ay: block;">業(yè)界預(yù)測藍(lán)牙立體聲將成為增長最快的市場-并將占據(jù)第二的位置。其結(jié)果是,設(shè)計(jì)師將在藍(lán)牙設(shè)備附件中集成藍(lán)牙功能和“隨身”音樂功能,特別是在播放流媒體音樂的立體聲耳機(jī)上。說起來容易做起來難。要提供具有吸引力的音樂和立體聲藍(lán)牙設(shè)備,還有許多挑戰(zhàn)需要克服。本文將詳細(xì)討論這些挑戰(zhàn),并提供解決這些問題的建議。
可以說沒有人懷疑藍(lán)牙音樂的前途一片光明。在2005年的第一季度,幾乎所有的頂級手機(jī)提供商都推出或啟動支持音樂的移動電話-諾基亞在4月推出了N91型號的手機(jī),索尼-愛立信在3月的CeBit上發(fā)布了隨身聽(Walkman)手機(jī),在同一展會上,三星公司發(fā)布了SGHi300,而摩托羅拉公司的iTune版移動電話也成為媒體的頭條。
但是,還存在另一個必須面對的事實(shí),即藍(lán)牙立體聲耳機(jī)的普及要落后于移動音樂的發(fā)展速度,從而使得上述的好消息打了折扣。其原因并不難理解。隨著藍(lán)牙已成為短距離手機(jī)無線傳輸?shù)氖聦?shí)標(biāo)準(zhǔn),而且單聲道藍(lán)牙耳機(jī)已日益普及,用戶并不希望使用兩套藍(lán)牙音頻設(shè)備-一套用于通話,而另外一套用于立體聲(音樂播放器)。
藍(lán)牙音頻耳機(jī)設(shè)備分類
關(guān)于藍(lán)牙音頻設(shè)備,定義上可以分為如下三種:
1.藍(lán)牙單聲道(語音)耳機(jī):這種耳機(jī)出貨已經(jīng)有一段時間了,成熟度已經(jīng)很高。藍(lán)牙單聲道耳機(jī)是一種小型的藍(lán)牙設(shè)備,用戶可以用它進(jìn)行免提通話。
2.藍(lán)牙立體聲耳機(jī):這類耳機(jī)只允許使用者欣賞立體聲音樂。
3.藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件:該在套件允許使用者在欣賞立體聲音樂的同時進(jìn)行免提通話。狀態(tài)切換涉及到在立體聲耳機(jī)中將音樂流媒體狀態(tài)平滑地切換到語音通話狀態(tài),并且在通話結(jié)束后再切換回音樂流狀態(tài)。
圖1:分散網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例。
圖2:微微網(wǎng)絡(luò)的實(shí)例
藍(lán)牙應(yīng)用場景分類
與藍(lán)牙立體聲和藍(lán)牙語音相關(guān)的用戶應(yīng)用情景有很多種,不過其中大多數(shù)可以歸納為以下兩種情形:
1. 音樂播放器-移動電話連接:某個用戶正在使用藍(lán)牙立體聲耳機(jī)聽音樂,這時移動電話有電話呼入。這時音樂將自動暫停,她可以在耳機(jī)中聽到電話鈴聲,然后接聽電話。掛斷電話后,音樂馬上從先前暫停的地方繼續(xù)播放。上述用戶情景大多數(shù)要求藍(lán)牙立體聲耳機(jī)成為兩個微微網(wǎng)中的公共設(shè)備。在其中一個網(wǎng)絡(luò)中,移動電話需要成為主設(shè)備,音樂播放器則是另外一個網(wǎng)絡(luò)中的從設(shè)備。藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件本身則成為其中一個微微網(wǎng)絡(luò)中的主設(shè)備,另外一個網(wǎng)絡(luò)中的從設(shè)備,從而形成一個分散式網(wǎng)絡(luò)。在某些情況下,可能不會形成分散網(wǎng)絡(luò),此時藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件將成為主設(shè)備。
2. 多媒體電話連接:用戶正在利用支持音樂的最新藍(lán)牙移動電話欣賞無線音樂。這時他的話機(jī)上顯示有個電話呼入；話機(jī)音樂暫停,隨之藍(lán)牙立體聲耳機(jī)聲音停止。通過使用藍(lán)牙立體聲耳機(jī)上的“通話”按鈕進(jìn)行通話。當(dāng)通話一結(jié)束,音樂自動地從暫停的地方繼續(xù)播放。這種情景將創(chuàng)建有兩個設(shè)備的單個微微網(wǎng)絡(luò)。
用戶體驗(yàn)所面臨的挑戰(zhàn)
表面上看起來這兩種應(yīng)用都比較簡單--暫停音樂、接聽電話、通話結(jié)束后立即恢復(fù)音樂的播放。實(shí)際沒那么簡單。在藍(lán)牙耳機(jī)套件中集成語音和立體聲功能,同時提供簡單和直觀的用戶體驗(yàn)充滿了挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)包括以下三類:
1. 技術(shù)挑戰(zhàn):這些問題與藍(lán)牙規(guī)范相關(guān),要么不足以解決這些問題,要么就是不夠明確。例如,當(dāng)用于流媒體音樂的ACL鏈路已經(jīng)存在時,是不可能建立HV1 SCO鏈路進(jìn)行通話的。HV1數(shù)據(jù)包類型需要占用整個帶寬。
2. 實(shí)現(xiàn)挑戰(zhàn):這些問題與規(guī)范的解釋以及隨后實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制性或可選性功能有關(guān)。例如,很多移動電話每當(dāng)有按鍵按下時都將建立一個SCO連接。為了在藍(lán)牙立體聲耳機(jī)中聽到話機(jī)上有鍵按下,耳機(jī)中的音樂每隔若干毫秒就需要暫停一下,這將產(chǎn)生一種令人沮喪的用戶體驗(yàn)。
3. 指導(dǎo)原則的缺乏:因?yàn)槟承r候規(guī)范并不充分或不夠清楚,而大量公司又迫不及待地在他們的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)這些規(guī)范,因此業(yè)界急需藍(lán)牙語音和音樂共存的指導(dǎo)原則。直到最近,藍(lán)牙SIG和相關(guān)公司才意識到藍(lán)牙立體聲耳機(jī)應(yīng)用所展示的巨大機(jī)會。多家藍(lán)牙組織已經(jīng)開始去解決藍(lán)牙立體聲與語音功能的共存和互操作性問題。
問題并非在于技術(shù)本身
仔細(xì)分析上述應(yīng)用中所遇到的種種挑戰(zhàn),發(fā)現(xiàn)問題的核心并非在于技術(shù)本身。藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件是藍(lán)牙功能集成的中心。對于音樂播放器和移動電話連接而言,藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件是移動電話和音樂播放器之間的連接鏈路,對于多媒體電話連接,即使移動電話可能知道SCO和ACL兩個鏈路,在管理切換上藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件也扮演著關(guān)鍵的角色。
如前面討論的那樣,用戶體驗(yàn)涉及到暫停音樂、在耳機(jī)上播放鈴聲,根據(jù)用戶的喜好接聽或不接聽,以及通話結(jié)束后恢復(fù)播放音樂。藍(lán)牙立體聲耳機(jī)單獨(dú)地處理暫停和恢復(fù)順序。類似地,藍(lán)牙單聲道耳機(jī)也能單獨(dú)地處理語音順序。挑戰(zhàn)在于將這些功能放在一起。
最初的音頻-視頻遙控協(xié)議(AVRCP)命令暫停(Pause)和播放(Play)的語言并不與高級音頻分配協(xié)議(A2DP)連接嚴(yán)格關(guān)聯(lián)。目前在系統(tǒng)中集成藍(lán)牙立體聲功能的音樂播放器在接收暫停命令時采用了下面三種選擇之一:1. 待機(jī)/啟動；2. 斷開/連接；3. 流靜音。
待機(jī)/啟動是AVRCP暫停和播放命令的理想實(shí)現(xiàn)方式,如圖3所顯示。然而在圖3中的A2DP待機(jī)/啟動是可選命令,在很多方案中并沒有實(shí)現(xiàn)。這導(dǎo)致了下面之一作為變通的情形。
圖3:使用A2DP待機(jī)/啟動的AVRCP暫停/播放實(shí)現(xiàn)。
斷開/連接是一種強(qiáng)制命令,不受可選的待機(jī)/啟動命令所面臨的問題影響。該選項(xiàng)顯示在圖4中。
圖4:使用A2DP斷開/連接的AVRCP暫停/播放實(shí)現(xiàn)
這種方式受兩個主要的缺陷影響。AVRCP暫停/播放語義不嚴(yán)格對應(yīng)斷開/連接。它還因?yàn)橹匦逻B接的協(xié)議協(xié)商(所有編解碼參數(shù)重新協(xié)商)導(dǎo)致更高的延時,好像是一個新的連接一樣。
流靜音是另外一種方法,可以用于實(shí)現(xiàn)AVRCP暫停/播放語義。當(dāng)藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件調(diào)用AVRCP暫停命令時,藍(lán)牙音樂播放可以開始流靜音,對用戶而言,音樂將表現(xiàn)為已經(jīng)暫停。圖5中顯示了這個選項(xiàng)。
圖5:使用流靜音的AVRCP暫停/播放實(shí)現(xiàn)
事實(shí)上,這是AVRCP暫停/播放的模擬情形。這可能是一種可行的方案,當(dāng)待機(jī)/啟動沒有實(shí)現(xiàn),對于可以接受的用戶體驗(yàn)來說,與斷開/連接相關(guān)的延時可能太長了。
值得注意的是,與實(shí)現(xiàn)AVRCP暫停/播放語義所采用的方法無關(guān),最終用戶可能不會體驗(yàn)到真正的暫停/播放行為,即音樂從它最初停止的地方恢復(fù),除非藍(lán)牙AV子系統(tǒng)具有到音樂播放器的數(shù)字接口,以及用于控制音樂播放器狀態(tài)的節(jié)目接口。
通過上述所有這些分析可以得出以下的結(jié)論,即藍(lán)牙音樂播放器用于解決AVRCP暫停/播放語義的方法并不一致。缺乏一致認(rèn)可的規(guī)則是導(dǎo)致藍(lán)牙立體聲耳機(jī)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度增加的原因。
關(guān)鍵在于實(shí)現(xiàn)
除了上述的問題之外,移動電話方面的問題也是難題的一部分。在單聲道領(lǐng)域,移動電話提供商采用了簡單的方法來使語音質(zhì)量達(dá)到最佳,并認(rèn)為這樣是可行的。今天,全球有超過1億部移動電話支持藍(lán)牙。然而,這些移動電話在藍(lán)牙語音實(shí)現(xiàn)上千差萬別。例如,某些移動電話需要在呼叫進(jìn)入時建立ACL+SCO連接,而某些要求ACL連接一直打開,只有在有電話呼入時才建立SCO連接；也有一些方案讓SCO連接始終打開。此外,不同電話供應(yīng)商以及同一個供應(yīng)商的不同型號的移動電話支持的SCO包類型(HV1、HV2、HV3)可能都不相同。如圖6所示。
圖6:已經(jīng)得到解決并基于移動電話的藍(lán)牙通話情景。
圖7和圖8顯示了在呼叫進(jìn)入時和ACL連接始終打開的ACL順序圖表。
圖7:呼叫進(jìn)入時的ACL鏈路
圖8:ACL鏈路處于常開狀態(tài)
藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件設(shè)計(jì)師需要解決的音樂播放器和移動電話的真實(shí)配置主要源于音樂播放器和/或移動電話提供商的實(shí)現(xiàn)選擇。
考慮一個用A2DP待機(jī)/啟動實(shí)現(xiàn)AVRCP暫停/播放的例子,移動電話的ACL鏈路保持接通(呼叫進(jìn)入時SCO連接),并且只支持HV1包。如果藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件的音樂流速度為350kbps,藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件中的藍(lán)牙基帶將拒絕任何HV1包類型的SCO連接請求。這是因?yàn)镠V1包類型需要占用整個帶寬,HV1包是一種單時隙包類型,帶有10個信息字節(jié),需要在每兩個時隙內(nèi)傳遞；微微網(wǎng)主設(shè)備需要1個時隙來發(fā)送HV1包,另外一個時隙用于接收HV1包,因此完全占用了整個帶寬。在速度為350kbps(在理想的情形下,當(dāng)呼叫進(jìn)入時將最終進(jìn)入到待機(jī)模式)的已有ACL連接中,藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件中的藍(lán)牙基帶知道不能滿足HV1包類型的并發(fā)SCO鏈接需求,因此會拒絕SCO連接請求。這對于只支持HV1包類型的移動電話來說,明顯是一個很大的問題。圖9顯示了HV1 SCO包類型連接+待機(jī)/啟動的順序圖表。
圖9:HV1 SCO包類型連接+待機(jī)/啟動的順序圖表。
設(shè)想藍(lán)牙移動電話支持HV3包類型的另外一種情形。藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件中的藍(lán)牙基帶將接受進(jìn)入的連接-微微網(wǎng)主設(shè)備需要一個時隙來發(fā)送HV3數(shù)據(jù)包,下一個時隙來接收HV3包,在主設(shè)備需要發(fā)送接下來的HV3包之前,下4個時隙以及帶寬將可用。然而,如果藍(lán)牙音樂播放器使用流靜音機(jī)制實(shí)現(xiàn)了AVRCP暫停/播放,藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件在管理同時發(fā)送數(shù)據(jù)(靜音)和SCO連接的ACL鏈路時將出現(xiàn)問題。
圖10:HV3 SCO數(shù)據(jù)包類型+流靜音的順序圖表。
圖11:移動電話上SCO Beep的順序圖表。
非理想實(shí)現(xiàn)導(dǎo)致的另外一個問題是按鍵動作的處理。當(dāng)音樂在ACL鏈路上傳送時移動電話的任何按鍵動作都會發(fā)出嘟嘟聲響。這時,用戶的體驗(yàn)很不爽。因?yàn)槊慨?dāng)有按鍵按下,在藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件中將發(fā)出嗶音,這需要暫停音樂,切換到SCO連接,播放嗶聲,恢復(fù)播放音樂,當(dāng)下一次按鍵按下時再次中斷。一種變通的方法是要求用戶禁止移動電話上的按鍵嗶聲提示音。這既不合理也是有代價的,它要求支持電話、文檔和用戶教育,因此是不可接受的。
有幾種配置需要藍(lán)牙立體聲耳機(jī)和藍(lán)牙單聲道耳機(jī)分別加以考慮。當(dāng)藍(lán)牙立體聲和藍(lán)牙單聲道功能需要同時存在時,這些配置累加會導(dǎo)致藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件設(shè)計(jì)的復(fù)雜性迅速增加。
過去,移動電話提供商在做出產(chǎn)品選擇時,需要根據(jù)不同的移動電話使用情形證明其合理性。一個例子是選用HV1包類型可以獲得比HV3包類型更好的質(zhì)量。類似地,藍(lán)牙音樂播放器提供商做出了在很少的使用情形下表現(xiàn)不錯的選擇-例如使用流靜音實(shí)現(xiàn)AVRCP暫停/播放。這種選擇帶來的局限性被證明在立體聲-單聲道共存的情況下代價是很高的。最近藍(lán)牙SIG下面成立的AV-HFP工作組有望幫助解決這個問題。
其它方面的挑戰(zhàn)
還有以下系統(tǒng)問題需要在藍(lán)牙立體聲耳機(jī)套件設(shè)計(jì)中加以解決。
1. 管理在切換期間單芯片方案中的MIPS需求。MIPS負(fù)載可能占用單芯片方案90%~95%的處理能力,因?yàn)榇蠖鄶?shù)藍(lán)牙基帶針對成本進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。必須小心處理這種峰值MIPS負(fù)載。
2. 管理切換時的抖動。盡管對于無線流傳輸來說抖動總是一個主要的挑戰(zhàn),但在切換時將變得特別嚴(yán)重。加之峰值MIPS負(fù)載,這個問題特別難于解決。
3. 延時。延時需要盡可能小,這樣才可以給用戶近似于有線連接的體驗(yàn)。這個問題有兩個方面:呼叫進(jìn)入和通話結(jié)束后的音樂恢復(fù)。對于第一種情況,如果延時很長,可能不能及時接通電話,而對于后者,用戶可能會覺得在切換期間音樂丟失了。對于任何一種情況,用戶體驗(yàn)都將受到影響。
總之,藍(lán)牙音樂和語音的共存要求帶來了技術(shù)和非技術(shù)兩方面的各種挑戰(zhàn)。不過令人欣慰的是,這些挑戰(zhàn)并非是不可解決的,因?yàn)檫@些挑戰(zhàn)主要與每個公司的實(shí)現(xiàn)選擇和缺乏一致的指導(dǎo)原則有關(guān)。這些挑戰(zhàn)已經(jīng)得到業(yè)界的全面認(rèn)識,并正在得到解決。通過像藍(lán)牙SIG這些組織的協(xié)調(diào)以及每個公司的努力,完全可能將應(yīng)用前景轉(zhuǎn)變成技術(shù)和商業(yè)上的成功故事。
作者:Yogesh Kamat Mhamai
高級軟件工程師
Bikash Chowdhury
無線立體聲項(xiàng)目經(jīng)理
Impulsesoft
