关于蓝牙 LE 音频技术解析

　　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 字节的扩展广播、使用特殊编码 PHY 以实现约 1 公里远距离的传输、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，并提供多种应用优势。

　　关于蓝牙 LE 音频技术

　　蓝牙音频已经成为了市场上主流的解决方案，并且大多数耳塞和耳机都使用现有的经典蓝牙技术。然而，LE 音频将通过下一代蓝牙音频技术改变游戏规则。与经典蓝牙相比，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 音频具有更多吸引人的新功能，例如多音频流、广播音频流，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音频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，并可以提供灵活性，权衡音频质量和功耗之间的选择。在相同质量音频下，比特率比 SBC 编解码器低约 50%。

　　当前的经典蓝牙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。而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 音频的强制编解码器，支持多个音频通道，可为用户提供高质量音频、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

　　低功耗音频：LE音频的名字（Low Energy 低功耗）是不言自明的。它的音频功能支持蓝牙低功耗射频。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 编解码器有助于以降低 50% 的比特率实现相同的音频质量，这意味着 LE 无线电不需要更长时间保持活动状态，因此可降低功耗消耗。产品设计可以以更小的外形尺寸和更小的电池尺寸实现相同的音频质量。

　　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TWS。此功能允许源设备和接收设备之间的多个音频流，并且这些流同步精度的误差大约为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，并有助于实现经典蓝牙的 A2DP 和 HFP 配置文件的功能。

　　图 2：多流音频

　　LE 音频多流可以通过 Connected Isochronous Streams （CIS）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可单向或双向，它使用协议来提高 CIS 中数据包传递的可靠性。

　　图 3：经典蓝牙和 LE 音频

　　广播音频：一项创新功能，可增强蓝牙音频领域的用例。它允许一个音频源设备向众多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。它支持固定或可变大小，在每个 BIS 事件上使用带帧或不带帧的数据或多个数据包。它使用从源设备到接收设备的单向数据流，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。