LE Audio技術(shù)將撬動無線音頻市場

藍(lán)牙技術(shù)自4.0版本之后就分成了兩支：低功耗藍(lán)牙BLE作為后起之秀，借了物聯(lián)網(wǎng)的東風(fēng)，發(fā)展得風(fēng)生水起，成為可穿戴等眾多物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用的標(biāo)配；而經(jīng)典藍(lán)牙（BT）則固守著音頻和高速數(shù)據(jù)傳輸這個藍(lán)牙技術(shù)傳統(tǒng)的根據(jù)地，過得不溫不火。

而近四五年，經(jīng)典藍(lán)牙在音頻傳輸領(lǐng)域迎來了一波新的增長高潮，這主要是拜蘋果的AirPods所賜，這個成功的產(chǎn)品帶旺了一個全新TWS真無線立體聲耳機產(chǎn)品品類。據(jù)Counterpoint的市場研究數(shù)據(jù)，2021年全球TWS耳機市場將同比增長33%，達(dá)到了3.1億部。

TWS的困境

不過隨著越來越多人進(jìn)入TWS這個領(lǐng)域，大家也越來越深刻地體會到，經(jīng)典藍(lán)牙為TWS留下的“坑”有多深——在很多方面，原有的經(jīng)典藍(lán)牙音頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能適應(yīng)TWS的發(fā)展要求，其中主要的槽點有兩條：

一是編碼技術(shù)有局限性。經(jīng)典藍(lán)牙采用SBC編碼技術(shù)，在初期傳輸個電話語音還可以，但是面對音樂播放等用戶體驗要求高的音頻應(yīng)用，其效率低、音質(zhì)差的弱點就暴露出來了，所以藍(lán)牙耳機的音質(zhì)在人們傳統(tǒng)的認(rèn)知中，不過是“聽個響”而已。提升音質(zhì)也不是沒有辦法，這需要借助于其他專有的編碼解決方案，如AC3和AptX編碼等，但是制造商和用戶不得不為此付出額外的硬件成本和技術(shù)授權(quán)費用，這顯然不是最佳的方案。

二是雙耳同步太難。經(jīng)典藍(lán)牙只能支持A2DP配置文件上的單個點對點音頻流，而TWS則需要將音頻傳輸?shù)絻蓚€分立的耳機中，為此傳統(tǒng)的解決方案是先將音頻傳輸?shù)揭粋?cè)的耳機（主機），再通過這個主機連接到另一側(cè)的耳機（副機）。但是這種主副機的TWS方案有明顯的弱點：一是主機作為信號中繼，功耗會更高、老化會更快，這會造成兩側(cè)耳機續(xù)航、使用壽命的差異；二是兩側(cè)耳機音頻不同步，手機畫音延遲太大——這對于視頻黨和游戲黨來說無疑是一個致命的缺陷。

為了解決雙耳音頻不同步的問題，各個TWS廠商也都在積極想辦法。蘋果通過專有的監(jiān)聽方案在AirPods上很好地解決了這個問題，但是其構(gòu)筑的嚴(yán)密的專利壁壘使得其他后來者望而卻步。近年來，眾多的雙耳連接方案也有長足的進(jìn)步，但是這些協(xié)議和實現(xiàn)方案畢竟不是“一家人”，兼容性方面的問題難免讓人頭疼——比如高通TWS+方案就只支持驍龍845以上的手機平臺。

可見，上面所有的“填坑”努力，不過是在原有藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)上的修修補補，難言完美。解鈴還須系鈴人，根本解決問題，將經(jīng)典藍(lán)牙音頻傳的“坑”填上，還需要從藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)上下功夫。

LE Audio標(biāo)準(zhǔn)駕到

這樣的訴求SIG顯然也是心知肚明，于是在2020年初推出的藍(lán)牙5.2標(biāo)準(zhǔn)版本中，終于放出了大招兒——推出了LE Audio技術(shù)。從這個技術(shù)的名稱就可以看出，它是要通過BLE連接（而不是經(jīng)典藍(lán)牙）提供音頻傳輸，在秉承BLE低功耗特性的基礎(chǔ)上，全面提升用戶的無線音頻體驗。

如果說之前藍(lán)牙技術(shù)的發(fā)展，BLE和經(jīng)典藍(lán)牙由于應(yīng)用場景的差異，像是兩條平行線，現(xiàn)在LE Audio使得兩者產(chǎn)生了交集，而且大概率要去動經(jīng)典藍(lán)牙音頻傳輸?shù)摹澳汤摇绷?。因此，有業(yè)界人士評價，這將是“藍(lán)牙歷史上最大的開發(fā)工作成果之一”。

那么這個備受矚目的LE Audio技術(shù)，它究竟神奇在哪兒？仔細(xì)觀察，這主要得益于其三個新增加的技能。

圖1 LE Audio中采用的三個關(guān)鍵技術(shù)（圖源：SIG）

第一，低復(fù)雜度通信編解碼器（LC3）

這一全新的高音質(zhì)、低功耗音頻編碼器，具有在低速率條件下提供高音質(zhì)的特性，同時它還支持廣泛的采樣率、比特率和幀率，開發(fā)者可以根據(jù)需要進(jìn)行靈活地調(diào)整，優(yōu)化產(chǎn)品，為用戶提供最佳的音頻體驗。

下圖中將LC3和經(jīng)典的SBC編碼器進(jìn)行了比較，縱軸表示了基于ITU-R BS.1116-3規(guī)范的編碼壓縮后的音頻損傷標(biāo)度——5表示與原始音頻源無差異，4表示有明顯的差異但可接受，3表示有特別明顯的差異?？梢钥闯觯琇C3的優(yōu)勢十分明顯，即使是比特率降低50%，仍可以提供不錯的音頻體驗。

不夸張地講，LC3讓藍(lán)牙音頻有了在低功耗的前提下，向HiFi體驗看齊的資本。

圖2 LC3與SBC音頻編碼方案的比較（圖源：SIG）

第二，多重串流音頻（Multi-Steam Audio）技術(shù)

可以說，這個技術(shù)就是為解決TWS音頻不同步問題而量身定制的，它可實現(xiàn)在智能手機單一源設(shè)備（Source Device）與單個或多個音頻接收設(shè)備（Sink Device）間同步進(jìn)行多重且獨立的音頻串流傳輸。也就是說，多重串流音頻技術(shù)可以同時將音頻流發(fā)送到TWS的兩個耳機，提供更好的立體聲體驗，并使得多臺音源設(shè)備之間的切換更順暢，而且這是一個開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)！難怪該技術(shù)一經(jīng)公布，“終結(jié)AirPods壟斷”的預(yù)言就不絕于耳。

第三，廣播音頻（Broadcast Audio）技術(shù)

如果說前兩個新技術(shù)的推出，是要用LE Audio去解決TWS遇到的現(xiàn)實問題，那么廣播音頻技術(shù)就是要為LE Audio的未來打開更大的想象空間。

基于廣播音頻技術(shù)，可以由單一音頻源設(shè)備向不限數(shù)量的音頻接收設(shè)備廣播一個或多個音頻串流，一種通俗的理解就是“音頻分享”。而且這種分享可以基于個人，也可以基于位置，應(yīng)用場景廣泛而靈活。一些我們可以直接想見的應(yīng)用就包括：

●   個人音樂分享：讓多位朋友們同時欣賞一部手機（或音頻源設(shè)備）上的音樂。

●   公共輔助收聽：在劇院或博物館，多用戶聽過藍(lán)牙耳機收聽?wèi)騽Π谆蛘蛊分v解。

●   公共電視/教學(xué)：健身教練通過藍(lán)牙耳機向目標(biāo)學(xué)員進(jìn)行教學(xué)，或者是廣場舞音樂不必再大分貝外放，而是通過耳機傳輸給每一位“大媽”。

●   多語言通告：利用多個音頻串流，實現(xiàn)國際會議中的多語種同傳，或是飛機上的多語言廣播。

按照這個思路擴展下去，后續(xù)廣播音頻技術(shù)的腦洞還會開得更大。

圖3 未來藍(lán)牙音頻應(yīng)用將持續(xù)增長（圖源：SIG）

目前，各方勢力圍繞LE Audio的布局已經(jīng)展開，預(yù)計2022年新版的安卓系統(tǒng)中將支持LE Audio功能，而相關(guān)的芯片研發(fā)工作也緊鑼密鼓地進(jìn)行中。預(yù)計在LE Audio進(jìn)入市場初期的幾年中，同時支持LE Audio和經(jīng)典藍(lán)牙音頻的雙模芯片將是主流，后續(xù)隨著LE Audio滲透率的提升以及新應(yīng)用場景的拓展，單模 LE Audio芯片也將陸續(xù)登場。

總之，未來從藍(lán)牙耳機或者其他無線音頻設(shè)備中流出的好聲音，越來越多地都會貼上LE Audio的標(biāo)簽。