一文读懂LC3和LE Audio

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百瑞君
百瑞君 2022-03-30
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2021年9月蓝牙技术联盟SIG发布了最新的LE Audio核心规范,内容主要包括新的Profile和Service,随着新规范的落地,陆续有芯片厂商完成了LE Audio认证,重新引燃了市场对LE Audio的关注热情,由于LE Audio和LC3都是全新的事物,经常有同学分不清楚两者关系和区别,百瑞君恰好有两位同事对这两个领域略有了解,他俩一位参与了LE Audio核心规范制定,一位参与了LC3核心规范制定,于是百瑞君请教了两位专家并梳理LE Audio和LC3的相关资料,今天分享给大家,希望能帮各位同学理解这两个概念。



LE Audio:Low Energy Audio 


LE Audio是新一代蓝牙音频传输协议,基于低功耗蓝牙BLE无线通信,其主要特点有:


● 超低功耗


● 全新高音质、低功耗音频解码器LC3(Low Complexity Communications Codec)


● LE同步通道(ISOC:Low Energy Isochronous Channels)


● 支持多重串流音频(Multi-Stream Audio)


● 支持广播音频技术(Broadcast Audio)



开发者可以利用LE Audio的超低功耗特性,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。与此同时,LE Audio中的全新多重串流音频功能可以改善多个音频流场景下的用户使用体验,真无线TWS蓝牙耳机也能缩短延时,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。凭借LE Audio广播音频功能实现的蓝牙音频共享将造就新一代听力辅助系统。



LC3:Low Complexity Communications Codec


LC3是新一代可用于LE Audio配置文件中的高效蓝牙音频编解码器,它能够以多种位速率对语音和音乐进行编码,并且可以加入到任何蓝牙音频配置文件中。相较于Classic Audio的SBC、AAC和aptX编解码器,LC3基于感知编码技术,特别是低延迟的离散余弦变换、时域噪声整形、频域噪声整形以及长期后置滤波器,极大的增强了音质,甚至在比特率降低50%的情况下亦是如此。LC3编解码器的低复杂度,以及较低的 frame duration,能够做到更低的蓝牙传输延迟,为用户提供更好的无线体验。


LC3主要技术特性:


● 模块化的音频转换编解码器


● 提供大范围的可用位速率


● 支持10 ms和7.5 ms的帧间隔


● 支持多种位深度:单个音频样本16、24和32位


● 支持无限数量的音频通道


● 支持多种采样率:8kHz、16kHz、24kHz、32kHz、44.1kHz和48kHz




X轴表示SBC和LC3的位速率


Y轴表示主观评分(百瑞君理解为分数越高表示声音还原度越高、听感越好)


在位速率为345 kbps的情况下,SBC的分数略高于4.0,但LC3在位速率160 kbps情况下即可达到比SBC更高的主观评分。


决定编解码器的三个重要参数:采样率(Hz) 位深度(位数) 位速率(kbps)




位速率(未压缩的串流)=采样率×位深度×通道数



由以上公式可以得出,获取同等音质的位数率更低,则意味着消耗系统资源更少。LC3这种在低数据速率下也能提供高质量的特性,为开发人员带来极大的灵活性,能让他们能够在设计产品时更好地平衡音质和功耗等关键属性。






关于LE Audio认证


由于蓝牙5.2/5.3的认证部分LE Audio功能是可选项,所以导致部分通过蓝牙5.2/5.3认证的设备未必真正具有LE Audio功能,因此客户做产品选项的时候可以关注以下几个LE Audio重要规范:




BAP  PACS  ASCS  BASS



BAP(Basic Audio Profile):LE Audio管理音频流(包括单播,广播,能力探索)的核心配置文件,它是定义LE Audio关键应用场景的基础规格。


PACS(Publised Audio Capabilities Service):展示设备支持的音频配置参数和应用场景描述。


ASCS(Audio Stream Control Service):通过ASEs(Audio Stream Endpoints)提供音频配置和状态信息以及控制界面,允许其它设备发现和配置ASEs以及建立相应的单播音频流。


BASS(Broadcast Audio Scan Service):为广播音频流同步提供控制界面,允许其它设备协助选择广播源以及设置相关配置数据,包括用于对加密广播音频流进行解密所需要的秘钥(Broadcast_Code)。


所以。。。


不包含ASCS的,不支持单播;


不包含BASS的,不支持广播;


不包含BAP和PACS的,根本没法用!



百瑞互联作为蓝牙技术联盟Bluetooth SIG高级会员,是蓝牙技术联盟Audio Telephony and Automotive WG,Generic Audio Working Group,Hearing Aid Working Group工作组成员,重点参与了BAP, PACS, ASCS, BASS等LE Audio核心规范和LC3 Codec核心规范制定工作,并提交了数十项LE Audio和LC3相关专利,为新一代蓝牙规范互联互通性能打下坚实基础,因此BARROT被Bluetooth SIG录入LE Audio和LC3规范,载入蓝牙发展史册。


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