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TWS耳机行业分析报告:市场趋势、产业链分析、蓝牙音频标准和主动降噪方案

时间:2020-03-25 作者:顾正书 阅读:
作为与智能手机搭配的新潮品类,TWS耳机将遵循类似智能手机的市场发展历程,虽然在启动和爆发阶段看似有很多机会,但最终还是几家手机厂商的竞争。除了硬核技术外,智能语音助手在未来竞争中也将扮演重要角色,这将是手机厂商与互联网巨头之间的新入口之争。
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而传统的安卓系方案通过主耳转发的方式实现双耳立体声,一直面临如下问题:主耳转发的蓝牙信号容易被其它蓝牙和WiFi等信号干扰;转发本身会增加系统延迟;转发信号穿过人的身体问题。此外,由于转发导致了主耳的功耗相比副耳要高,当碰上误码要求重传数据包时会导致主耳功耗负载过重。以上原因导致苹果之外的TWS 耳机在连接稳定性、主副耳机的信号同步以及待机的时长等方面面临很多问题,这也是这几年安卓系TWS 耳机无法跟AirPods相提并论的主要原因。DhqEETC-电子工程专辑

为解决双耳连接和转发模式带来的问题,高通、MTK旗下的络达、恒玄科技和华为等芯片厂商纷纷开发各自的应对方案。DhqEETC-电子工程专辑

  • 络达的MCSync 技术。MTK络达于 2019 年初推出搭载新一代MCSync( Multi-Cast Synchronization)技术的AB1532 芯片。MCSync 具有连线稳定、减少断音跳音、支撑高解析音频码流、低延时、两耳耗电平衡以及各种手机平台都适用等优点。此外,MCSync 也支持多个扬声器连接。
  • 高通的TWS+(TrueWireless Stereo Plus)技术。TWS+是 Q-to-Q的连接技术,意即只能在使用高通 QCC5100/QCC30XX 蓝牙芯片的TWS 耳机与基于骁龙 845、670和710移动平台的手机之间实现。在 TWS+连接技术下,会有两路独立的音频流从手机直接传输到两个不同的耳机,即左右声道独立连接。如果耳机跟手机通信过程中检测到手机不支持TWS+技术,耳机会自动转换到可以兼容几乎所有智能手机的TWS通用模式。
  • 恒玄科技的LBRT低频转发技术。这种专利技术可以解决目前真无线蓝牙耳机主副耳机之间的无线信号穿透力差的问题,它在双耳通信时利用磁传感应模式进行蓝牙耳机的信号接收。不同于一般的2.4G信号,该技术本身不受其他信号干扰,本质上可以保证信号稳定。基于该技术的BES2300蓝牙芯片在支持蓝牙5.0、主动降噪和更高音质的同时可大幅降低功耗,并且可以外接各种传感器和存储器。
  • 华为的双通道同步传输技术。其FreeBuds3耳机采用了华为自研的麒麟A1芯 片,基于这种双通道同步传输技术,可以实现左右耳机从手机端分别获得左右声道的信号(与高通的 TWS+技术类似),从而实现更高效率的传输和更低的功耗。在同样的干扰强度下,麒麟A1与苹果 H1基本一致。在传输速率方面,麒麟A1芯片理论传输速率达到了6.5Mbps。在连接音频时,无损音频的传输速率达到了2.3Mbps。此外,FreeBuds 3 搭配独立的Audio DSP处理单元,时延被缩减到了190ms,比AirPods的220ms还少了30ms。

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音质

尽管蓝牙技术在消费市场已经推进到了5.0,但蓝牙耳机传输音频仍使用蓝牙2.1制定的A2DP 1.2(Advanced Audio Distribution Profile)标准。因此,用蓝牙5.0听歌和用蓝牙2.1听歌在音质上不会有质的区别。除了扬声器材质等物理硬件因素外,TWS耳机的音质主要与蓝牙编解码技术、主控芯片性能及音频信号传输方式等因素有关。DhqEETC-电子工程专辑

虽然蓝牙 5.0 技术为音频提供了更大的通信容量,但音质的改善主要在于音频编码方式。CD 音质需要带宽为1.41Mbit/s,而受限于A2DP 的传输能力,音频数据需要经过编码压缩后再通过A2DP传输,所以音频通过蓝牙传输是无法做到百分百还原的,而只能通过先进的压缩技术来提升音质。目前的高清音频编解码技术,主要以索尼LDAC、高通aptX HD,以及华为的HWA为代表。DhqEETC-电子工程专辑

索尼在2015年CES期间正式推出LDAC高解析音频技术,并于2017年将该技术开放给Android 8.0,该技术的音频处理质量非常高,现已成为安卓8.0的标配压缩技术。但是,编码器实现高清音频传输的前提是发送端和接收端的双向支持,而支持LDAC的Android 8.0只解决了发射端的问题,而LDAC 在接收端设备(耳机、音箱等)的普及还需要一段时间。DhqEETC-电子工程专辑

相比索尼 LDAC,高通在2016推出的aptX HD高清蓝牙音频编解码技术(支持24位/48 KHz音频),因为有aptX的铺垫(目前大约有 40 亿个设备支持,高通收购CSR公司而获得aptX技术),以及高通自身在芯片、通信等领域的优势,有更广泛的应用潜力。DhqEETC-电子工程专辑

华为在2018年联合音频链路上的关键元器件供应商、设备商,一同制定了端到端的蓝牙高清音频解决 方案HWA(Hi-Res Wireless Audio),其规格和LDAC相似,也属于无损级别的蓝牙音频编码。目前 HWA高清音频无线传输标准与产业联盟也已经成立,成员包括漫步者、中科院声学所、AKM、Sennheiser、HiFiMAN、1MORE 万魔和惠威等。

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
顾正书
电子工程专辑(EETimes China)主分析师。以深圳为坐标原点,扫描全球电子和半导体行业。专注于China Fabless和SoC设计细分市场的分析和学习,欢迎交流。
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