一文讀懂LE Audio核心規范和LC3高效藍牙音頻編解碼器
2021年9月藍牙技術聯盟SIG發布了最新的LE Audio核心規范，內容主要包括新的Profile和Service，隨著新規范的落地，陸續有芯片廠商完成了LE Audio認證，重新引燃了市場對LE Auido的關注熱情。由于LE Audio和LC3都是全新的事物，經常有同學分不清楚兩者關系和區別，恰好有兩位同事對這兩個領域略有了解，他倆一位參與了LE Audio核心規范制定，一位參與了LC3核心規范制定，于是請教了兩位專家并梳理LE Audio和LC3的相關資料，今天分享給大家，希望能幫各位同學理解這兩個概念。
LE Audio核心架構
LE Audio：Low Energy Audio
LE Audio是新一代藍牙音頻傳輸協議,基于低功耗藍牙BLE無線通信，其主要特點有：
1、超低功耗
2、 全新高音質、低功耗音頻解碼器LC3(Low Complexity Communications Codec)
3、LE同步通道（ISOC:Low Energy Isochronous Channels)
4、支持多重串流音頻（Multi-Stream Audio）
5、支持廣播音頻技術（Broadcast Audio）
LE Audio新特性和典型應用
開發者可以利用LE Audio的超低功耗特性，打造出電池壽命更持久的產品，或在滿足當前功耗需求的情況下，通過使用更小尺寸的電池來優化產品外形設計尺寸。與此同時，LE Audio中的全新多重串流音頻功能可以改善多個音頻流場景下的用戶使用體驗,真無線TWS藍牙耳機也能縮短延時，使語音助手服務的使用更加無縫，并使多臺音源設備之間的切換更加順暢。憑借LE Audio廣播音頻功能實現的藍牙音頻共享將造就新一代聽力輔助系統。
LC3：Low Complexity Communications Codec
LC3是新一代可用于LE Audio配置文件中的高效藍牙音頻編解碼器，它能夠以多種位速率對語音和音樂進行編碼，并且可以加入到任何藍牙音頻配置文件中。相較于Classic Audio的SBC、AAC和aptX編解碼器，LC3基于感知編碼技術，特別是低延遲的離散余弦變換、時域噪聲整形、頻域噪聲整形以及長期后置濾波器，極大的增強了音質，甚至在比特率降低50%的情況下亦是如此。LC3編解碼器的低復雜度，以及較低的 frame duration，能夠做到更低的藍牙傳輸延遲，為用戶提供更好的無線體驗。
LC3主要技術特性：
1、模塊化的音頻轉換編解碼器
2、提供大范圍的可用位速率
3、支持10 ms和7.5 ms的幀間隔
4、支持多種位深度：單個音頻樣本16、24和32位
5、支持無限數量的音頻通道
6、支持多種采樣率：8kHz、16kHz、24kHz、32kHz、44.1kHz和48kHz
X軸表示SBC和LC3的位速率
Y軸表示主觀評分（百瑞君理解為分數越高表示聲音還原度越高、聽感越好）
在位速率為345 kbps的情況下，SBC的分數略高于4.0，但LC3在位速率160 kbps情況下即可達到比SBC更高的主觀評分。
決定編解碼器的三個重要參數：采樣率（Hz） 位深度（位數） 位速率（kbps）
位速率(未壓縮的串流)=采樣率×位深度×通道數
由以上公式可以得出，獲取同等音質的位數率更低，則意味著消耗系統資源更少。LC3這種在低數據速率下也能提供高質量的特性，為開發人員帶來極大的靈活性，能讓他們能夠在設計產品時更好地平衡音質和功耗等關鍵屬性。
關于LE Audio認證
由于藍牙5.2/5.3的認證部分LE Audio功能是可選項，所以導致部分通過藍牙5.2/5.3認證的設備未必真正具有LE Audio功能，因此客戶做產品選項的時候可以關注以下幾個LE Audio重要規范：
BAP PACS ASCS BASS
BAP(Basic Audio Profile):LE Audio管理音頻流（包括單播，廣播，能力探索）的核心配置文件,它是定義LE Audio關鍵應用場景的基礎規格。
PACS(Publised Audio Capabilities Service):展示設備支持的音頻配置參數和應用場景描述。
ASCS(Audio Stream Control Service):通過ASEs(Audio Stream Endpoints)提供音頻配置和狀態信息以及控制界面，允許其它設備發現和配置ASEs以及建立相應的單播音頻流。
BASS(Broadcast Audio Scan Service):為廣播音頻流同步提供控制界面，允許其它設備協助選擇廣播源以及設置相關配置數據，包括用于對加密廣播音頻流進行解密所需要的秘鑰（Broadcast_Code）。
資訊來源：百瑞互聯
