T-CAIACN 014-2024 無損無線音頻技術(shù)與設(shè)備規(guī)范及測試方法

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CAIACN014—2024無損無線音頻技術(shù)與設(shè)備規(guī)范及測試方法LosslessWirelessAudioTechnicalRequirements,DeviceSpecificationandTestMethodsI Ⅲ 1 1 2 4 4 4 7 8 9 本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利劉宇杰、陳榮、衛(wèi)文港、唐鋮、張波、黃伙權(quán)、黃1本文件規(guī)定了無損無線音頻技術(shù)與設(shè)備的技術(shù)要求和測量方法，本標(biāo)準(zhǔn)主要從無損無線音頻編解2規(guī)范性引用文件GB/T9002—2017音頻、視頻和視聽GB9254—2008信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法(CISPR22:2006,IDT)SJ/T11157.2—2015YD/T4007—2022T/CAIACN003—2020藍(lán)牙耳機(jī)測量T/CAIACN008—2022高清無線音頻技術(shù)與設(shè)備規(guī)范及測試IEEE802.11ax-2021.IEEEStandardforInformationTechnologExchangebetweenSystemsLocalandMetropolitanAreaNetworks--SpecificRequirementsParLANMediumAccessControlIEEE802.15.4a—2007.IEEEStandardforInformationtechnology(PHY)SpecificationsforLow-RateWirele2IEEE802.15.4z—2020.IEEEStandardforWideband(UWB)PhysicalITUBS.1387-1.(PEAQ)Methodforobjectivemeasurementsofperceivedaudioquality（感知音頻質(zhì)量EN50332-2—2013.Soundsystemequipment:Headphonesandearphonesassociatedwithplayers-Maximumsoundpressurelevelmeasurementmethodology-Part及相關(guān)耳機(jī)和耳塞-最大聲壓級(jí)測量方法-第2部分）IEC60318-7:2022.Electroacoustics-Simulatorsofhumanheaforthemeasurementofsoundsourcesclosetotheear（電聲學(xué)-人頭和耳朵模擬器-第7部分：用于測0MeasurementprocedurefortheassessmentoffhumanexposuretoradiofrequencyfieldHumanmodels,instrumentationandprocedures(Frequencyrangeof4MHzto10GHz)（評(píng)估人體暴露于來自手持和身體穿戴無線通信設(shè)備的射頻場比吸收率測量程序—人體模型、儀器和程序（頻率范圍為4））高清無損音頻編解碼器high-resolutionloss基礎(chǔ)無損音頻編解碼器basiclevellossles窄帶短距無線傳輸技術(shù)narrowbandshort-rangewirelesstransmis3信號(hào)所占據(jù)的頻帶寬度≤5MHz的短距無線傳輸技術(shù)，如藍(lán)牙（https:/寬帶短距無線傳輸技術(shù)broadbandshort-rangewirelesstransmiIEEE802.15.4a,IEEE802.15.4z）、星閃基礎(chǔ)接入技術(shù)（S默認(rèn)使用無損音頻編解碼器以保障音頻經(jīng)過編在因無線干擾等原因?qū)е聜鬏斔俾薀o法支持音頻無損傳輸時(shí)，可以自適應(yīng)切換到有損音頻編解碼器以客觀差異等級(jí)objectivedifferencegrad價(jià)方法。ODG標(biāo)準(zhǔn)基于ITUBS.1387-1，ODG有效分?jǐn)?shù)范圍在0到-4分（當(dāng)ODG≥0時(shí)說明被測音頻信號(hào)4爆破音是音頻系統(tǒng)中，因codec啟停/切換、電容快速充MSE：均方誤差（MeanSquareEODG：客觀差異等級(jí)（ObjectiveDiffereA2DP：高級(jí)媒體音頻分發(fā)協(xié)議（AdvancedAudioDistrTHD+N：總諧波失真加噪聲（TotalHarmonicDistortionplPCM：脈沖編碼調(diào)制（Pulse-codeModuFFT：快速傅里葉變換（FastFourierTransfor5無損無線音頻技術(shù)要求5.1總體技術(shù)要求5.1.1無損無線音頻系統(tǒng)播放流程5音頻編碼單元對(duì)混音后的信號(hào)進(jìn)行無線音頻編碼，通過無線傳輸系統(tǒng)將編碼后信號(hào)或原始數(shù)字音頻傳5.1.2SRC端設(shè)備基本技術(shù)要求1應(yīng)支持?jǐn)?shù)字音源解碼，并輸出原始數(shù)字音頻，如PCM格式音頻；支2理3應(yīng)支持≥1種窄帶短距無線傳輸技術(shù)和≥1種寬帶短距無線傳輸技術(shù)；傳輸速率應(yīng)能夠滿足傳輸雙聲道無損音頻的4窄帶傳輸時(shí)，應(yīng)支持≥1種無損音頻編碼器，宜支持≥1種高清無損音頻編碼器；寬帶傳輸時(shí)，應(yīng)支持≥1種原始數(shù)字音頻或無損音頻編碼器61應(yīng)支持≥1種窄帶短距無線傳輸技術(shù)，宜支持≥1種寬帶短距無線傳輸技術(shù)；傳輸速率應(yīng)能夠滿足傳輸雙聲道無損音頻的2碼應(yīng)支持≥1種無損音頻編碼器，宜支持≥1種高清無損音頻編碼器；支持寬帶傳輸時(shí)，應(yīng)支持≥1種原始數(shù)字音頻或無損音頻編碼器5.1.3SNK端設(shè)備基本技術(shù)要求12應(yīng)支持≥1種短距無線傳輸技術(shù)；傳輸速率應(yīng)能夠滿足傳輸雙聲道無損音頻的3當(dāng)SNK端支持窄帶短距無線傳輸技術(shù)時(shí)，應(yīng)支持≥1種無損音頻解碼器和宜支持≥1種高清無損音頻解碼器；當(dāng)SNK端只支持寬帶短距無線傳輸技術(shù)時(shí)，應(yīng)支持≥1種原始數(shù)字音頻或無損高清無損的SNK端設(shè)備應(yīng)支持≥1種高清無損音頻解碼器或透傳高清原始數(shù)字4567注：針對(duì)佩戴類的SNK終端，測試時(shí)應(yīng)佩戴≥5次，去除偏離75.2音頻編解碼器技術(shù)要求5.2.1基礎(chǔ)無損音頻編解碼器技術(shù)要求a)采樣率：應(yīng)支持輸入數(shù)字音源的采樣率≥率宜不高于1.4112Mbps，編碼雙聲道48kHz/16bit音源碼率宜不高于15.2.2高清無損音頻編解碼器技術(shù)要求a)采樣率：最高支持輸入音源的采樣意音源內(nèi)容碼率應(yīng)不高于傳輸原始數(shù)字音頻所需的碼率。例如編碼雙聲道48kHz/24bit音源碼率宜不高于2.304Mbps，編碼雙聲道96kHz/24bit音源碼率宜不高于4）；b)SRC端識(shí)別記錄該SNK端，并判斷是否支持對(duì)應(yīng)的Codec編碼能力；c)若SRC端和SNK端同時(shí)支持某一種無損音頻編解碼器，則SRC端將此種Codec記錄為該SNK設(shè)d)若SRC端和SNK端同時(shí)支持N（N≥2）中無損音頻編解碼器，SRC端根e)若SRC端和SNK端同時(shí)支持某一種有損音頻編解碼器，則SRC端將此種Codec記錄為該SNK設(shè)85.3無線傳輸要求5.3.1無線傳輸模型12345側(cè)圖5.3.2窄帶短距無線傳輸設(shè)備要求1開放的居家、辦公場景下，音質(zhì)優(yōu)先模式無明顯卡頓/pop音距離應(yīng)≥8米2攜帶場景，10min音樂播放流暢，卡頓/pop音累計(jì)次數(shù)應(yīng)≤3次34無電磁干擾環(huán)境下，SRC端輸入編碼器的原始5ODG得分要求居家、辦公場景的電磁干擾環(huán)境下，使用窄帶短距無線傳輸95.3.3寬帶短距無線傳輸設(shè)備要求1求開放的居家、辦公場景下，音質(zhì)優(yōu)先模式無明顯卡頓/pop音距離應(yīng)≥10米2樂播放流暢，卡頓/pop音累計(jì)次數(shù)應(yīng)≤3次；組合播放要求：電磁干擾場景下，10min音視頻播放流暢，卡頓/pop音累計(jì)次數(shù)應(yīng)≤1次34透傳原始數(shù)字音頻時(shí)，傳輸前后的原始數(shù)字音頻在時(shí)域?qū)R后應(yīng)每bit5居家、辦公場景的電磁干擾環(huán)境下，使用寬帶短距無線傳輸技術(shù)5.4延時(shí)性能要求立體聲SNK終端左右耳同步時(shí)延要求：左右耳平均時(shí)差SNK終端各聲道之間同步精度要求：應(yīng)≤200μs，宜≤50μs，5.4.2系統(tǒng)視頻播放場景的音頻相對(duì)于視頻的延時(shí)a)使用窄帶短距無線傳輸技術(shù)時(shí)：應(yīng)≤125ms且≥-45ms，宜≤80ms且≥-25ms；5.4.3系統(tǒng)游戲場景音頻延時(shí)a)使用窄帶短距無線傳輸技術(shù)時(shí)：應(yīng)≤200ms，宜≤140ms，推薦≤95ms；b)使用寬帶短距無線傳輸技術(shù)時(shí)：應(yīng)≤180ms，宜≤120ms，推薦≤50ms。5.5抗干擾性能要求5.5.1干擾場景表7為干擾源的分類定義。干擾信號(hào)強(qiáng)度：指在接收機(jī)處測量得到的干擾信號(hào)的強(qiáng)度；干擾信號(hào)負(fù)-82dBm-62dBm-52dBm窄帶短距無線信道弱中強(qiáng)弱中強(qiáng)弱中強(qiáng)1001000002110010000110101010002112101000弱中強(qiáng)弱中強(qiáng)弱中強(qiáng)10010000051100100002101010000021121010005.5.2基礎(chǔ)模擬干擾下的抗干擾性能在典型的基礎(chǔ)無線干擾模型電磁環(huán)境下，被測終端與陪測終端通過窄帶短距無線傳輸技術(shù)連接播在典型的基礎(chǔ)無線干擾模型電磁環(huán)境下，被測終端與陪測終端通過寬帶短距無線傳輸技術(shù)連接播模型3在寬帶較強(qiáng)干擾場景下，30min音樂播放流暢，卡頓/pop音累計(jì)次數(shù)宜≤3次。5.5.3真實(shí)場景干擾環(huán)境下抗干擾性能在典型的真實(shí)場景無線干擾電磁環(huán)境下，被測產(chǎn)品與陪測終端通過窄帶短距無線傳輸技術(shù)連接播）：）：）：）：在典型的真實(shí)場景無線干擾電磁環(huán)境下，被測產(chǎn)品與陪測終端通過寬帶短距無線傳輸技術(shù)連接播場景1商場環(huán)境：10min音樂播放流暢5.6主動(dòng)降噪要求5.6.1耳塞式耳機(jī)最大降噪深度：≥20dB；左右耳降噪一致性：降噪頻寬：100Hz～2.0kHz，標(biāo)準(zhǔn)：平5.6.2入耳式耳機(jī)最大降噪深度：≥25dB；左右耳降噪一致性：降噪頻寬：100Hz～2.0kHz，標(biāo)準(zhǔn)：平5.6.3耳罩式耳機(jī)最大降噪深度：≥25dB；5.6.4降噪對(duì)音質(zhì)的影響開啟和關(guān)閉主動(dòng)降噪功能時(shí)，SNK終端的頻響曲線差：宜≤±3dB；考察頻寬：100Hz～3.05.7透傳要求對(duì)于支持透傳功能的入耳式和耳罩式SNK終端，透傳能力宜達(dá)到下述5.7.1入耳式耳機(jī)左右耳透傳一致：管控頻寬：100Hz～2.0kHz，標(biāo)準(zhǔn)：平均值≤5.7.2耳罩式耳機(jī)5.8續(xù)航要求5.8.1入耳式或耳塞式耳機(jī)5.8.2耳罩式耳機(jī)5.8.3便攜音箱6無損無線音頻檢測方法注：測試音箱、功放、電視等外放類設(shè)備時(shí)測試環(huán)境的背景噪聲聲級(jí)和混響時(shí)間應(yīng)環(huán)境溫度：15℃~35℃,優(yōu)選20℃;設(shè)備宜為已獲得電信設(shè)備進(jìn)網(wǎng)許可的移動(dòng)智能終端）。被測設(shè)備與陪測終端的無線連接模式默認(rèn)為“自適應(yīng)無損”或其他同類型模式。制造商可以指定特定的一種連接或無線音頻編解碼模式送測，但該連接6.2.2SNK音頻編解碼器性6.2.3無線音頻系統(tǒng)音頻編解碼器握手協(xié)動(dòng)SRC終端按照表4中場景固定于人體模型器上；將干擾信號(hào)發(fā)生器的天線分別至SRC終端和SNK終端的3cm～5cm處，干擾信號(hào)發(fā)生器播放預(yù)a)將SNK終端佩戴于人體模型的耳模擬器上，調(diào)整人體模型姿勢，并將移動(dòng)SRC終端按照表4中場景固定于人體模型的相應(yīng)位置上，使SNK終端和SRC終端組成無線音頻系統(tǒng)；b)針對(duì)以上不同場景下，連續(xù)播放高清音樂音頻，監(jiān)聽其播放是否流暢、卡頓和pop音是否符合5.3.2要求；對(duì)SNK終端播放的聲音進(jìn)在電磁暗室環(huán)境，SNK終端與SRC終端連接組網(wǎng)為無線），）：a)SRC端給SNK端發(fā)送測試音源集中的≥5段音源片段（窄帶傳輸：通過無線音頻編碼器，無線b)SRC端測試音源PCM1與SNK端無線音頻解碼器輸出的PCM2保存成文件，一起輸入到bit一致d)將PCM1和PCM2兩個(gè)音頻文件輸入到bit一致無損校驗(yàn)工具前應(yīng)在時(shí)域上對(duì)齊，并建議裁剪掉e)bit一致無損校驗(yàn)工具計(jì)算兩個(gè)原始數(shù)字音頻的MAE或MSE，當(dāng)MAE（PCM1,PCM2）或在居家或中等干擾下，使用認(rèn)可的ODG測試工具，測試被測終端的ODG），）：b)SRC端前處理后的音源PCM1與SNK端無線音頻解碼器輸出的PCM2保存成文件，一起輸入到d)兩個(gè)音頻文件輸入到ODG工具前建議裁剪掉前、后1～2秒的數(shù)據(jù)，以排除“淡入”、“淡出”如圖5所示，將音頻測試儀作為SRC端與被測SNK終端設(shè)備組成無線音頻系統(tǒng)，使用測試儀中存儲(chǔ)6.4.2系統(tǒng)端到端延時(shí)-視頻場景測直接確定默認(rèn)模式，則打開和關(guān)閉下都執(zhí)行幀率為f；a)將被測終端與陪測終端通過無線連接組成無線音頻系統(tǒng)，進(jìn)入被測視頻應(yīng)用；b)輔助設(shè)備幀率f對(duì)準(zhǔn)測試機(jī)進(jìn)行錄制視頻，同步收錄視頻中的視頻與語音，即每幀畫面1/f。當(dāng)幀率為240幀/s時(shí)，t約為4.17ms；c)在安靜的環(huán)境下，測試機(jī)播放視頻素材)?1000/f;單位：ms6.4.3系統(tǒng)端到端延時(shí)-游戲場景測1.測試環(huán)境：準(zhǔn)備好輔助設(shè)備，輔助設(shè)備要求能夠同時(shí)錄入聲音b)輔助設(shè)備幀率f對(duì)準(zhǔn)測試機(jī)進(jìn)行錄制視頻，同步收錄視頻中的視頻與語音，即每幀畫面1/f。當(dāng)幀率為240幀/s時(shí)，t約為4.17ms；)?1000/f;單位：ms將被測產(chǎn)品和陪測終端放置在所述干擾電磁環(huán)境中，將被測產(chǎn)品與陪測終端按照?qǐng)D7所示方式進(jìn)行組網(wǎng)，建議水平距離約70cm，垂直距離40cm放置，模擬人手持或攜帶源端產(chǎn)品的使用場景；干擾信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射天線（宜至少2個(gè)天線）建議均勻布置在被測和陪測終端同一垂直切面內(nèi)正上方，垂將被測產(chǎn)品和陪測終端放置在所述干擾電磁環(huán)境中，將被測產(chǎn)品與陪測終端按照?qǐng)D8所示方式進(jìn)行組網(wǎng)，建議水平距離約70cm，垂直距離40cm放置，模擬人手持或攜帶源端產(chǎn)品的使用場景；干擾信號(hào)發(fā)生器的發(fā)射天線（宜至少2個(gè)天線）建議均勻布置在被測和陪測終端同一垂直切面內(nèi)正上方，垂直距c)測試信號(hào)采用聲壓級(jí)為80dB（A）的粉紅噪聲，擬器記錄被動(dòng)降噪狀態(tài)下的耳內(nèi)時(shí)域噪聲信號(hào)poff(t)，采樣頻率為48kHz；b)頭和軀干模擬器正常佩戴耳機(jī)的情況下，開啟主動(dòng)降噪功能，系統(tǒng)播放30s時(shí)間長度的聲壓級(jí)為80dB（A）的粉紅噪聲，頭和軀干模擬器記錄主動(dòng)降噪狀態(tài)下的時(shí)域聲信號(hào)pon(t)c)通過poff(t)、pon(t)計(jì)算主動(dòng)降噪的最大深度、降噪帶寬、平均降噪深度和左右耳一致性等指測試開啟和關(guān)閉主動(dòng)降噪功能的前后耳機(jī)類SNK的頻響a)在安靜環(huán)境下，頭和軀干模擬器正常佩戴耳機(jī)類SNK終端，關(guān)閉其降噪功能，SRC播放強(qiáng)度-b)在安靜環(huán)境下，頭和軀干模擬器正常佩戴耳機(jī)類SNK終端，開啟其降噪功能，SRC播放強(qiáng)度-15dBFS、頻寬為20Hz-20kHz的掃頻信號(hào)，頭和軀干c)對(duì)P(t)、A(t)進(jìn)行1/3倍頻程的FFT變換得到poff(t)、pon(t)；d)計(jì)算最大頻響差max[|poff(t)?pon(t)|。錄開耳狀態(tài)聲音響度值NOpen、聲音頻譜SOpen(f)；b)將被測耳機(jī)佩戴在頭和軀干模擬器上，并關(guān)閉透傳功能，系統(tǒng)播放30s時(shí)間長度的80dBSPL粉噪，頭和軀干模擬器記錄耳機(jī)關(guān)閉透傳狀態(tài)聲音響度值NOFF、聲音頻譜SOFF(f)、系統(tǒng)本底噪聲水平BNOFF；機(jī)打開透傳狀態(tài)聲音響度值NHT、聲音頻譜SHT(f)、系統(tǒng)本底噪聲水平BNHT；注2：降噪、透傳性能指標(biāo)定義及計(jì)算方法見b)將被測SNK終端充至滿電量狀態(tài)下（不含外置充電設(shè)備）；參考《高保真音頻產(chǎn)品CPHA評(píng)測評(píng)價(jià)規(guī)范》[1]如表A.1所示。當(dāng)ODG得分為負(fù)時(shí)說明被測音頻信號(hào)與參考音頻信號(hào)之間存在主觀可察覺的損傷，為負(fù)時(shí)越接近0損傷越?。划?dāng)ODG≥0時(shí)4.9～4.0本文檔中ODG主要用于編解碼技術(shù)和無線音頻系統(tǒng)的音質(zhì)離線評(píng)價(jià)，因此建議統(tǒng)一使用AdvancedB.1鏈路預(yù)算：無線鏈路預(yù)算大致是發(fā)射機(jī)以dBm為單位的輸出功率量與以-dBm為單位的無線電靈敏度極限之間的差（以dB為單位）；因此，在發(fā)射功率為+10dBm和接收靈敏度極限為-110dBm的情況下，鏈路預(yù)算LinkBudget≈Txoutputpower(dBm)?Rxsensitivity(?dBm)LinkBudget=Txoutputpower(dBm)+Txantennagain(dBi)?Rxsensitivity(?dBm)+Rxantennagain(dBi)LinkBudget=PT+GT+PR+GRGR為天線接收增益（GaininreceivinGT為天線發(fā)射增益（Gainintransmittin對(duì)于理想的偶極子天線，天線增益(dBi)為2.1dB；因此，使用上述示例，鏈路預(yù)算將為124.2dB。在數(shù)字無線電系統(tǒng)中，靈敏度通常被定義為誤差率超過1%的輸入信號(hào)電平。誤碼率的計(jì)算方法有B.2路徑損耗：通信是通過信號(hào)能量從一個(gè)位置傳輸?shù)搅硪粋€(gè)位置來實(shí)現(xiàn)的。接收信號(hào)能量必須足以區(qū)分有用信號(hào)和始終存在的噪聲。靈敏度通常以絕對(duì)電平表示，表述為理想條件下給定距離外的天線發(fā)送一個(gè)已知功率的信號(hào)，則接收天線終端的接收功率等于GR為天線接收增益（GaininreceivinGT為天線發(fā)射增益（Gainintraλ=C/f為電磁波波長f為電磁波頻率B.4地面反射模型通過結(jié)傳遞。反射部分取決于信號(hào)極化、入射角和不同的介電常數(shù)(εr、μr和σ)。假設(shè)兩種物質(zhì)具有相所述音視頻延時(shí)是由無線音頻硬件系統(tǒng)能力和視頻播放器的軟件設(shè)計(jì)所共同決定的。為了降低音件進(jìn)行測試。所述指定視頻播放軟件或缺省視頻播放軟件宜按本附錄所述方法進(jìn)行優(yōu)是至關(guān)重要的。Android提供了幾個(gè)API來查詢音下面按第三方播放器采用的播放器框架區(qū)分，分別描述如何獲取到C.4.1第三方定制媒體播放器C.4.1.1使用AudioTrack.getTimestamp()C.4.1.2使用AudioTrack.getPositioAudioTrack.getPositin()拿到的拿到的就是當(dāng)前設(shè)備（如藍(lán)牙耳機(jī)）端播放音頻的position，通過此C.4.1.3使用AudioTrack.latencC.4.2OpenSLES框架下當(dāng)前的OpenSLES框架無法通過已有接口獲取當(dāng)前音軌的最新幀時(shí)間戳信息APPJAVAPlayer(JAVA)OpenSLESNativeOpenSLESNativePlayer(Native)AudioSystemNativelatencygetpositionJAVA AudioManagerAudioSystemNativelatencygetpositionJAVA AudioManagerAudioTrackAudioFinger getTimeStamp①對(duì)poff(t)、pon(t)進(jìn)行1/3倍頻程變換得到poff(f)、pon(f)②得到主動(dòng)降噪曲線：ANC(f)=pon(f)?poff(f)③得到最大降噪深度max|(ANC(f))|①對(duì)poff(t)、pon(t)進(jìn)行1/3倍頻程變換，得到pof