Bluetooth LE Audio 简介

很多人对 BLE 比较熟悉,BLE (Bluetooth Low Energy) 这几年得到了广泛应用,但这里面介绍的不是 BLE,而是 Bluetooth LE Audio ,即低功耗音频,属于新一代蓝牙音频技术标准,将蓝牙音频设备一分为二。

一、引言

蓝牙技术联盟(BluetoothSpecial Interest Group,简称Bluetooth SIG)在 CES 2020 期间(1月7日)宣布即将发布新一代蓝牙音频技术标准 — 低功耗音频 LE Audio。LE Audio 不仅将提升蓝牙音频性能,还可为助听器应用提供更强大的支持,并支持音频分享(Audio Sharing)。未来,LE Audio 技术规范或将在 2020 年上半年正式发布。

无线音频已问世多年。但在最近几年,无线音频的普及性达到了一个新的高度。由于智能手机正在逐渐去掉耳机插孔,因此数百万人开始使用无线耳机。同时,智能音箱普及率在全球范围内增长迅速,各种流媒体服务已让我们与音乐紧紧相连。

距蓝牙技术首次亮相无线领域已有二十多年。从那时起,蓝牙就成为了音频传输的代名词。在众多应用蓝牙技术的领域中,音频是最大的蓝牙解决方案领域,我司涉及的产品中,出货量最大的也是音频芯片。20 年来,音频技术的使用场景无外乎打电话、听音乐、看视频、语音交互,其载体包括耳机、车载音响、头戴式耳机、音箱等扬声器,声源来自手机、平板电脑、笔记本电脑、电视等多媒体来源,开发人员已经把蓝牙音频拓展到了极限。

二、LE Audio(Bluetooth Low Energy Audio)

新一代蓝牙音频技术标准 — LE Audio(低功耗音频)将蓝牙音频设备一分为二。既然名字都叫 LE Audio,那么它必然是工作于低功耗蓝牙(BLE)下的,未来的蓝牙音频将会有两种模式,一种是运行在低功耗无线电(BLE)上面的 LE Audio,还有一种是运行在传统蓝牙无线电(BR/EDR)上面的传统音频(Classic Audio)。LE Audio 将会保持相当的兼容性,同时引入新的功能和特性。

LE Audio 就是为苹果 AirPods 这样的 TWS 耳机而生的。作为 SIG 的成员,苹果已经在 AirPods 和 Powerbeats Pro 上实现了音频共享功能,未来 LE Audio 标准进一步推广的话,它们将不再仅限于用共享听歌或者接听语音,可以独立听各自的音源,可以在其他音频设备之间切换,以及实现更多用途。

三、LE Audio 新特性

LE Audio 带来了四项关键的全新特性:低复杂性通信编解码器、多重串流音频、助听器功能扩展以及广播音频功能。

3.1 LC3 音频编码



LE Audio 重点还是在于蓝牙音频质量的改进, 将采用低复杂性通信编解码技术(LowComplexity Communication Codec, 简称 LC3),这种编码兼具高质量和低功耗特点,编码效率和质量都比较高(当然,这是相较于蓝牙官方的上一代编码 — SBC 的),可以在低比特率下提供较好质量的音频,LC3 还允许开发者自行在音频质量和功耗之间进行取舍,也就是说开发者可以控制编码器以达到自己想要的效果,灵活度很高。

LC3 编解码器处理丢包的能力更加强大,能够保证会话的稳定性。由于可以更有效地防止丢包,该编解码器还能够降低发送时的功率,从而延长电池的寿命。传统编解码器只能处理 7-8 千赫兹以下人类听觉范围内的声音。如果音质在最后一段路径上被降低,那么再出色的音频流编解码器也会失去意义。

LE Audio 具有超越传统音频的带宽。LC3 编解码器支持“超宽带”音频,这意味着它可以处理更多人类听觉范围内的声音。

LC3 编解码器拥有更强大的丢包情况处理能力。因此即使丢包率相同,与传统编解码器相比,您也会感觉并没有丢失太多信息。更好地弥补丢包问题。每个蓝牙耳机使用者都经历过这种情况:在离音频源太远时,声音会变得断断续续,直到您靠近音频源为止。而低功耗音频能够减少这种情况并且扩大音频传输的范围。

大量的声音测试表明,相较于 Classic Audio 的 SBC 编解码器,LC3 将能够提供更高的音质,甚至在比特率降低 50% 的情况下亦是如此。开发者将能够利用这一优势,打造出电池寿命更持久的产品,或在满足当前功耗需求的情况下,通过使用更小尺寸的电池来优化产品外形设计尺寸。

3.2 多流音频(Multi-Stream Audio)



LE Audio 的多流音频技术,允许一个音频源设备(如智能手机)和一个或多个音频接收设备实现多独立同步音频流的传输效果。这将提高无线耳机的性能,并提供更好的立体聆听感,此外,它将使语音助手服务和多个音频源之间的切换变得更容易,也将变得更加顺滑。

多流音频(Multi-Stream Audio)可助力打造性能更卓越的入耳式耳机。多重串流音频功能将实现在智能手机等单一音频源设备(source device)、单个或多个音频接收设备(sink device)间,同步进行多重且独立的音频串流传输。

针对真无线入耳式耳机等产品,开发者将能够使用多重串流音频功能来提高性能。例如,多重串流音频可提供更好的立体声体验,使语音助手服务的使用更加无缝,并使多台音源设备之间的切换更加顺畅。

天生支持 TWS,未来,采用 LE Audio 技术的蓝牙耳机将无需进行转发,每个耳机将直接接收来自智能手机的音频信号,进而提升蓝牙耳机的连接稳定性,降低延时等,并使多台音源设备之间的切换更加顺畅。

3.3 助听器等辅助设备的支持



LE Audio 中增加了对于助听器设备的支持,它将把蓝牙技术的便利带给听力障碍人士,帮助他们在音频方面获得更好的体验。

LE Audio 以低功耗、高音质和多重串流功能为基础提供更强大的助听器支持,为听力受损人士带来福音。

对于使用助听器和植入式助听器的用户,LE Audio 可谓最重要的推手之一,特别是为听力障碍人士。相信在未来几年内,大部分新款的手机和电视将能为听力受损用户服务。

蓝牙技术联盟表示,正是基于低复杂性通信编解码技术、多重音频流技术和广播音频技术,未来蓝牙设备将为听力受损人士在更多场景和设备上利用辅听设备灵活得到更多帮助。

3.4 广播式音频(Broadcast Audio)



LE Audio 将支持广播音频(Broadcast Audio)技术以实现更加灵活的音频分享(Audio Sharing)功能。使单一音频源设备能够向不限数量的音频接收器设备广播一个或多个音频串流,且这种分享既可基于个人,也可基于位置。广播音频为创新用例开启了重要的新机遇,包括实现全新蓝牙用例——音频分享。具有很大的创新空间,比如在某个公共场所中,一台无声电视提供着蓝牙音频,人们可以通过自己的蓝牙播放设备来选择性地听电视机的声音,或者在机场等公共交通场所中,以基于位置的蓝牙音频共享方式提供信息广播。这种技术的前景非常之大,可能会在未来改变我们的日常生活。

蓝牙技术联盟表示:广播音频将使入耳式耳机和头戴式耳机通过蓝牙接收到正在播放的特定公共或私人广播。广播音频是新发布的 LE Audio 的功能之一,它有可能会永远改变音频体验,让用户可以在任何的场所使用自带的耳机收听广播音频。



广播音频(Broadcast Audio)技术可实现音频分享功能。单一音频源设备向多个音频接收器设备广播一个或多个音频串流;或位置音频分享,从而升级音频体验。各公共场所(比如机场)可在支持 LE Audio 的电视上启用这项功能,任何想要收听的人都可以连接自己的耳机听到电视音频。基于位置的音频分享功能有望改变我们体验环境的方式。例如,在公共场所,电视即使处于静音模式,仍可通过广播音频的方式,让人们接收到电视音频信号,而像剧院和演讲厅等场所将能够分享音频,进而为听力受损的访客提供帮助,同时还具有多语种可供选择。

蓝牙技术联盟表示:我们认为这项功能将彻底改变行业格局。广播音频为蓝牙带来了全新的用例。这项功能的应用十分广泛,我们期待着来自该领域开发者们百花齐放的创新。

四、总结

LE Audio 好在哪?LE Audio 顾名思义,是从低功耗蓝牙BLE发展而来的音频技术——蓝牙音频传输的基础技术,终于也迁移到 BLE 了。和之前的 A2DP 相比,LE Audio 有着以下的亮点。

低功耗:既然基于 BLE,LE Audio 大幅降低功耗也就是板上钉钉的事情了。而且 LE Audio 的功耗是可以根据场景来调整的。

高音质:LE Audio 带来了新的蓝牙音频编码规范“LC3”。和 A2DP 御用的 SBC 编码相比,LC3 的压缩率和音质都要更好。而且,LC3 支持调节功耗和音质的平衡,无论想要更好的音质还是更好的续航,都可以根据需求来调整。

更多的功能:目前 AirPods 之所以卖的贵,很大一部分原因在于它凭借着强大的 W1/H1 芯片,提供了强大的功能,例如 AirPods 能够左右两端同时接收独立声道、结合最新的 iOS 还可以多副 AirPods 同时听一首歌等等。而通过 LE Audio,这些功能也得以实现了,LE Audio 支持多条音频流独立传输,也支持蓝牙音频分享到多设备,LE Audio 全面推广后,共享音频之类的功能会成为蓝牙耳机的标配。

简而言之,LE Audio是蓝牙音频的新基础技术,当蓝牙技术换代、引入 LE Audio 后,市面上的蓝牙耳机都能够享受到 LE Audio 带来音质提升、功耗降低、更多功能支持等好处,而不必为了使用高品质编码、更强大的功能,而使用更高端的蓝牙芯片,很大程度上能够降低成本。可以说,LE Audio 能够大大增加蓝牙耳机的产品力,蓝牙耳机的使用体验有望得到明显改善。

有线耳机会消失吗?蓝牙耳机日渐普及,即使 LE Audio 没有出现,当前的蓝牙耳机也已经大幅蚕食了有线耳机的市场份额。而从实际使用体验方面来看,蓝牙耳机对比有线耳机,也的确在便携方面做到了颠覆性的体验。很多平时没有用耳机习惯的朋友,接触了蓝牙耳机后,也开始更多地去使用耳机。而 AirPods 的出现,更是令苹果用户趋之若鹜。LE Audio 能进一步提升蓝牙耳机的用户体验,补足了很多蓝牙耳机的短板,这会令有线耳机的立足点越来越少。

当然,有线耳机也远未到消失的地步。对于音频工作者、发烧友而言,有线耳机要比蓝牙耳机更加可靠、可听,但这部分市场相比大众消费市场并不大,有线耳机的命运,在今后或许会像数码相机、随身听等产品那样,成为较小众的选择。

蓝牙耳机无疑是极有前途的产品,LE Audio 的出现,令蓝牙耳机的体验有了进一步的提升,这对于消费者来说是大有裨益的。希望 LE Audio 能够尽快推向市场,给用户带来更好的体验吧。

五、机会

因 LE Audio 具有丰富的功能,但蓝牙设备一般没有人机接口(MMI),需要通过 APP 配合耳机来优化音频收听体验,比如调节声音大小,改变语言,甚至对音频本身进行某种调整。对于我司来说是一个非常好的机会,蓝牙优秀的方案提供商,拥有 “芯 – 端 – 云” 的服务,APP 团队也需要好好把握住机会,做好细节、做好用户体验。


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