蓝牙耳机-------------蓝牙音频延迟全解析

注意
1 10ms
2 错包重传机制（1 耗时 2 不会丢包）

1 音频传输与延迟

如图所示，编码器对输入音频信号进行ADC采样量化，例如PCM采样。编码器获取固定长度采样样本后，分析所采样的信号特点，识别容易音频信号并压缩信号。固定长度采样样本周期称为帧，不同编码器，帧长度不同，但是一般情况下帧长度是固定的。显然从上文可以看出帧越长就可以利用越多音频信号来识别信号特征和冗余信号并相应的压缩。一般情况下，帧长度越长，编码质量越好，相应音频质量也提高，但是需要等待更长的时间，延时大。

2 音频传输延迟与音频质量

通用编码器的帧长度和音频质量的关系曲线，具体编码器有所差别。对于通用声音和音乐编解码器，业界已经发现有一个最佳点，帧长度大约10ms，这在合理的延迟下提供了良好的质量。

另外一个评估方法，即编解码器复杂度。音频质量越高的编解码器，需要一个越快处理器，功耗更大。回到图1，音频帧编码后，通过无线电将其发送到接收设备。传输通常比编码快，但如果协议包含重传，在解码开始之前需要考虑到相关传输延迟。从第一次传输开始到最后一次传输结束的时间间隔被称为传输延迟，可以从几毫秒到几十毫秒不等。在接收到编码后的音频数据后，需要对其进行解码并转换回模拟形式。解码通常比编码快且没有帧延迟。

3 蓝牙音频传输协议与编解码器

经典蓝牙HFP与A2DP协议

经典蓝牙 (BR/EDR)协议音频传输支持HFP (Hands-Free Profile)和A2DP (Advanced Audio Distribution Profile)协议。

HFP 延时低常用于语音通话。A2DP延迟大，常用于音频流媒体。

HFP 支持CVSD 音频编码格式。CVSD采样模拟信号并量化编码，因此无组帧时间延时。正因为如此导致包含冗余信息多，数字音频速率高（64000Hz 采样率），只能承载低频段信号，编码延迟低于20ms。

A2DP支持多样音频流传输。A2DP强制支持SBC编解码器，SBC是SBC可提供较好的音频质量。A2DP同时支持其他可选编解码器AAC, MP3，aptX等。

A2DP 延迟大。A2DP主要延迟包含2部分，一个是编码帧耗时大，另外一个是错包重传机制导致的延时。BR/EDR 的A2DP 延时通常在150ms左右。

一般消费者对80ms以上延时才有感觉，专业工作者敏感点在50ms，

35ms以下延时是识别不出来的。

LE audio与LC编码器

LE audio 首先要求低功耗，之前编码器无法满足要求。为此开发了LC3(Low Complexity Communications Codec)编码器。LE Audio的所有音频协议强制使用LC3音频编解码器。LC3音频编解码器具有低延时高音频质量特点，可关注公众号“学问第一课”的文章“蓝牙LC3（低复杂度编解码器）详解”

LC3编码器和A2DP，HFP协议相应的延时和音频质量如下图