LE Audio
LE Audio 是新一代的藍牙音訊標準,於 2020 年首次宣布,並於 2022 年 7 月確定了規格,被Bluetooth SIG 稱為「Bluetooth SIG 歷史上規模最大的規格開發專案」。它是在低功耗藍牙 (Bluetooth LE) 技術的基礎上發展而來,但專為音訊傳輸設計,而非僅用於短暫的資料傳輸。LE Audio 基於低功耗藍牙無線電運行,因此比標準藍牙更具能源效率,有助於延長裝置的電池續航力。
LE Audio 旨在提供多項重要優勢與新功能,大幅提升無線音訊體驗:
• 提高音訊品質和效率:
◦ 引入了全新的 低複雜度通訊編解碼器 (Low Complexity Communication Codec, LC3)。LC3 的音質優於經典藍牙 (Bluetooth Classic) 的 SBC 編解碼器,同時具備藍牙低功耗的省電特性。Bluetooth SIG 聲稱,LC3 即使在較低的位元率下也能提供比經典藍牙更好的音質,進而大幅減少頻寬使用。它能在相同的資料速率下提供更高的音質,或者在降低 50% 的位元率(和功耗)下,仍能提供與 SBC 相同或更好的音質。這為產品開發者在音質和功耗之間提供了巨大的靈活性。
• 更低的功耗:
◦ 基於藍牙低功耗無線電運行,有助於延長智慧型手機、平板電腦、無線耳機和藍牙喇叭等裝置的電池續航力。
• 更低的延遲:
◦ Bluetooth SIG 聲稱延遲可達 20-30 毫秒,這對遊戲玩家特別有利,也能減少觀看電視或電影時使用無線耳機的影音不同步問題。
• 多重串流音訊 (Multi-Stream Audio):
◦ 這項新功能使音訊來源裝置(如手機)能與一個或多個音訊接收裝置之間,傳輸多個獨立且同步的音訊串流。
◦ 它能改善真無線耳機的效能,例如提供更好的立體聲體驗,實現語音控制服務的無縫使用,以及在多個音訊來源裝置之間更順暢的切換。
◦ 不同於以往只有一個耳機與手機連接再轉發給另一個,多重串流讓左右耳機都能直接無線連接到手機,提供更可靠的連線並減少延遲或同步問題。
◦ 它也允許一個裝置連接多副耳機,並能選擇僅連接單個耳機使用。
• 廣播音訊 (Broadcast Audio) / Auracast™:
◦ 這是一項全新功能,讓單一音訊來源裝置能夠向不限數量的藍牙音訊接收裝置廣播一個或多個音訊串流。
◦ 音訊廣播可以是開放的(任何範圍內的裝置都可加入),也可以是封閉的(需要正確的密碼才能加入)。
◦ 這開啟了 音訊分享 (Audio Sharing) 的新應用,可以是個人分享(如與親友分享手機音樂),也可以是基於位置的分享(如機場、健身房、電影院等公共場所分享電視音訊,或劇院提供多語種音訊及協助聽力受損人士)。
• 改進助聽器支援:
◦ LE Audio 大幅提升了藍牙技術整合至助聽器的比例,預計能帶來更長的電池續航力、更小巧隱密的助聽器,並讓聽力裝置使用者能夠直接從電視和智慧型手機等音訊來源接收音訊。
• 其他優勢:
◦ 透過「週期性廣播增強」(Periodic Advertising Enhancement),LE Audio 在遠距離下也能提供更好的音質。
◦ LE Audio 沒有授權費用,不像 aptX 等其他競爭對手需要付費授權,因成本降低,其支援裝置可能會有更低的售價。
◦ 它允許單模式藍牙低功耗無線電裝置同時支援無線資料傳輸和音訊串流。
◦ 新的音訊設定檔 (Audio Profiles) 設計更具彈性,適用於新的和現有的使用情境。
為了支援 LE Audio,裝置必須具備 藍牙 5.2 或 5.3 版 的硬體,並整合了藍牙核心規格 5.2 版中新增的同步資料傳輸選項 (isochronous adaptation layer, ISOAL),這使得藍牙 LE 裝置能夠支援串流音訊功能。需要注意的是,音訊來源裝置(如手機、平板)和接收裝置(如無線耳機、喇叭)都必須支援 LE Audio 才能發揮其全部優勢。然而,由於製造商能夠開發同時支援藍牙經典音訊和 LE Audio 的產品,預計許多 LE Audio 裝置也將繼續支援藍牙經典音訊,以確保向後相容性。LE Audio 並不強制裝置必須支援藍牙經典音訊。
LC3
LC3 (Low Complexity Communication Codec,低複雜度通訊編解碼器) 是 LE Audio 導入的全新音訊編解碼器,專為提供高音質和低功耗而設計。
以下是 LC3 在音訊品質方面的特點:
• 優於 SBC 的音質表現:
◦ LC3 的設計目標是在相同的資料速率下提供比藍牙經典 (Bluetooth Classic) 的 SBC 編解碼器更高的音訊品質。
◦ Bluetooth SIG 指出,LC3 即使在較低的位元率下,其音質表現也優於 SBC。例如,SBC 將 1.5 Mbps 的音訊串流壓縮為 345 Kbps,而 LC3 能在 160 Kbps 的較低位元率下提供更好的感知音質。
◦ 透過Bluetooth SIG 的音訊編解碼器示範,使用者可以實際比較這兩種編解碼器之間的差異。
• 兼顧音質與效率的彈性:
◦ LC3 最大的優勢在於其「高音質、低功耗」的特性。這為產品開發者提供了巨大的彈性,使其能夠在音質和電池續航力等關鍵產品屬性之間進行權衡。
◦ 具體而言,LC3 可以在相同位元率和功耗下提供更高的音質,或者在位元率降低 50% (功耗也降低 50%) 的情況下,仍提供與 SBC 相同或更好的音質。
◦ 這意味著開發者可以選擇:在維持相同電池壽命的前提下,提供比目前產品更高的音質;或者在維持相同音質的前提下,將電池續航力延長至兩倍;甚至可以在音質提升的同時,將電池壽命延長 50%。
• 感知音訊測試結果:
◦ 根據主觀聆聽測試 (由實際人員聆聽不同音訊樣本並進行評分),LC3 的音質表現被認為幾乎與參考訊號沒有區別。在一項報告中,LC3 的得分為 4.8 分,而參考訊號為 4.82 分(滿分 5 分),顯示其音質極為接近原始參考音訊。
• 技術參數:
◦ LC3 支援的取樣率範圍從 8 kHz 到 48 kHz,每聲道的資料速率可設定在 16 到 320 Kbps 之間,以達到最佳音質。
• 開發者選擇:
◦ 雖然所有 LE Audio 產品都必須支援 LC3,但藍牙規格也允許增加其他編解碼器或使用客製化編解碼器。未來 LC3 也可能成為藍牙經典的可選編解碼器。