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完全ワイヤレスイヤホン(TWS) 新技術 クアルコム(Qualcomm)の「TWS Plus」について

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ソニー SONY ワイヤレスノイズキャンセリングイヤホン WF-1000XM3 : 完全ワイヤレス/Bluetooth/ハイレゾ相当 最大6時間連続再生 2019年モデル プラチナシルバー WF-1000XM3 S
真冬の雷と言えば日本海
関東に住んでいる自分は、実感がなかったけど
金沢とか、新潟とか、冬の日本海は、雷が多い。

Yahoo!天気予報でみてみると、雷マークがよくでています。

そういえば、雷って光ってから音が聞こえてきますね。

今回の小僧の教えてITは、
完全ワイヤレスイヤホン 新技術 クアルコム(Qualcomm)の「TWS Plus」について
と題して、画面と音がズレやすいワイヤレスイヤフォンの新技術についてお話いたします。

専門用語などをできる限りわかりやすく解説時ながらブログにまとめました。
最後まで読んでいただけたら幸いです。

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完全ワイヤレスイヤフォン(TWS:True Wireless Stereo)

最近、電車の中で目立つのが、ケーブル無しの「完全ワイヤレスイヤフォン」です。
傍目からみていると、落とさないのかな?
なんて心配してしまいますが、結構大丈夫らしい。

※時々、粉々になったAirPodsらしき残骸をみることがありますが・・・

それは、さておき、この「完全ワイヤレスイヤフォン」
正式名を True Wireless Stereo 略してTWSと呼びます。

このTWS 流行したのは、アップル社のAirPods(2016年12月発売)
この「耳からうどん」失礼、白い棒が「ニョキッ」と生えたイヤフォンは、iPhone王国の日本で大ヒット
今でもTWSで一番売れているイヤフォンです。

※世界最初のTWSは、2015年末に登場した「EARIN」なんだけどね

AirPodsの成功を見て、イヤフォン業界は、一斉にTWSを市場投入してきました。

ソニー

米ボーズ(BOSE)

デンマークのバング&オルフセン(Bang&Olufsen)

老舗の音楽デバイス屋さんが渾身作を投入

今や、5000円代から30000万円オーバーまで「ご予算と性能とブランド」で選り取り見取り状態

ワイヤレスイヤフォンの規格

ワイヤレスイヤフォンは、その多くがBluetoothという接続形式で動作しています。

Bluetooth(ブルートゥース)

Bluetooth(ブルートゥース、ブルーツース)は、デジタル機器用の近距離無線通信規格の1つである。Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) と Bluetooth Low Energy (LE) から構成される。
ウィキペディアより抜粋

Bluetoothには、企画があって並べてみるとこんな感じ

バージョン 機能
ver1.1 初期バージョン
ver1.2 2.4GHz帯域の無線LAN(11g/b)との干渉対策
ver2.0 ver1.2の約3倍のデータ転送速度(最大転送速度3Mbps)
ver2.1 ペアリングの簡略化。バッテリー寿命を最大5倍延長できるSniff Subrating機能を追加
ver3.0 約8倍のデータ転送速度に(最大転送速度24Mbps)
ver4.0 大幅な省電力化(BLE)対応、様々なプロファイルに対応。
ver4.1 4.0を高機能化。自動再接続やLTEとBluetooth機器間での通信干渉を抑制。
ver4.2 セキュリティの強化と転送速度の高速化。
ver5.0 ver4.0よりデータ転送速度が2倍。通信範囲が4倍に。

さらに音を圧縮、再構築する規格(コーデック)があります。

コーデックには、
AAC、aptX、LDAC、aptX HD、LDAC、aptX HD

などがあり

iPhoneユーザーには、AAC対応機をオススメで
Androidは、ハイレゾの音質も対応できるLDAC、aptX HD対応するイヤフォンをオススメします。

まとめると

Bluetoothは、ver4.0以上で

iPhone 「AAC」
Android、パソコン 「aptX」
ハイレゾまで望むのだったら 「LDAC」、「aptX HD」

上記のコーディックになっているか確認が必要です。
もちろん、送受信の両方で対応していることが必須です。

Android 8.0以降は、「LDAC」、「aptX HD」が、OSで対応
といっても対応しているかどうかはメーカー次第なので注意が必要です。
今後は、LDAC対応機に注目です。

もちろん、イヤフォンだけの対応ではダメで音源(スマートフォン、音楽プレイヤー)の対応も必要です。

コーディックに関しては、こちらのブログで説明してあるので参考に読んでみてください。

リケーブル対応イヤフォンを選ぶ理由 SHURE SE215 のケーブルを RMCE-BT1 から RMCE-BT2 に変えてみた。

自分は、別サイトで音楽と映画を中心に「女性ボーカル」と「ロック」な記事を水曜日と金曜日に更新しています。 すべてが、音楽中心というわけではないのですが、通勤時間に「YouTube Music」「Pod ...

続きを見る

音ズレ

ワイヤレスイヤフォンを使っている時に「動画と音声」がズレていることがありませんか?
ゲームや映画、ドラマなどでは、わかりやすいのですが、音声が少しだけ後からやってくるような感じ

そうです。

ワイヤレスイヤフォンの宿命で音声を電波で飛ばすために「音ズレ」現象が発生しやすくなるのです。
特にTWS(完全ワイヤレスイヤフォン)で発生しやすいような気がします。
これは、いったいどうしてなんでしょうか?

イヤフォンに対して音を圧縮して電波に乗せてイヤフォンに飛ばします。
イヤフォンは、受信した電波に乗っている音を復元して音に変えてから音が再生されます。
この圧縮&復元に時間がかかります。

特にスマートフォンは、音声処理、Bluetooth伝送時のコーデック処理など様々な要因が絡むことで遅延が発生しやすくなります。

音切れ

ワイヤレスイヤフォンは、切断しやすい
という話を聞いたことがありませんか?
自分も毎日、込んでいる電車の中でワイヤレスイヤフォンを使っていますが、時々、勝手に切断さえてしまうときがあります。

これは、混んでいるときは、その人数に匹敵するぐらいの携帯電話やスマートフォンなどが電波を出している、電車の発するノイズ、Wi-Fiの電波が、Bluetoothと同じ2.4GHz帯を利用しているなど多くの原因が考えられます。
Wi-Fiを使っている監視カメラの近くで切断されやすいという報告もあります。

TWSの構造上の特性

TWSは、その構造上こうした電波や電磁波などに影響されやすいという特性を持っています。

TWSは、一般に片方のイヤフォンが受信機になっていて、その受信機から反対側のイヤフォンに電波を飛ばす仕組みになっています。

この場合、右のイヤフォンから左のイヤフォンに電波を飛ばすのですが、人の頭という「水分」が多い箇所は、電波が減衰するので結果的に頭の周回をぐるりと回って左のイヤフォンに到達します。
つまり、2段階の経路を辿るわけです。
その分、ノイズの影響を受けやすくなります。

クアルコム(Qualcomm)の「TWS Plus」

この問題を解決しようと主にAndroidのチップを製造しているクアルコム(Qualcomm)社が、解決しました。

TWS Plus

True Wireless Stereo Plus
という規格です。

まずは、図を見て下さい。

TWS Plusは、左右個別にスマホとの通信を行うことで、イヤホン間で通信する必要がなくなります。
これは、左右同じ仕組みでイヤフォンができるため、長時間バッテリーがもつことになります。

この規格は、残念ながらすべてのスマートフォンに搭載されているわけではなく、
Snapdragon 845という、クアルコム(Qualcomm)社のチップが必要になります。
さらにTWS Plusは、クアルコム製のイヤホン向け最新Bluetooth音声処理用チップQCC3026と組み合わせることで「音ズレ」を減らすことにも成功しています。

このSnapdragon 845は、2018年のハイスペックAndroid機種に搭載、後継CPUのSnapdragon855にも搭載されています。

クアルコムではaptX classicに始まり、低遅延のaptX Low Latency、ハイレゾ相当の最大48kHz/24bit、転送ビットレート576kbpsを実現したaptX HDというBluetoothオーディオのコーデックをリリース

Snapdragon855は、オプション機能としてaptX Adaptive対応することになり、信号の接続安定性/低遅延/高音質を実現しようとしています。

2019年の最新スマートフォンにも当然搭載されていて

Xperia 8
Galaxy S10+

Pixel 3/4
ASUS Zenfone6

Xperia 8、Galaxy S10+は、docomoSoftBankauで購入することができます。

Pixelは、SoftBankで購入することができます。

この他にもSnapdragon 855対応機種がありますが、TWS Plusに対応しているかどうかは確認が必要です。

このSnapdragon 855とイヤフォンのQCC3026により
より 完全な完全ワイヤレスイヤホン(TWS)となることでしょう。

QCC3026搭載イヤフォンとして以下の3つをオススメします。

AirPodsに対抗?

アップル社のAirPodsが、TWSでは一番売れていますが、残念ながらiPhoneは、TWS Plusに対応していません。
iPhoneは、独自チップと独自仕様になっています。

今後、Snapdragon 845QCC3026のコンビネーションでAirPodsのシェアを崩すことができるのか、要注目です。

※残念ながらiPhoneは、コーディックにaptXが搭載されていないため、遅延は、Android端末にスペック上劣ります。
ワイヤレスイヤフォンでゲームや動画などを追求するには、Android端末をオススメします。

以下、iPhoneとapt-xの仕様を掲載いたします。

AAC
高音質。圧縮率高め
iTunesストア等で購入するときのフォーマット。iPhone等ではこれがオススメ
遅延:120ms

apt-X
高音質。圧縮率低め
iPhone等では対応していないので使えないので注意。
遅延:70ms

まとめ

スマートフォンからヘッドフォン端子が、なくなっています。

無線のヘッドフォンになってコードが邪魔にならないかわりに

「バッテリーの心配」
「音切れ」
「音ズレ」

などが、発生しました。
ヘッドフォン端子に直接、イヤフォンを差し込めば、「音切れ」とか「音ズレ」などありません。

しかし、今回のTWS Plusをはじめ、技術の進歩でやがて問題は、解決されることでしょう。

TWS Plusに関しては、これからの普及なので自分も試してみようかな
と考えています。

そのためには、スマートフォンも変える必要があると思います。

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