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高质量、低延迟、更稳定:详解新一代蓝牙音频标准 LE Audio真无线耳机即将跨越式提升

2020-02-06 11:50:31 23点赞 46收藏 6评论

本文经雷科技授权转载,原标题《手里的AirPods Pro突然不香了?最新的蓝牙标准来了!》,作者:Witkey,未经允许请勿转载。

在CES2020上,蓝牙技术联盟发布了新一代蓝牙音频技术标准——LE Audio。LE Audio标准的主要特点是低功耗、高性能,并特别针对近年爆火的真无线TWS(True Wireless Stereo)耳机进行了优化。蓝牙技术联盟表示,符合LE Audio标准的蓝牙耳机将在今年上半年发布。

高质量、低延迟、更稳定:详解新一代蓝牙音频标准 LE Audio

那么LE Audio标准对TWS耳机进行了什么优化?这个标准现在的TWS耳机又有什么影响?这要从“真无线”的原理谈起。

“真无线”的束缚

 目前的蓝牙标准规定,一个蓝牙发送设备只能连接单个接收设备。如果要做真无线耳机,最直接的设想就是两只耳机分别与设备建立一条独立连接的通道,并将设备中的左右声道区分好,各自传输进左右耳机。但问题是,两条独立连接的通道不仅对设备传输带宽有要求,还要做到两边无延时同步,对设备的要求很高。

另一难点是兼容问题,几年前为了提高蓝牙传输音质,厂商们也诞生出了非常多的无线传输编码。这些标准中,最基础的就是蓝牙技术联盟发布的SBC编码,但它的标准设立早、更新慢,压缩音质严重,所以近几年来索尼、高通都分别牵头做了aptX和LDAC标准编码,这些标准的音质远好于SBC编码,但都不是统一标准。

高质量、低延迟、更稳定:详解新一代蓝牙音频标准 LE Audio

例如aptX,它的要求是播放设备与接收设备都必须使用高通的蓝牙模块。在如此繁多的蓝牙标准和设备之下,如果要做两个独立连接的耳机,对设备兼容性和延迟精度又是一场考验。

有困难就会有人去克服,广大TWS厂商当然提出了他们的解决办法:只把一只耳机作为主耳机,主耳机接收到来自设备的蓝牙信号后,转发一个声道的信息到另一只耳机上即可,这种方法只需要主耳机和设备建立一条标准蓝牙协议即可,兼容性好,但反之也有两大弊病,一是主耳机的电池衰减要显著快于副耳机,二是由于存在耳机中转,不仅主耳机和设备存在延迟,主副耳机之间也会存在延迟。 

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Microsoft YaHei", SimSun; font-size: 16px;">大厂们的对策

 相信到了这里,有些人会疑惑,AirPods作为TWS耳机的兴起者之一,很少出现诸如延迟的问题,那为何TWS耳机小厂不直接模仿苹果的方案呢?因为AirPods的连接原理并不是单纯的耳机中转,而是通过“偷听”的方式来解决耳机同步问题,这种方法采用的是苹果开发的私有协议,且有专利保护,小厂只能退而求其次采用中继方案。

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从原理上讲,AirPods也不是采取了两条线路独立连接的办法,耳机和设备间依然只存在一条通道,但苹果通过一套自有协议,将收听的密钥传给了副耳机,这样只有一只耳机和主耳机进行连接,但副耳机就可以“偷听”设备与主耳机之间的音频包。设备将立体声传至主耳机,主耳机只需要解析单声道音频,副耳机解析另一边的即可,大大降低了传输所需要的带宽和耗电。

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不仅如此,苹果还支持单一手机发出的音频广播到好几对AirPods耳机进行分享,至于连接时的稳定性和延迟等问题,苹果都交给了AirPods内部的W1芯片去解决。

AirPods的“偷听”方案解决了两个耳机之间的同步问题,但依旧解决不了两只耳机电量差的问题,因为“偷听”终归不是直接连接。AirPods和设备之间的大部分数据交换还是需要一只主耳机来进行承担,短时间电量差距还不大,但使用时间一长,随着电量衰减,主耳机电量耗尽,副耳机可能还有30%的量。如今AirPods一代已经服役三年,左右耳机电量严重不对等已经是一代的通病。

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而高通则采用两只耳机独立连接的方法,自骁龙845平台之后的设备,都具有TWS+真无线模式,设备可以同时与左右耳机进行连通平分耗电,相比主耳机单独承担的TWS模式,在TWS+模式下,耳机最大续航可达到9小时。

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同时高通为了改善耳机端的收听体验,也推出了新一代蓝牙通讯芯片QCC3026。该芯片支持蓝牙5.0标准,在降低功耗的同时,可以实现低延迟连接设备,并且QCC3026支持SBC、AAC和aptX编码,能够最大限度解决兼容性问题。当然,高通TWS+技术仅支持搭载高通蓝牙芯片的耳机和骁龙845及以上移动平台的手机,具有一定的封闭性、并且芯片售价不菲。

不只苹果高通,还有很多家厂商也研发出了蓝牙同步技术,如恒玄科技的LBRT低频转发方案,MTK的TWS MCSync 连接方式,和华为麒麟 A1双频双耳传输方案。但就目前,厂商们还是各自为战,没有一个终极解决方案一统江湖,而此次LE Audio标准的发布,或许能解决这个问题。 

乱战的终结 

据蓝牙技术联盟的介绍,LE Audio使用了一种新的编解码器,即低复杂度通信编解码器(LC3),相较于原本的的SBC编解码器,LC3将能够提供更高的音质,甚至在比特率降低50%的情况下仍能正常传输,从而实现在低码率传输条件下,提供更高质量的音频,降低了TWS耳机的传输功耗。并且发射端可直接同时连接TWS左右单元,大大降低了延迟、提升稳定性。

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最重要的是,LE Audio出台了统一的蓝牙连接标准,也是采用双独立音频通道,用户可以在单一音频源设备和多个音频接收设备间,同步进行多重且独立的音频传输。蓝牙技术联盟介绍,多音频串流技术可以提供更好的立体声体验,让语音助手服务的使用更加无缝,在多台音源设备之间的切换更加顺畅。 

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和AirPods一样,LE Audio也具备了广播音频功能,如今单一音频源设备能够向不限数量的音频接收设备广播一个或多个音频串流。蓝牙技术联盟表示,广播音频的目的是为了促进未来的蓝牙音频分享,这种音频分享既可基于个人,也可基于位置,用户可以与与家人和朋友分享智能手机上的音乐;机场、酒吧、健身房、电影院和会议中心等公共场所也能分享蓝牙音频,提升访客的使用体验。

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当然,此次更新并没有根本性的解决蓝牙音质的问题,如果你希望听到高品质的蓝牙声音,还是得求助于APTX-HD、LDAC、HWA这些编码标准。

TWS的未来

不过,就算LE Audio真的能千秋万载一统江湖,让手机和耳机都支持LE Audio标准也需要时间,业内人士预计,符合LE Audio标准的产品到2021年才能迎来爆发期,至少在今年,AirPods Pro还是很香的。

此次LE Audio的重大意义,无疑是指明了小厂家主副耳机连接之外的第二条路,它解决了双耳独立传输的专利问题,小厂商将会用更低廉的成本做出更加成熟的TWS耳机。

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有业内人士曾经指出,现在多家手机品牌都来争抢TWS市场,其一是因为利润,其二则是TWS耳机在不同品牌间或多或少都有兼容问题,与其让别的品牌占领市场,不如自己亲自出马解决。而随着LE Audio的推出,相信TWS耳机之间的品牌壁垒会得到部分解决,毕竟大多数用户买蓝牙耳机就是为了方便无延迟而非音质。

甚至有人推测,只要有一个跨平台的协议出马,随着TWS耳机成本大幅下降,手机厂商可能会把耳机和手机打包销售,TWS耳机将成为手机“in box”的标准配件,对用户来说,不需要额外花几百上千去买一对本品牌的蓝牙耳机自然是个好消息,只不过对以苹果高通为首的高利润TWS大厂而言,如何能在全面标准化的未来打出自己的差异性留住用户,又是一项新的挑战。

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