Android音视频直播低延迟探究之：WLAN低延迟模式

Android WLAN低延迟模式

Android WLAN低延迟模式是 Android 10 引入的一种功能，允许对延迟敏感的应用将 Wi-Fi 配置为低延迟模式，以减少网络延迟，启动条件如下：

• Wi-Fi 已启用且设备可以访问互联网。
• 应用已创建并获得 Wi-Fi 锁，并且正在前台运行。
• 屏幕处于开启状态。

好多开发者提到，在一些设备，是不是需要开这个WLAN的低延迟模式，为此，我们做了测试，本文先从理论层面解读，再到代码层面测试比较实际的效果。

先说理论探究：我们都知道，WIFI_MODE_FULL_LOW_LATENCY是一种 Wi-Fi 模式的常量表示。以下是对其含义的分析：

一、各部分含义

1. “WIFI_MODE_FULL”：
   • 通常表示全功能模式。在这种模式下，设备可能会启用所有可用的 Wi-Fi 功能和特性，以提供最佳的连接性能和体验。这可能包括较高的数据传输速率、支持多种协议和功能扩展等。
2. “LOW_LATENCY”：
   • 表示低延迟。低延迟对于一些对实时性要求较高的应用非常重要，例如在线游戏、视频会议、实时流媒体等。在这种模式下，Wi-Fi 连接会尽量减少数据传输的延迟时间，以确保快速响应和流畅的交互体验。

二、可能的应用场景

1. 在线游戏
   • 对于竞技类在线游戏，低延迟是至关重要的。玩家需要快速的响应时间来执行操作，否则可能会导致游戏体验不佳。启用WIFI_MODE_FULL_LOW_LATENCY模式可以减少网络延迟，提高游戏的流畅性和响应速度。
2. 视频会议和直播
   • 在视频会议和直播中，低延迟可以确保实时的音频和视频传输，避免出现卡顿和延迟现象。这种模式可以提供更稳定和流畅的通信体验，提高会议和直播的质量。
3. 实时流媒体
   • 对于观看实时体育赛事、音乐会等流媒体内容，低延迟可以减少缓冲时间，提供更即时的观看体验。

三、实现方式

1. 硬件支持
   • 设备的 Wi-Fi 芯片和天线需要支持低延迟功能。一些高端的 Wi-Fi 芯片可能会专门针对低延迟应用进行优化，提供更好的性能。
2. 软件配置
   • 操作系统和应用程序可以通过设置来启用低延迟模式。例如，在设备的网络设置中选择WIFI_MODE_FULL_LOW_LATENCY模式，或者在特定的应用程序中进行网络优化设置。
3. 网络优化
   • 可以通过优化网络环境来减少延迟。例如，使用更靠近设备的 Wi-Fi 接入点、减少网络拥塞、优化路由器设置等。

需要注意的是，具体的实现方式可能因设备和操作系统的不同而有所差异。在使用WIFI_MODE_FULL_LOW_LATENCY模式时，可能会对设备的电池寿命、功耗和其他性能方面产生一定的影响。此外，不是所有的设备和网络环境都支持这种模式，因此在使用前需要确保设备和网络的兼容性。

Android平台代码实现

为了验证Android平台WLAN低延迟模式，我们在大牛直播的RTSP|RTMP播放器模块，添加了如下的代码测试，下图展示的是我们Windows平台RTMP推流模块，采集屏幕数据，然后推RTMP到nginx服务，然后Android端从nginx获取RTMP流，同时播放4路的效果图（1920*1080分辨率），几无多大延迟，值得注意的是，实际上我们不开启这个选项，SDK也没多大延迟，所以是不是这块设置有效果，还要后面慢慢探究论证。

AndroidManifest.xml添加相关权限：

    <uses-permission android:name="android.permission.CHANGE_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
    <uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK"/>

启动APP的时候，打开：

WifiManager wifiManager = (WifiManager) context_.getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);  //激活WIFI性能锁定
wifi_lock_ = wifiManager.createWifiLock(WifiManager.WIFI_MODE_FULL_HIGH_PERF, TAG);

wifi_lock_.acquire();
PowerManager powerManager = (PowerManager) context_.getSystemService(Context.POWER_SERVICE); //激活CPU性能锁定
wake_lock_ = powerManager.newWakeLock(PowerManager.PARTIAL_WAKE_LOCK, TAG);
wake_lock_.acquire();

APP停止播放或业务关闭的时候，调用release接口释放：

....

if (wake_lock_ != null) {
	wake_lock_.release();
	wake_lock_ = null;
}
if (wifi_lock_ != null) {
	wifi_lock_.release();
	wifi_lock_ = null;
}

总结

Android WLAN低延迟模式为开发者提供了一种优化网络延迟的方式，但在使用时需要满足特定的条件，并且设备制造商也需要更新 WLAN 驱动程序和供应商 HAL 来支持该功能。特别是我们做音视频对延迟比较敏感的行业，可酌情参考。