下一代蓝牙音频技术LE Audio

蓝牙特殊兴趣组 （SIG） 社区支持创新功能，包括各种网状网络、512 字节的扩展广告、使用编码 PHY 的约 1 公里远距离、定位服务（室内定位服务）、同步通道和 LE 音频（蓝牙 5.2规格）。每个蓝牙的最新版本都带有新功能，提供多种应用优势，例如克服旧蓝牙版本的限制。

关于 LE 音频技术：

蓝牙音频已经占据了市场上最大的解决方案部分，并且大多数耳塞和耳机都使用现有的蓝牙经典技术。然而，LE 音频将通过下一代蓝牙音频技术改变游戏规则。与使用新编解码器支持的旧蓝牙经典选项相比，LE 音频通过蓝牙低功耗无线电传输，并提供高音频质量和更低的功耗。LE 音频具有新的吸引人的功能，例如多音频流、广播音频流以克服旧版本的限制，以及蓝牙音频用例的增强功能。

LE 音频的特点：

LC3 编解码器音频：

通常，音频编解码器用于在发送方压缩音频流并在接收方解压缩以播放音频。LE Audio 推出了一种新的编解码器，即“低复杂度通信编解码器”（LC3），可实现高质量和低功耗特性。LC3 以较低的数据速率提供更好的质量，并在选择音频质量和功耗之间的产品要求权衡时提供灵活性。它还提供相同质量的音频，比特率比 SBC 编解码器低约 50%。

当前的蓝牙经典音频使用的是默认的 SBC 编解码器，该编解码器对高达 48khz 和 16 位深度的采样率具有很高的灵活性，并且可以传输高达 345kbps 的数据。但它的压缩算法会丢失高数据，其中 LC3 音频编解码器将支持 8khz 到 48khz 采样率的各种组合，每个音频样本的位深度为 16、24 和 32 位。LC3 是 LE 音频设备的强制编解码器，支持多个音频通道，可为用户提供高质量的音频、更强大的音频、更长的电池寿命或更小的产品外形尺寸。

图 1：蓝牙编解码器比较

低能量音频：LE（低能量）音频的名字是不言自明的。它的音频功能支持蓝牙低功耗收音机，现有经典音频正在蓝牙经典收音机上工作。显然，它为设计低功耗音频应用提供了各种机会。在这里，大多数用例将是使用电池供电的可穿戴设备。

在功耗和音频数据速率之间进行权衡，其中 LC3 编解码器有助于在比特率降低 50% 的情况下实现相同的音频质量，这意味着 LE 无线电不需要保持活动更长时间，这有助于降低功耗消耗。因此，产品设计可以以更小的外形尺寸和更小的电池尺寸容纳相同的音频质量。

多流音频：多流音频在源设备和一个或多个音频接收设备之间提供独立、同步的多个音频流。例如，智能手机作为源设备，一个或两个或多个耳塞作为接收设备。LE 音频充分利用了同步通道功能，提供了各种应用，如真正的无线耳塞。此功能允许源设备和接收设备之间的多个音频流，并且这些流紧密同步到 ~10-15 微秒。此功能可以在不同音源设备之间提供更流畅的切换，并有助于实现蓝牙经典的 A2DP 和 HFP 配置文件的功能。

LE 音频多流可以通过 Connected Isochronous Streams （CISes） 实现，它使连接设备之间的逻辑传输能够在 ACL（异步连接链路）的任一侧传输数据。每个 CIS 可以在每个 CIS 事件上使用固定或可变数据大小以及成帧或未成帧的数据，带有单个或多个数据包。CIS 数据流量在设备之间是单向或双向的，它使用确认协议来提高 CIS 中数据包传递的可靠性。

经典蓝牙和 LE 音频都适用于耳塞：

广播音频：一项创新功能，可增强蓝牙音频领域的用例功能。它允许一个音频源设备向许多（无限）音频接收设备广播音频流。

可以使用“Broadcast Isochronous Stream”（BIS）启用广播音频功能。它用于向范围内的所有接收设备广播一个或多个同步数据流。它支持在每个 BIS 事件上使用一个或多个数据包进行固定或可变大小的成帧或非成帧数据。它使用从源设备到接收设备的单向数据流量，无需确认。BIS数据包可以通过增加每个BIS事件中子事件的数量来重传，以提高传递的可靠性。

广播音频允许许多范围内的接收设备使用 2 种广播方法加入正在进行的音频流：

开放广播：任何范围内的接收设备都可以开始接收广播音频。

关闭广播：任何范围内的接收设备都需要输入密钥才能参与任何源设备的音频流。

音频共享主要可以分为以下几类：

个人音频分享：用户可以与朋友和家人分享个人移动音乐。

基于位置的音频共享：特定位置可以使音频源设备能够为音频接收设备广播其周围的音频流。

例如，机场当局可以设置具有普通公告广播音频流的音频源设备，范围内的多个音频接收设备（乘客耳塞）可以同时接收相同的音频流。

蓝牙 LE 音频用例：

LE音频将以不同的能力改变蓝牙音频领域的体验，增强各种蓝牙音频应用。让我们讨论一些特定于行业的应用程序：

医疗行业：

助听器：蓝牙音频为他们的音频产品带来了越来越多的消费者。对具有电话、低功耗和低延迟的单助听器或双助听器对设备的要求迅速增加。带有 LE 音频的助听器可提供从手机输入和输出的多流音频流量，并为每个音频流提供单独的控制。总体而言，LE 音频为用户提供了“无线通话、无线音乐、无线观看和无线通话”。

消费电子：

音频源设备（电话/媒体音频）： LE 音频源设备可以将音频数据流发送到一个或多个接收设备，因为它支持多流功能。

手机、平板电脑、笔记本电脑、电视、投影仪、机顶盒、流媒体播放器等是 LE 音频源设备的几个例子。

音频接收器设备（电话/媒体音频）：音频接收器将从一个或不同的源设备接收音频数据。在这里，多链接功能允许根据用户需求进行多流流量。

耳塞、耳机和扬声器是 LE 音频接收设备的一些示例。

汽车行业：

音频源/接收器设备（电话/媒体音频）：汽车行业正在迅速向电动汽车 （EV） 发展。当前的信息娱乐系统将经典蓝牙用于音乐和电话配置文件，而信息娱乐中的 LE 音频将提供更多功能，例如用于音乐流和电话的音频共享，并具有优化的功耗用例。

基于位置的音频：广播音频是 LE 音频中的一个非常好的功能，可以为更多的观众提供许多不同的应用程序。让我们通过一些示例来了解基于位置的音频：

公共电视：图书馆、候诊室、健身房、机场、火车站、餐厅、宗教场所等的公共电视需要公共广播或指示音频传输，其中具有多个流的 LE 广播音频可以帮助实现这一要求。

多语言支持：

研讨会/会议需要为不同地区的参与者提供不同的语言翻译，其中 LE 音频广播多流将为不同的参与者提供各种语言翻译。

电影院需要对各种母语音频广播的多语言支持，用户可以同步他们的耳塞/耳机和助听器以选择语言音频流。

审核编辑：郭婷