LE Audio標準2021年就定位　藍牙5.2打造無「限」新聲音

2020年藍牙技術聯盟(Bluetooth SIG)在美國消費性電子展(CES)上，基於藍牙5.2核心規格版本，發表將推出下一代的藍牙音訊規格LE Audio，此為藍牙發展至今20餘年，首次針對音訊傳輸更新技術規格。

CEVA無線物聯網事業部銷售暨行銷總監Franz Dugand(圖1)表示，藍牙5.2支援的新功能主要針對音訊應用，例如耳塞式耳機、耳麥、助聽器和喇叭(Speaker)。跟傳統經典藍牙(Classic Audio)相比，藍牙5.2所內建「低功率音訊」(LE Audio)的新功能，將可利用更省電的低功耗藍牙(LE)無線電波來傳輸音訊。因此，CEVA認為藍牙5.2並不會影響到物聯網(IoT)市場，可是將對音訊市場造成顛覆性影響，2022年，很有可能開始在市場上非常受到歡迎。

晶片/IP方案輪番上陣藍牙5.2終端面市指日可待

事實上，目前已有多家晶片與IP業者相繼發布藍牙5.2方案，如高通(Qualcomm)、Nordic、Silicon Labs、泰淩微電子(Telink)、CEVA、Imagination(其Wi-Fi無線部門，含15%的藍牙技術已被Nordic併購)等。

・CEVA

RivieraWaves藍牙5.2平台已取得藍牙技術聯盟認證。身為首家獲得低功耗藍牙5.2認證的IP公司，CEVA將可協助獲得授權許可的客戶降低產品開發風險，實現更快的產品上市速度和終端產品認證流程。

Dugand談到，晶片供應商正在物色低功耗、高效能的藍牙解決方案。可看到CEVA低功耗藍牙和支援藍牙5.2的藍牙雙模式IP在市場上受到廣泛地採用，現已用於多種類型產品，如聽戴式裝置、智慧手表、醫療設備、智慧手機，以及其他智慧家庭和物聯網設備等。

・Qualcomm

高通旗下QCC5144、QCC5141音訊系統單晶片(SoC)支援藍牙5.2，目前與Wi-Fi結合推出整合型方案，使用者能夠期待享受可靠與低耗電的高音質體驗，同時保有創新傳送能力與協同演算法顯著提升有效距離與連線可靠度。此藍牙5.2設計，包括第二個藍牙天線與智慧轉換能力，能夠克服常見的訊號遮蔽問題，帶來穩定的聯網能力。

據了解，高通藍牙5.2方案已整合至旗下最新旗艦行動平台Snapdragon 888。高通表示，2021年將會看到搭載Snapdragon 888平台的智慧手機，意謂著2021年在手機端即能有支援藍牙5.2的方案登場。

・Silicon Labs

Silicon Lab日前推出的藍牙5.2 SoC方案--BG22(EFR32BG22)，其融合了安全性、無線效能、功耗、軟體工具和協定堆疊，可滿足大量生產、電池供電型物聯網產品市場需求。BG22擴展了Silicon Labs安全、超低功耗的Wireless Gecko Series 2平台，使開發人員能透過最佳化藍牙連接解決方案支援最新藍牙5.2技術規範、藍牙測向和藍牙Mesh。 BG22系列結合最佳極低發射和接收電流和高性能、低功耗M33核心，其優秀的能源效率，使鈕扣電池壽命可長達十年。目標應用包括藍牙Mesh低功耗節點、智慧門鎖、個人醫療照護和健身器材。

・Nordic

Nordic根據藍牙5.2的標準設計出的nRF5340 SoC晶片，此晶片基於Arm的雙核M33架構，該方案2019年發布並提供工程樣品給設備或模組商進行開發，直至2020年底正式宣布量產，此舉意味著nRF5340可以開始進行藍牙5.2應用，下一步Nordic將開發更新晶片，滿足藍牙5.2向前相容的技術需求。

Nordic區域銷售經理陳俊志談到，採用雙核Arm架構，是為了達到更低功耗的訴求，由一顆核心負責處理無線通訊，另一顆核心則用來處理運算，藉此達到真正的省電。

陳俊志表示，Nordic藍牙5.2方案最大好處在於低功耗與低延遲，而這兩項優點恰好為音訊裝置所需的必備條件。舉例來說，該顆晶片在時間延遲上能支援20~30ms的效能，於非標準的技術上最快可實現低於20ms的低延遲；另外，在功耗上則能增加一倍的電池壽命。

整體來看，隨著藍牙5.2方案陸續問世，加上LE Audio標準即將底定，預期TWS或喇叭類型的周邊裝置於2021年底將可能會陸續搭載藍牙5.2。

耳機與喇叭是一塊誘人的市場大餅，傳統採用Classic Audio的供應商勢必會試圖切換產品。不過，也有可能部分產品會先將藍牙5.2晶片方案納入旗下產品，但尚未支援LE Audio更新功能。

・泰淩微電子

此外，日前有一家中國大陸廠商宣布推出基於RISC-V的藍牙5.2晶片TLSR9。TLSR9系列SoC晶片是泰淩微電子進入RISC-V生態以後，推出的全新一代高性能多模物聯網產品。

以TWS開發來說，泰凌微電子海外業務拓展和市場總監梁佳毅表示，該公司針對TWS提供完整方案，包含各類音頻演算法，結合第三方夥伴，為開發者提供靈活的服務。TLSR9是結合Classic Audio和LE Audio技術，泰淩微電子本身擁有Classic Audio的專利，可在底層進行優化，以提高傳輸效率。

於功耗表現上，可以保持較低功耗水準，在藍牙待機時，電路消耗可以維持低水平。TLSR9為TWS耳機提供多元的音頻演算法，包含語音控制、回音消除、ANC等能力，或者可透過第三方夥伴實現豐富的語音功能。

整體而言，目前廠商陸續推出5.2的晶片及IP方案，仍屬於藍牙5.2核心規格之產品，可以支援低功耗傳輸的優化，如增強型屬性協定，用來提升用戶的體驗；提供低功耗功率控制，可以即時改變發射器的功率，從而降低功耗，改善與其他非藍牙2.4GHz設備的共存性，並提高連接可靠性；實現同步通道，可以將有時效限制的數據發送到一個或多個設備中，進行高度同步的處理，該特性支援連接和無連接兩種使用案例。

音訊市場待滿足藍牙雙模挑大樑

藍牙技術聯盟亞太區資深市場協理李佳蓉(圖2)談到，目前對LE Audio的定義規格僅LC3就緒，因此對市場上的音訊傳輸來說，多基於Classic Audio無線電所實現的音訊傳輸。

Dugand認為，藍牙5.2和隨附的LE Audio架構將強化音訊方面的應用，且該技術有望逐步取代執行在Classic Audio。不過，在LE Audio完全取代Classic Audio之前，將可以看到同時支援兩者的「雙模式」解決方案出現，以提供向後相容。

藍牙5.2和相關的LE Audio功能對TWS耳機和助聽器的影響將是極大的。首先，LE Audio可完全支援TWS耳機功能本身，不需要施加任何特定的技術，例如中繼或探測等，即能支援TWS耳機，有如現有耳塞式耳機支援Classic Audio一樣。

與Classic Audio相比，具備LE Audio功能的TWS耳機堅固耐用且延遲較低。此外，有了LE Audio功能，就可以執行音訊分享(Audio Sharing)功能，意味著多個耳塞/耳麥/喇叭等裝置，可以連接分享同一個聲音來源。每一個人，特別是穿戴助聽器的人，都能夠受益於音訊分享功能，因為這樣一來人們就能夠從公共資源接取音訊串流，例如等候室或戲院、劇場或者會議室等場所的電視，使用者甚至可以選擇自己母語的資料串流。

整體來說，Silicon Labs物聯網亞太區資深產品行銷經理陳雄基表示，TWS方案目前仍為Bluetooth 5雙模並採用藍牙Classic Audio規範和技術。Bluetooth 5.2確實導入了低功耗藍牙(Bluetooth Low Energy)音頻的基礎，但直到最近才獲得用於構建整個音頻系統的必需編解碼器支援LC3。市場還需要一段時間來適應這種新技術，並取代傳統方法。

建構全新聲音互動模式LE Audio 2021上半年登場

李佳蓉強調，藍牙最大的突破將會是即將於2021上半年，推出LE Audio技術規格。藍牙技術聯盟預期LE Audio將大幅帶動無線音訊領域的創新，尤其是全新的音訊廣播功能。這項全新音訊廣播功能將有可能徹底改變人們彼此之間以及和周圍世界的互動方式。

從藍牙5.2推出後，藍牙技術聯盟相關的工作組持續為推出LE Audio完整定義做出努力。在2020年的9月，市場上已經正式推出可配置的全新高音質、低功耗音訊編解碼器LC3。LC3的音質比以前的SBC編解碼器改進了約50%，可以在極低的數據速率下提供極高品質的音訊。

LC3編解碼器的數據速率大幅降低，為每秒160kb，但輸出品質卻高於數據速率為每秒345kb的SBC編解碼器，這意味著在電池尺寸相同的條件下，LC3的電池壽命更長，或者可以縮小LC3的電池尺寸，從而縮小設備尺寸。因此，產品開發者可以創造電池壽命更長或電池尺寸和設備外形尺寸更小的設備。

除了LC3的定義，LE Audio尚有一系列的定義規格仍在討論中，藍牙技術聯盟預計將於2021年陸續在市場上推出，如利用高度同步的多重串流音訊，提高真無線入耳式耳機和語音助理等裝置的性能、支援助聽器，以及廣播音訊等相關定義。這些定義陸續到位後，LE Audio將可實現音訊分享的功能，預計將顛覆音訊傳輸的應用場景。

拓展藍牙市場版圖恩智浦藍牙/Wi-Fi方案

藍牙市場持續穩定成長，但未來將需要與Wi-Fi和其他連接技術標準建立穩固的關係，以更好地提升傳輸範圍、輸送量和其他關鍵功能。

恩智浦(NXP)無線網路產品部資深市場行銷經理陳世和(圖3)表示，恩智浦一直是藍牙5.2標準開發和同步通道的大力貢獻者。基於恩智浦現有的同步技術，恩智浦將在2021年擁有獨立的藍牙5.2認證產品，後續將接著推出Wi-Fi與藍牙5.2相結合的產品，並於2022年及以後發布。目前已經使用恩智浦同步音訊技術，或計畫支援藍牙5.2標準添加的解決方案包括助聽器、耳塞、耳機、音箱等應用。

恩智浦獨立藍牙5.2晶片將提供超低功耗操作和多通道可擴展性和性能。恩智浦Wi-Fi+藍牙5.2組合晶片將提供市場上最佳共存和範圍，可實現多種應用，包括(但不限於)同步音訊、智慧揚聲器、音箱、遊戲機、電視和控制顯示器。