【专利解密】减少TWS设备间通信带宽消耗, 炬芯科技已推出解决方案

【爱集微点评】炬芯科技的蓝牙设备音频播放专利，通过将音频数据包拆包成相同播放长度的数据帧，获取相应的蓝牙时钟并对样本点进行偏差补偿，可以有效减少TWS设备之间的通信带宽消耗。

集微网消息，作为一家音频芯片厂商，炬芯科技一直专注为用户提供高质量的音频SoC芯片。虽然在2022年，全球消费电子市场陷入了低谷，但炬芯科技仍看好蓝牙音频市场规模。

随着技术的进步，在多媒体技术领域，无线音频装置越来越受到人们的欢迎，例如无线耳机。无线耳机中最常用的是蓝牙耳机，目前已实现了两个耳机完全独立的一般称为TWS（True Wireless Stereo，真正的无线立体声）耳机，也就是两个耳机之间不需要通过有线连接，每个耳机都是一个独立的无线耳机。现有技术中的TWS设备两个耳机开始播放的时候，由于主从两个耳机设备的蓝牙时钟和音频模块的时钟不是相同的，所以需要定时交互某个时刻点的播放信息，通过播放信息来判断两个设备之间是否有样本点偏差。因为蓝牙的通信带宽总量是确定的，现有技术会导致两个蓝牙设备之间交互太频繁，影响正常的蓝牙音频流传输。因此亟待一种方案解决TWS蓝牙设备之间频繁交互信息的问题。

为此，炬芯科技于2020年11月6日申请了一项名为“一种蓝牙TWS设备的音频播放方法及装置”的发明专利（申请号：202011236825.5），申请人为炬芯科技股份有限公司。

图1 蓝牙TWS设备的音频播放方法流程图

图1为本专利提出一种蓝牙TWS设备的音频播放方法流程图，该蓝牙TWS设备包括第一设备和第二设备。首先第一设备和第二设备将音频数据包拆包成相同播放长度的数据帧（S101），然后第一设备、第二设备分别获取一个数据帧播放所需的蓝牙时钟t_base和t_local（S102），接着第二设备根据蓝牙时钟t_base和蓝牙时钟t_local的差异计算样本点偏差（S103），最后对第一设备、第二设备根据样本点偏差进行补偿（S104）。

图2 蓝牙TWS设备的音频播放方法详细说明

下面结合图2对上述流程进行详细说明，因为每个音频包的大小是不一样的，但是每一个音频帧所能播放的时间是一定的，所以我们先要进行拆包的动作。第一设备和第二设备将音频数据包拆成相同播放长度的数据帧，这样做的目的是为了使用蓝牙时钟来作为播放基准，比如一个数据帧是3000us，对应蓝牙时钟是2800us，蓝牙时钟有1us的精度，根据音频数据包中的帧数和帧长度将音频数据包拆分成至少一个音频帧，其中每个音频帧的长度一致。

在播放的过程中，其中一个蓝牙设备，例如第一设备，在本实施例中为TWS主设备，会把某一帧播放完成所消耗的蓝牙时钟t_base发给另一个蓝牙设备即第二设备，在本实施例中为TWS从设备。第二设备监控自己播放完每一帧的蓝牙时钟t_local，然后根据t_local和t_base的差异来对第一设备、第二设备的样本点偏差进行补偿。其中样本点偏差的补偿可以仅对第一设备进行补偿，也可以仅对第二设备进行补偿，获取根据需求同时对第一设备和第二设备进行补偿。

此外，计算样本点偏差时，根据蓝牙时钟t_base和单个音频帧的样本点sample计算单个音频帧的样本点对应的蓝牙时钟t_sample。结合蓝牙时钟t_base和t_local计算两设备时钟偏差t_diff，根据该偏差和单个音频帧的样本点对应的蓝牙时钟t_sample得到样本点偏差sample_diff。

简而言之，炬芯科技的蓝牙设备音频播放专利，通过将音频数据包拆包成相同播放长度的数据帧，获取相应的蓝牙时钟并对样本点进行偏差补偿，可以有效减少TWS设备之间的通信带宽消耗。

随着音频行业的发展围绕着更高品质的体验不断升级，炬芯科技在音频相关领域持续发力。面对未来市场的不确定性，炬芯科技仍然进行技术创新、努力降低不确定因素带来的影响，为广大用户推出极致的音频体验。

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（校对/赵月）