LE Audio 与经典蓝牙音频：Auracast、A2DP、时延，以及模组怎么选
LE Audio 是建立在低功耗蓝牙之上的音频体系。经典蓝牙音频则是 A2DP 传音乐、HFP 打电话那一套。两者不是同一条链路上的两种码率。手机、电视或模组要支持 LE Audio，固件里必须真正带上对应的 Profile。外壳印着 Bluetooth 5.2 或 5.3，并不代表 Auracast、LC3 或多流立体声已经可用。
产品首先要兼容用户手里的手机、电视和车机时，用经典蓝牙音频。产品需要左右耳独立传声、用更低码率达到相近的语音质量、对接助听器，或做一对多广播时，用 LE Audio。最近这一轮产品里，多数方案两套都要留，做在同一颗双模模组上。
本文比较的是系统架构。SBC、AAC、aptX、LDAC、LHDC、LC3 的参数对比，见 蓝牙音频编解码器选型指南。
LE Audio 与经典蓝牙音频
| 经典蓝牙音频 | LE Audio | |
|---|---|---|
| 射频 | 蓝牙 BR/EDR | 低功耗蓝牙，使用核心规范 5.2 的等时信道 |
| 音乐 Profile | A2DP，播放控制走 AVRCP | 在 CIS 或 BIS 上运行 BAP（Basic Audio Profile） |
| 通话 | HFP，常见编码为 CVSD 或 mSBC | 在 LE Audio 上运行 TMAP |
| 必选编解码器 | SBC | LC3 |
| 可选编解码器 | AAC、aptX 系列、LDAC、LHDC 等 | 可以另有厂商编解码器；所有 LE Audio 设备都能互通的是 LC3 |
| 常见拓扑 | 一个音源配对一个接收端。TWS 立体声多靠两只耳机之间的私有转发 | 连接流（CIS），或广播（BIS / Auracast） |
| 配对 | A2DP 和 HFP 都要配对 | 个人用的 CIS 需要建立连接。收听开放的 Auracast 广播，不必逐台配对 |
| 音乐码率 | SBC 常见 192–328 kbps，高清编解码器更高 | LC3 通常用明显更低的码率，达到相近的语音和音乐质量 |
| 时延 | 常见 100–250 ms。两端都打开 aptX Low Latency 时，可以到约 40 ms | 帧长 7.5 ms 或 10 ms。端到端时延取决于呈现时延和缓冲 |
| 助听器 | 苹果 MFi、安卓 ASHA 等私有协议 | LE Audio 的 Hearing Access Profile |
| 公共音频 | 一台已经配对的音箱或耳机 | Auracast 广播给范围内的多个接收端 |
| 对不上时会怎样 | 只做了 LE Audio 的接收端，放不了 A2DP | 只有经典音频的手机，发不出 LE Audio 音频流 |
经典音频和 低功耗蓝牙 早就同时做在双模芯片里。芯片上的 BLE 长期用来传电量、做 App 控制、接传感器。这条控制通道不是 LE Audio。LE Audio 是在 BLE 上增加等时音频流，以及一整套新的 Profile。
A2DP 与 LE Audio
A2DP（Advanced Audio Distribution Profile）是经典蓝牙发送立体声的方式。手机把 PCM 编成 SBC，或编成一种需要授权的编解码器，打包发送，耳机再解码。按键和歌曲信息走 AVRCP。A2DP 已经很成熟，近十几年的手机、笔记本、车机和蓝牙音箱，几乎都能当音源或接收端。
A2DP 一次只服务一个接收端。真无线耳机要做出立体声，多年来是一只耳机先收下来，再转给另一只，或者两只耳机同时去收同一包数据。转发更耗电；两只耳机分在脖子两侧时，也更容易断。音源发出的仍是一整包立体声，不能把左右耳当成两条独立的流。
LE Audio 不走 A2DP。音频使用蓝牙核心规范 5.2 定义的等时信道：
- CIS（Connected Isochronous Stream）是在一条已经建立的连接里，按时间表发送的音频流。
- BIS（Broadcast Isochronous Stream）是一条广播流，范围内的设备都可以同步上去收听。
LE Audio 使用的 Profile 是 BAP，不是 A2DP。规格书里只写了 A2DP、AVRCP、HFP，没有 BAP、LC3 或 Auracast，这颗模组就是经典音频模组，哪怕蓝牙版本写成 5.3 或 5.4。
更适合 A2DP： 车载、旧款音箱、成本优先的经典耳机，以及必须连上现场每部手机的产品。
更适合 LE Audio： 新款 TWS、助听器、广播接收端，以及一个音源要同时送给很多听众的发射端。
不能互相替换。 只有经典音频的接收端，和只有 LE Audio 的音源，对不上，播不出声音。过渡期的产品需要两套都做。可以先评估双模、支持收发的 FSC-BT2002RV（瑞昱 RTL8761C，经典音频与 LE Audio）。
Auracast 与经典蓝牙的“分享”
Auracast 是蓝牙技术联盟给 LE Audio 广播起的消费端名称，射频上对应 BIS。产品规格里通常会看到三个角色：
- Auracast 发射端。 电视、手机、调音台、健身房电视或专用发射器。它把音频编成 LC3，并广播一个名称。广播可以开放，也可以用广播码锁定。
- Auracast 接收端。 耳机、助听器、音箱或接收模组同步到这条 BIS，再解码 LC3。它们不用各自去和电视配对。
- Auracast 助手。 通常是手机上的 App。它扫描广播，显示名称和语言，再让用户的接收端加入其中一路。旅客靠它选择「B12 登机口」，而不是隔壁酒吧的声音。
经典蓝牙做不到这种分享。电视上的一条 A2DP 只服务一副耳机。酒吧若想让几个人各自收听，要么改用其他射频，要么反复配对、断开。Auracast 是蓝牙自己的公共音频：一个发射端、多个接收端，各自调节音量。助听器只要支持 Hearing Access Profile，也可以听。
覆盖距离仍然是 2.4 GHz 的射频距离。发射功率 0 dBm 的模组，覆盖不了一座体育场。墙体、Wi-Fi 和人体遮挡都要算进去。「接收端数量不限」指的是没有配对数上限，不是距离不限。
飞易通的 LE Audio 方案 采用的就是这种分工：手机、笔记本或电视先用经典蓝牙把音频送进来，再以 Auracast 广播出去。听音产品一侧可以用接收模组 FSC-BT1038A（高通 QCC3083，蓝牙 5.4，经典音频与 LE Audio）。同系列的 FSC-BT1038B 使用 QCC3084。
更适合 Auracast： 健身房和机场的电视、讲堂、无声演出、导览系统、助听。
还不能只做 Auracast： 产品下个月就要出货，客户的手机仍只有经典音频，方案里也没有助手 App。这时要保留 A2DP 作为后备。
CIS 与 BIS
选 CIS 还是 BIS，就是在选连接方式。
CIS（Connected Isochronous Stream） 依附于一条已有连接，音源和接收端已经配对。CIG（Connected Isochronous Group）把需要同一套时钟的音频流放在一组。立体声 TWS 通常是手机直接发出两条 CIS，左右耳各一条。每只耳机接收自己的声道，不再由一只耳机转发。通话用的单声道也可以排进同一套时间。链路断开后，双方仍可以靠原有连接重新建立。
BIS（Broadcast Isochronous Stream） 不为每个听众单独建立连接。发射端按固定间隔发包，接收端对准时序后解码。BIG（Broadcast Isochronous Group）里可以有多条 BIS，例如左右声道，或两种语言。收得到广播、并且持有广播码（如果设置了广播码）的设备都可以加入。发射端不知道有多少接收端在听，也没有 CIS 那种针对每个接收端的确认。丢包靠广播时间表里的重传，不是靠某一只耳机要求重发。
| CIS | BIS / Auracast | |
|---|---|---|
| 连接 | 有 | 不为每个听众单独配对 |
| 典型用途 | 手机到耳机、手机到助听器、一对一的私人链路 | 电视覆盖一个房间、登机口广播、共享音乐 |
| 反向通道 | 连接上可以做控制和链路反馈 | 广播是单向的。控制通过助手完成，或另建一条连接 |
| 隐私 | 随连接加密 | 开放，或使用广播码 |
| 超出距离时 | 那只耳机失去自己的音频流 | 该接收端只是听不到了 |
| 对模组的要求 | 音源或接收端要实现 BAP 单播 | 发射端和接收端要实现 PBP（Public Broadcast Profile） |
个人设备选 CIS，一个场所选 BIS。只做 GATT 外设、没有等时信道的模组，两种都做不了。
LC3 与 SBC，以及 LC3 与 LC3plus
LC3（Low Complexity Communication Codec）是 LE Audio 的必选编解码器。SBC 是 A2DP 的必选编解码器。两者不会互相协商。走 A2DP 的手机不会「退回 LC3」，走 LE Audio 的手机也不会在这条流上「退回 SBC」。所谓兼容，是产品两套都实现之后，手机改走另一套音频体系。
蓝牙技术联盟的听感测试给出过一个和续航直接相关的结果：大约一半码率下，LC3 的听感可以达到或超过 SBC。手机里的 SBC 立体声常见 192–328 kbps，实际上限大约 345 kbps。LC3 的帧长是 7.5 ms 或 10 ms，采样率从 8 kHz 到 48 kHz。10 ms 帧常见的工作范围大约是 16–320 kbps。语音产品常常用在 32 kbps 附近，音乐产品常常落在 96–160 kbps，而不是 LDAC 的 990 kbps。
码率更低，并不自动省电。只有射频占用时间真的变短，才会省电。如果为了可靠性把间隔压得很短、重传开得很多，码率省下来的电会被抵消。要用最终的编解码设置、连接间隔和重传次数，在最终的天线上测量电流。
LC3plus 不是 LC3。 LC3plus 是 Fraunhofer 的另一种编解码器（ETSI TS 103 634），采样率更高，并带有低时延模式，用于部分 DECT 和广播系统。蓝牙 LE Audio 不要求支持它。规格书写了 LC3，不等于支持 LC3plus。客户如果要求用蓝牙传输 96 kHz，仍然要看 LDAC、LHDC 这类经典高清编解码器，对比见 编解码器选型指南。
更适合 LC3： 助听器、Auracast、既要双流又要续航的 TWS，以及以语音为主的可穿戴设备。
还不能因此去掉 SBC： 只要还要应答旧手机的 A2DP 连接，SBC 就要留下。
蓝牙 5.2、5.3、5.4 不等于支持 LE Audio
核心规范 5.2 加入了等时信道，这是 LE Audio 需要的射频能力。5.3 加入了连接子速率等控制器功能，让占空比较低的链路更容易休眠。5.4 加入了带响应的周期性广播，这种能力更多用在电子价签上，而不是耳机上。
版本号本身不会启用这些功能。一份固件可以按蓝牙 5.4 完成认证，出货时仍然没有 BAP、没有 LC3、没有 PBP。选模组时要确认五件事：
- 控制器支持 CIS、BIS，还是两者都支持？
- 固件里有哪些 Profile：BAP、TMAP、PBP、Hearing Access Profile？
- 这一版固件有没有 LC3？在音源侧、接收侧，还是两侧都有？
- 同一份固件里还有没有经典 A2DP 和 HFP？
- 这套组合有没有按整机做过蓝牙认证，而不只是裸模组认证？
FSC-BT1211 是小尺寸的蓝牙 5.3 LE Audio 模组。FSC-BT1038A 和 FSC-BT1104QI 是蓝牙 5.4 接收模组，分别使用 QCC3083 和 QCC3095。标签上的版本只说明核心规范的上限。有没有音频 Profile，要看规格书写的是 LE Audio 接收，还是经典音频与 LE Audio。
LE Audio 时延与经典蓝牙时延
音频比画面大约慢 70 ms 时，多数人会觉得口型对不上。玩游戏和看相机取景时要求更严，听音乐则宽松得多。
经典 A2DP 的时延，主要来自编码帧、手机缓冲和接收端的抖动缓冲。SBC 和 AAC 链路常见大约 150–250 ms。aptX Low Latency 是经典音频里的例外，大约 40 ms，但手机和耳机都要打开。耳机支持 aptX Low Latency，手机却只发送 SBC，时延就仍然是 SBC 的时延。各编解码器的对比见 编解码器选型指南。
LE Audio 的时延主要来自帧长和呈现时延。7.5 ms 帧的发包间隔比 10 ms 帧更短。呈现时延由双方协商，接收端告诉音源：缓冲、混音和播出需要多久。2.4 GHz 干扰变大、重传变多之后，这个数字还会上升。「40 ms 以内」是低时延固件可以达到的结果，不是印上 LC3 就自动具备。如果设计上优先保证抗干扰，而不是优先保证口型同步，音乐模式的缓冲超过 40 ms 也很常见。
| 用途 | 通常可以接受的时延 | 实际可用的系统 |
|---|---|---|
| 听音乐 | 100–200 ms 没有问题 | A2DP 的 SBC 或 AAC，或抖动缓冲较深的 LE Audio |
| 视频对口型 | 音频与画面的差距大约保持在 70 ms 以内 | 呈现时延设得较短的 LE Audio，或两端都打开的 aptX Low Latency |
| 音游、相机监听 | 尽量接近链路能做到的 20–40 ms | LE Audio 的 7.5 ms 帧，或两端都启用的经典低时延编解码器 |
| 现场语音、助听 | 口型和声音要对上，词语不能听断 | LE Audio 的 CIS，或重传足够、不会把词听断的广播 |
如果产品是电视发射端，时延要从 HDMI 或线路输入的时间点量到喇叭，不能只量模组内部的编解码时延。电视自身的视频处理，常常比蓝牙更慢。
LE Audio 助听器，以及 MFi 和 ASHA
助听器以前走两条互不通用的私有协议。苹果设备使用 Made for iPhone，安卓手机使用 ASHA（Audio Streaming for Hearing Aids）。每条路径都要单独认证。一边做得很好，另一边的手机仍可能找不到这台助听器。
LE Audio 用 Hearing Access Profile 把这两条路径收成一套标准。耳机使用的 LC3 音频流，同样用来传输助听器音频。另一半场景交给 Auracast：机场电视、剧场、售票窗口、课堂。听众不用和这栋建筑配对。在手机上选好广播，助听器即可加入。
这并不意味着 MFi 和 ASHA 会立刻退出。已经在用的手机，仍会走它们现有的协议。一台助听器既要兼容五年前的手机，又要兼容新手机，就要保留旧协议并加上 LE Audio，或者把兼容列表写清楚。普通的 BLE 连接也不能当成音频通道，BLE 通知不是助听器的音频流。
经典 TWS 转发，与 LE Audio 多流
经典 TWS 通常由一只耳机接收 A2DP，再通过手机无法直接管理的第二条链路，转给另一只。因此常见的问题是：
- 负责转发的那只耳机更耗电，充电盒里两只耳机的电量不对称。
- 把连着手机的那只摘下来给别人用，整对耳机就断了。
- 一只耳机既要连手机，又要连另一只耳机，天线位置只能折中。
LE Audio 多流是手机给每只耳机各发一条 CIS。左右耳可以使用不同码率。任意一只都可以单独留在耳朵里，另一只放回充电盒。调度由手机的控制器完成。代价在手机一侧：手机和耳机都要支持 LE Audio 单播。在目标市场的手机还不能普遍做到这一点之前，同一副耳机仍要保留 A2DP。
这一类设计可以先看小尺寸模组 FSC-BT1211。不做 LE Audio 的经典 TWS，继续用经典音频模组，例如 FSC-BT1026C（高通 QCC3024）。只在经典音频模组的文案里写上 LC3，并不会多出第二条音频流。
Auracast 发射端与接收端
发射端和接收端是不同的模组，时钟和认证也不同。
发射端。 音频从 I2S、线路输入或 USB 进入，也可以先从经典 A2DP 接收。设备把音频编成 LC3，组成 BIG，并广播一个名称。它也可以做桥接：手机用 A2DP 连上来，模组重新编码，房间里听到的是 Auracast。这就是 LE Audio 方案 的结构。产品需要把声音发送出去时，先评估 FSC-BT1058（高通 QCC5181，蓝牙 5.3，经典音频与 LE Audio，主从一体）和 FSC-BT2002RV。
接收端。 音频从 I2S 或编解码器的 DAC 输出，再进入功放。设备自己扫描广播，或由助手指到某一条 BIS，同步后解码。耳机、音箱和助听器适配器都属于接收端。对应的接收模组包括 FSC-BT1038A、FSC-BT1038B 和 FSC-BT1104QI。
收发芯片也可以被固件限制成只做其中一个角色。要确认的是准备烧录的那一版固件，而不只是芯片系列的名称。
什么时候仍然应该用经典蓝牙音频
只要符合下面任一情况，就继续用经典音频，或者先出经典音频版本：
- 客户指定的手机、车机和电视，已经用 A2DP 测过，测试记录里没有 LE Audio。
- 产品是低成本音箱，或两轮车仪表、记录仪一类的监听设备，用户不会去安装助手 App。车内连接仍要按经典音频设计，见 汽车电子方案。
- 卖点是高码率的 LDAC 或 LHDC。LE Audio 的 LC3 不是这个产品。先单独比较这些编解码器，再确认电池是否扛得住。
- 认证时间不够。增加 BAP、PBP 和广播界面，是另一次认证，不是在现有 A2DP 认证上补一笔就能完成。
- 工厂现场的 Wi-Fi 已经很拥挤，音频只是一段语音提示。中等码率的 SBC，或很短的 LC3 语音流，都可以用。链路稳不稳定，取决于天线和共存滤波，不取决于编解码器标志。同一外壳里如果还有 Wi-Fi 蓝牙组合模块，无论走经典音频还是 LE Audio，都要做共存设计。
产品是 TWS、助听器、公共场所的发射端，或必须加入广播的接收端时，再加入 LE Audio，并把经典音频留作后备。
蓝牙音频模组怎么选
按下面的顺序确认。跳过这些步骤、直接看蓝牙版本号，是订错料的常见原因。
- 角色。 接收、发射，还是桥接（经典音频进来，Auracast 出去）。
- 实际烧录的固件包含哪些 Profile。 A2DP、HFP、BAP、PBP、TMAP、Hearing Access Profile。写进需求，不要只写进彩页。
- 手机和电视清单。 销售指定的十部手机、两台电视。经典音频和 LE Audio 分开测试。
- 时延预算。 从视频或麦克风的时间点量到喇叭，再拆成主机缓冲和模组两部分。
- 功耗。 用真实的编解码设置，在自己的天线上测量，不要直接采用开发板同轴线的数据。
- 接口。 I2S、PCM、模拟音频、USB，以及给助手或主控使用的 UART。
- 授权。 aptX、LDAC、LHDC 与 LC3 是分开的。LC3 随 LE Audio 提供，另外几种需要单独授权。
- 认证。 天线或 Profile 组合发生变化后，裸模组认证不等于整机认证。
| 产品要做什么 | 从这里开始 |
|---|---|
| 耳机或音箱现在要播放 A2DP，新手机还要播放 LE Audio | LE Audio 模组，例如 FSC-BT1038A 或 FSC-BT1211 |
| 经典 TWS 或高清接收，不做广播 | 经典蓝牙音频模组，例如 FSC-BT1026C |
| 电视适配器或扩声设备，负责把声音发送出去 | FSC-BT1058 或 FSC-BT2002RV |
| 房间系统：手机用经典蓝牙连入，多副耳机同时收听 | LE Audio 方案 |
| 车机、两轮车，或其他已经有经典协议栈的主机 | 汽车电子方案 与 蓝牙模块 |
| 还没确定用哪一类射频 | 蓝牙模块 |
手机清单和产品角色已经明确时，把这两项发给 飞易通。只有编解码器名称、没有手机清单，选不出合适的模组。
常见问题
LE Audio 是不是低功耗蓝牙？
不是。低功耗蓝牙是射频。LE Audio 是在这条射频的等时信道上运行的音频 Profile 和 LC3。BLE 信标、BLE 传感器，以及只传输 GATT 数据的 BLE 模组，都不是 LE Audio 产品。低功耗蓝牙模组的功能说明见 BLE 低功耗蓝牙模组。
蓝牙 5.3 或 5.4 是不是就有 LE Audio？
不是。版本号只代表核心规范的修订版本。固件和认证里包含 CIS 或 BIS、LC3 以及音频 Profile，才算支持 LE Audio。
Auracast 是什么？
Auracast 是 LE Audio 广播。一个发射端在 BIS 上发送 LC3，多个接收端可以播放，而不必各自配对。手机常常作为 Auracast 助手，让用户选择要收听的广播。
Auracast 可以不配对就收听吗？
开放广播可以，不需要经典蓝牙那种配对。私有广播仍然需要广播码。耳机上的个人音频如果走的是 CIS，那就是一条正常连接，需要配对。
LC3 比 SBC 好吗？
同样码率下，LC3 的压缩效率更高，所以 LE Audio 可以用更少的数据传输语音和音乐。SBC 仍是 A2DP 的必选项，双模产品还是要能解码 SBC。它们不是同一个 Profile 里的两个选项。
LC3 和 LC3plus 有什么区别？
LC3 是蓝牙 LE Audio 的编解码器。LC3plus 是 Fraunhofer 的另一种编解码器，有自己的规范，也有更高码率的模式。支持其中一个，不等于支持另一个。
CIS 和 BIS 有什么区别？
CIS 是发给已配对设备的音频流，用于 TWS 和个人助听器。BIS 是广播流，用于 Auracast。CIS 有连接，BIS 不为每个听众保持一条连接。
看视频时，蓝牙音频时延多少才够？
需要对口型时，音频与画面的差距大约保持在 70 ms 以内。很多 A2DP 的 SBC 和 AAC 链路比这更慢。LE Audio 把呈现时延设短之后可以更快；经典音频的 aptX Low Latency 在两端都启用时也可以更快。
一颗模组能同时做经典蓝牙音频和 LE Audio 吗？
可以。前提是这颗双模模组的固件里，两套协议栈都在。接收端可以看 FSC-BT1038A 和 FSC-BT1211。只列在 经典蓝牙音频模组 里的型号，不会因为改了 PCB 就多出 LE Audio。
助听器一定要用 LE Audio 吗？
新设计使用 LE Audio 和 Hearing Access Profile 之后，同一台产品才能同时服务标准手机和 Auracast 场所。更早的手机仍然使用 MFi 或 ASHA。去掉旧协议之前，先核对要兼容的手机清单。
