(shù)據(jù)包，但仍會(huì)發(fā)生數(shù)據(jù)丟包的可能。為了幫助副耳塞接收所有數(shù)據(jù)包，主耳塞可以選擇性地中繼轉(zhuǎn)發(fā)丟失的數(shù)據(jù)。選擇性中繼轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)合了兩種方法：當(dāng)鏈路狀況良好時(shí)，則會(huì)利用偵聽(tīng)的方法；而當(dāng)鏈路狀況欠佳時(shí)（例如用戶(hù)將手機(jī)放入口袋，導(dǎo)致手機(jī)和耳塞之間的連接穩(wěn)定性減弱），則可采用中繼轉(zhuǎn)發(fā)的方法來(lái)重新發(fā)送丟失的數(shù)據(jù)包。

此外，Qualcomm? aptX? Adaptive 音頻編解碼器還能夠提高藍(lán)牙連接穩(wěn)健性和適應(yīng)性。它能夠幫助實(shí)現(xiàn)無(wú)斷音的音頻體驗(yàn)，其支持的可變碼率技術(shù)可基于藍(lán)牙鏈路質(zhì)量進(jìn)行動(dòng)態(tài)碼率調(diào)節(jié)。aptX Adaptive 音頻編解碼器還可使左右音頻信道在解碼前分離。這意味著，每一只耳塞只需解碼所需的的立體聲信道，從而可減少 DSP 的負(fù)載并降低功耗。

Qualcomm TrueWireless? Mirroring 技術(shù)還可以讓用戶(hù)選擇任意耳塞組合，并在不同耳塞組合之間進(jìn)行動(dòng)態(tài)切換，在此過(guò)程中幾乎不會(huì)造成任何音頻中斷，且無(wú)需手動(dòng)操作按鍵或通過(guò)手機(jī) App 進(jìn)行重新配置。值得一提的是，無(wú)論消費(fèi)者是在聽(tīng)音樂(lè)還是進(jìn)行語(yǔ)音通話(huà)，該技術(shù)都能夠讓他們享受到無(wú)縫且無(wú)中斷的聆聽(tīng)體驗(yàn)。此外，用戶(hù)在同時(shí)佩戴兩只耳塞時(shí)，可以聽(tīng)到立體聲音頻。如果只佩戴左耳塞或右耳塞，則可以通過(guò)單個(gè)耳塞聽(tīng)到單聲道音頻。

主耳塞和副耳塞所耗的電量相似，因此，其中一只耳塞（可能是更靠近手機(jī)的那一只）始終作為主耳塞使用也無(wú)防。當(dāng)主耳塞從耳中取出或處于電池電量極低或處于充電盒中時(shí)，主耳塞和副耳塞可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫切換。如果副耳塞的藍(lán)牙連接或麥克風(fēng)質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于主耳塞，那么兩個(gè)耳塞之間也可以進(jìn)行切換。該解決方案支持以 45mAh 電池進(jìn)行高達(dá) 9 小時(shí)的音頻播放時(shí)長(zhǎng)。如果其中一只耳塞的電池電量變得極低，該耳塞就會(huì)向用戶(hù)發(fā)送提醒，并在必要時(shí)進(jìn)行角色切換，從而讓電量較多的耳塞成為主耳塞，讓用戶(hù)可以繼續(xù)使用。

結(jié)論

隨著消費(fèi)者越來(lái)越注重耳機(jī)產(chǎn)品的便利性、增強(qiáng)功能和出色音質(zhì)，真無(wú)線(xiàn)耳塞在整個(gè)耳機(jī)品類(lèi)中迎來(lái)快速發(fā)展。在某些快速增長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景中，無(wú)線(xiàn)耳塞具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，比如健康追蹤、聽(tīng)力增強(qiáng)、語(yǔ)音助手和主動(dòng)降噪。目前，真無(wú)線(xiàn)耳塞的發(fā)展勢(shì)頭已經(jīng)不局限于高端市場(chǎng)，入門(mén)級(jí) / 中端市場(chǎng)也迎來(lái)增長(zhǎng)。

對(duì)于一款旨在提供無(wú)縫用戶(hù)體驗(yàn)的耳機(jī)產(chǎn)品，它需要解決通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)連接無(wú)線(xiàn)耳塞和智能手機(jī)的三大挑戰(zhàn)，并能夠提供持續(xù)的高品質(zhì)音頻體驗(yàn)。任何一款面向下一代真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)的解決方案，都應(yīng)該能夠使用單一藍(lán)牙地址來(lái)避免在耳機(jī)與移動(dòng)終端之間使用專(zhuān)用協(xié)議，應(yīng)該最小化藍(lán)牙帶寬的使用和來(lái)自其他設(shè)備的 ISM 頻段干擾，并盡量滿(mǎn)足用戶(hù)的全部需求。

Qualcomm TrueWireless? Mirroring 旨在讓用戶(hù)可以使用多種耳塞連接組合并支持動(dòng)態(tài)切換，同時(shí)在此過(guò)程中避免高品質(zhì)音頻的中斷。通過(guò)減少耳塞之間的信息中繼轉(zhuǎn)發(fā)，可以將藍(lán)牙帶寬使用降至最低，且即使在受到其他設(shè)備干擾的情況下，耳塞仍可保持一貫的音頻質(zhì)量。通過(guò)支持主副耳塞的角色切換、偵聽(tīng)、同步和選擇性數(shù)據(jù)中繼轉(zhuǎn)發(fā)等一系列特性，Qualcomm TrueWireless Mirroring 技術(shù)旨在為下一代真無(wú)線(xiàn)耳機(jī)提供高質(zhì)量的用戶(hù)體驗(yàn)。

Qualcomm TrueWireless Mirroring 技術(shù)已被最新一代 Qualcomm 藍(lán)牙音頻 SoC 采用?包括面向入門(mén)級(jí)產(chǎn)品的閃存可編程的 Qualcomm QCC304x 和面向頂級(jí)產(chǎn)品的 Qualcomm QCC514x，兩者均可提供更高品質(zhì)的真無(wú)線(xiàn)用戶(hù)體驗(yàn)，包括支持更穩(wěn)健和出色的連接、更長(zhǎng)續(xù)航時(shí)間、集成的主動(dòng)降噪（ANC）、支持語(yǔ)音激活和按鍵激活的語(yǔ)音助手，以及出色的無(wú)線(xiàn)音質(zhì)。

Qualcomm 開(kāi)創(chuàng)了智能的通信系統(tǒng)，并為全球音頻產(chǎn)業(yè)和消費(fèi)者帶來(lái)高品質(zhì)的創(chuàng)新體驗(yàn)。我們發(fā)明的基礎(chǔ)科技，改變了世界連接、計(jì)算與溝通的方式。
編輯：hfy