适用范围：蓝牙LE Audio协议栈学习
一、TMAP 概述与定位
1.1 定义
TMAP（Telephony and Media Audio Profile，电话和媒体音频配置文件）是 Bluetooth LE Audio 的应用层核心协议，于2022年6月由 Bluetooth SIG 正式发布。
1.2 核心定位
- 统一替代经典蓝牙音频中的三个独立协议：
- A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）— 高质量立体声播放，但不支持麦克风
- HFP/HSP（Hands-Free/Headset Profile）— 双向通话，但音质差、单声道
- AVRCP（Audio/Video Remote Control Profile）— 媒体控制
- 关键突破：TMAP 通过单一协议同时支持立体声媒体播放 + 麦克风通话，无需在 A2DP 和 HFP 之间切换，避免了"一开麦音质就崩"的问题。
1.3 与 HFP 的关键区别
| 特性 | HFP (Classic) | TMAP (LE Audio) |
|---|---|---|
| 网络支持 | 仅移动网络通话 | 移动网络+ VoIP |
| 语音带宽 | 窄带(8kHz) / 宽带(16kHz) | 超宽带(32kHz) |
| 编解码器 | CVSD / mSBC | LC3 |
| 播放质量 | 单声道、低音质 | 立体声保持 |
二、TMAP 六大角色（Roles）
TMAP 定义了6个互操作角色，覆盖电话、单播媒体、广播媒体三大场景：
| 角色 | 缩写 | 全称 | 功能描述 | 典型设备 |
|---|---|---|---|---|
| 电话网关 | CG | Call Gateway | 控制远端通话，通过CCP/TBS管理呼叫状态，双向音频经CIS传输 | 手机、PC |
| 电话终端 | CT | Call Terminal | 暴露通话状态，接收/发送双向语音 | 耳机、TWS耳塞 |
| 单播媒体发送器 | UMS | Unicast Media Sender | 向一个或多个UMR发送单向媒体音频 | 手机、播放器 |
| 单播媒体接收器 | UMR | Unicast Media Receiver | 从UMS接收媒体音频，支持音量控制 | 耳机、音箱 |
| 广播媒体发送器 | BMS | Broadcast Media Sender | 通过BIS向无限多个接收器广播音频 | 机场广播、电视 |
| 广播媒体接收器 | BMR | Broadcast Media Receiver | 接收BMS广播音频 | 任意LE Audio耳机 |
角色组合示例
- TWS耳机 + 手机：手机作为CG + UMS，耳机作为CT + UMR
- Auracast公共广播：广播源作为BMS，听众耳机作为BMR
三、编解码器与 QoS 配置要求
3.1 强制编解码器：LC3
TMAP强制要求所有设备支持LC3（Low Complexity Communications Codec）：
- 采样率：8kHz / 16kHz / 24kHz / 32kHz / 44.1kHz /48kHz
- 帧时长：7.5ms 或 10ms
- 比特率：根据配置可变，支持高效压缩
3.2 关键配置要求
| 采样率 | 应用场景 | 最高音频频率 |
|---|---|---|
| 16kHz | 宽带语音 (WB) | 7kHz |
| 32kHz | 超宽带语音 (SWB) | 14kHz |
| 48kHz | 音乐/媒体 | 20kHz+ |
3.3 电话音频 QoS（CT角色强制支持）
- 16kHz 配置：用于标准宽带语音
- 32kHz 配置：用于超宽带语音（Super Wideband），音质显著优于HFP的mSBC
3.4 媒体音频 QoS
- 48kHz 配置：TMAP要求支持48kHz采样、7.5ms和10ms帧的多种比特率配置，用于高质量音乐传输
四、协议栈架构与依赖关系
TMAP 采用 LE Audio 三层架构，不定义新的传输机制，完全依赖底层 GAF（Generic Audio Framework）组件。
4.1 架构层次
┌─────────────────────────────────────────┐ │ Tier 3: TMAP (用例层) │ │ - 6个角色定义 + TMAS服务 │ ├─────────────────────────────────────────┤ │ Tier 2: GAF (通用音频框架) │ │ - CAP: 协调多设备操作 │ │ - MCP/CCP: 媒体/通话控制 │ │ - VCP/MICP: 音量/麦克风控制 │ │ - CSIP: 设备协调集（如左右耳） │ │ - BAP: 基础音频流控制 │ ├─────────────────────────────────────────┤ │ Tier 1: 传输层 │ │ - ISO Channels: CIS(单播) / BIS(广播) │ │ - ACL: GATT/ATT 控制信令 │ │ - LC3: 音频编解码器 │ └─────────────────────────────────────────┘4.2 TMAP 依赖的 GAF 组件
| 依赖协议 | 功能 | TMAP使用场景 |
|---|---|---|
| BAP | 音频流建立、编解码协商、QoS配置 | 所有音频流传输 |
| VCP | 音量控制、静音 | 媒体播放音量调节 |
| MCP | 播放/暂停/切歌 | UMS/UMR媒体控制 |
| CCP | 呼叫控制、接听/挂断 | CG/CT电话管理 |
| CAP | 多设备协调 | 左右耳同步 |
| CSIP | 设备集识别 | TWS左右耳配对 |
4.3 TMAS 服务
- Telephony and Media Audio Service (TMAS)：一个轻量级 GATT 服务，仅包含TMAP Role特征值
- 用途：设备在连接前即可被发现支持的 TMAP 角色（CG/CT/UMS/UMR/BMS/BMR）
五、TMAP vs Classic 蓝牙音频：核心差异
| 维度 | Classic Bluetooth (A2DP+HFP) | LE Audio TMAP |
|---|---|---|
| 协议数量 | 3个独立协议（A2DP+HFP+AVRCP） | 1个统一协议 |
| 播放+通话 | 互斥切换，开麦即降质 | 同时支持，立体声保持 |
| 语音质量 | 窄带(8kHz) / 宽带(16kHz) | 超宽带(32kHz) |
| VoIP支持 | ❌ HFP不支持 | ✅原生支持 |
| 广播模式 | ❌ 不支持 | ✅Auracast广播 |
| 功耗 | 较高 | LE低功耗 |
| 多设备 | 复杂 | 标准化多流同步 |
Windows 11 实际案例
Microsoft 在 Windows 11 24H2 中引入Super Wideband Stereo，正是基于 TMAP + LC3 + ISO 的技术组合，实现了"游戏开麦不降音质"的体验。
六、典型应用场景
6.1 TWS 耳机（Phone ↔ Earbuds）
- 手机作为CG + UMS，TWS耳机作为CT + UMR
- 单播音乐 + 通话无缝切换
- 通过 CSIP 实现左右耳同步
6.2 PC 音频（Windows 11）
- PC 作为CG + UMS
- Super Wideband Stereo 支持
- 游戏开麦不降音质
6.3 广播音频（Auracast）
- 机场、影院、教堂部署BMS
- 任意 LE Audio 耳机作为BMR接收
- 无需配对，扫描即听
6.4 VoIP 通话（Teams / Discord）
- 32kHz 超宽带语音
- 低延迟、高清晰度
- 统一协议支持移动网络 + IP 通话
七、PPT 建议结构
| 页码 | 内容 | 建议图表 |
|---|---|---|
| 1 | 封面：LE Audio TMAP 技术解析 | - |
| 2 | 背景：Classic蓝牙音频的痛点（A2DP↔HFP切换） | 对比图 |
| 3 | TMAP 概述：定义、定位、发布时间 | 总结框架图(模块1) |
| 4 | TMAP 六大角色详解 | 角色关系图 |
| 5 | 协议栈架构：三层模型与GAF依赖 | 完整架构图 |
| 6 | LC3编解码器与QoS配置 | QoS配置图 |
| 7 | TMAP vs Classic 技术对比 | 对比表格 |
| 8 | 应用场景：TWS、PC、Auracast、VoIP | 总结框架图(底部) |
| 9 | 总结与展望 | - |
