蓝牙LE Audio的关键-LC3技术 LEAudio简介在过去的二十年中

LE Audio简介
在过去的二十年中，自成立以来，蓝牙技术已成为去到解决方案对于绝大多数的无线音频流应用。如果您曾经通过头戴式耳机或汽车的信息娱乐系统无线听音乐，那么您很可能已经使用了蓝牙技术。
蓝牙经典（BR / EDR）已成为当前无线音频应用程序中使用的主要无线电，并且对大多数应用程序都令人满意。最初， BR / EDR音频配置文件仅支持语音呼叫（单声道音频）。随着时间的推移，随着个人收听的普及，蓝牙联盟（SIG）围绕高级音频分发配置文件（A2DP）发布了一套新的标准，该标准增加了对立体声流和更高质量音频编解码器的支持。
蓝牙开发人员已将当前的蓝牙音频标准扩展到其极限。当前，开发人员有时会诉诸于对该技术添加专有扩展，以提供引人注目的用户体验。此外，随着诸如助听器和真正的无线（TWS）耳塞之类的个人音频设备的需求不断增长，以及对流式传输高质量音频/视频的需求不断增加，新的蓝牙音频标准变得必要。这些新要求包括：

降低功耗
较小的设备需要较小的电池
真正的无线操作，将各个流发送到每个耳塞
一种新的标准化蓝牙实施方案，解决了当前BR / EDR标准和低复杂度子带编解码器（SBC）的局限性
对广播功能的需求以及对音频共享用例的支持
助听器和消费类音频的统一标准
更低的延迟要求

【蓝牙LE Audio的关键-LC3技术】引进下一代蓝牙音频， LE音频，这是在2020年年初宣布，阐明定义一个新的方法或架构来满足这些要求，使未来20年无线音频的创新。

文章插图
LE Audio允许开发人员构建与Classic Audio（使用BR / EDR）相同类型的产品，但引入了四个关键的新功能，这些功能侧重于提高性能并支持新的创新。四个主要功能是：
引入了一种称为“低复杂度通信编解码器”（LC3）的新型更高效，更高质量的音频编解码器，它取代了SBC（子带编解码器）。
通过支持独立的左右音频流，这些流也高度同步，从而支持多流和真正的无线（TWS）耳塞应用程序。
支持标准蓝牙助听器的开发，实现真正的全球互操作性。
支持广播音频。 LE Audio将继续支持点对点通信，并增加新的广播音频功能（支持无限数量的同步音频接收器）。这包括对公共或私人广播的支持，引入了蓝牙音频的全新用例。
音频编解码器
音频编解码器的作用是在源处压缩音频流以准备传输，然后在接收端将其解压缩以进行回放。
编解码器确定三个重要参数：

采样率（Hz）：这是指每单位时间获取的采样数。它捕获特定时间点的信号幅度。它也称为采样频率。采样率越高，压缩流越接近原始流，但最终产生的音频文件大小越大。请记住，根据奈奎斯特采样定理，产生精确原始波形的采样频率应为信号原始频率的两倍。
位深度（位）：指每个样本中信息的位数。常见的位深度值包括16位， 24位和32位。
比特率（kbps）：这是指每秒编码的位数，并且与流的音频质量相关。单位为千比特/秒。比特率越高，流的质量越高。高质量音乐的比特率达到96 kbps或更高。

通过将采样率乘以比特深度乘以已编码的通道数（例如，左和右音频通道），可以计算出未压缩音频流的比特率：
比特率（未压缩的流）=采样率×比特深度×编号频道数
低复杂度通信编解码器（LC3）
LC3是一种高效的蓝牙?在LE音频配置文件使用音频编解码器。它能够以各种比特率编码语音和音乐，并且可以合并到任何蓝牙音频配置文件中。为了提高音频质量，强烈建议在音频连接的接收端实施PLC（数据包丢失隐藏）。 PLC的作用是隐藏不可用或损坏的帧数据以进行解码的效果（LC3编解码器规范中提供了PLC的示例）。
LC3的一些技术特性包括：

它是基于块的变换音频编解码器
它提供了广泛的可用比特率
它支持10 ms和7.5 ms的帧间隔
它支持以下位深度：每个音频样本16、24和32位
它支持无限数量的音频通道
它支持以下采样率：8 kHz ， 16 kHz ， 24 kHz ， 32 kHz ， 44.1 kHz和48 kHz

新型LC3以与SBC相同的速率提供更高的质量，或者以更低的数据速率提供更高的质量。
LC3即使在低数据速率下也能提供高质量，它将为开发人员带来极大的灵活性，使他们能够在关键产品属性（例如音频质量和功耗）之间进行更好的设计折衷。