《电子技术应用》
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探索无线高清视频的强健连接
摘要: 无线多媒体信息流在今天的Wi-Fi应用中充其量也只是勉强可行。革命性和改良的后继技术都在努力改进这种状况,但消费者是否在意呢?
Abstract:
Key words :
</a>音视频" title="音视频">音视频" title="音视频">音视频" title="音视频">音视频物理连线合并传输市场一定程度上仍处分裂状态。例如,决斗中的DisplayPort和HDMI(高清晰多媒体接口)阵营仍在不断地向自己的系统设计客户和最终用户提供案例(参考文献1)。替代电缆方案无论是传统方式还是新兴方式,都仍有争议(见附文1“努力获得优势的HDBaseT”)。不过,技术车轮还在滚滚向前。现在,业界把越来越多的注意力放在抛开电缆,实现源与目标之间的无线传输上。这种方案重要的优势是使多媒体源和目标位置都具备了可移动性,摒弃了难看而笨重的电缆。不过,显示器的电源线现在还得保留(见附文2“无线电源:夸张的宣传”)。无线方案还有可能延长源与目标之间的距离,使之超出有线方式的衰减极限,某些情况下,信号不仅能在室内,还能在不同房间之间传输,从而不再需要难看的、难以安装的和昂贵的穿墙式电缆布放结构。

  本文并非关注所谓的智能媒体适配器,它们用于从计算机和NAS(网络存储)设备中搜索和获取基于文件的信息(参考文献2)。这类产品无疑有它们的位置,但它们要求有大量的处理智能,这对成本有负面影响,它们必须支持大量的文件系统,以及网络端口和协议,以建立一个强劲的设计,这带来了实现与维护的恶梦。本文的重点在于各种实现场景,其中,源设备不仅提供临时或永久的内容存储,而且还能将其通过网络“广播”出去,供一台或多台相对“哑”的终端回放设备收听。IEEE 802.11n Wi-Fi" title="IEEE 802.11n Wi-Fi">IEEE 802.11n Wi-Fi的鼓吹者一直将其当作多媒体传输甚至是高清视频传输的圣杯。它当然能够承担这一角色,但这是有条件的。去年的测试明确地揭示出,普通的单流和双流802.11n配置无法可靠地处理庞大的视频载荷,因此其所渲染的技术并不适于赢得消费者的广泛拥护与采纳(参考文献3)。

  不过,技术专家们正在解决当前一代的问题,初期多少会采用专利方式,但其后必然有基于标准的互操作性(见附文3“发挥旧技术的最大作用”)。他们还在致力于下一代标准的建立和实现,这会有更丰富的改进。至少一家制造商已将5 GHz 802.11n变种改变为一种面向视频的点对点传输方案,不过与流行的行业标准并不兼容。其它开发者认为,要最终将无线网络的前景变为现实,从2.4 GHz和5 GHz ISM(工业/科研/医疗)频段的更大频率迁移是必要的。UWB(超宽带" title="超宽带">超宽带)拥护者包括Wi-Media论坛(Wi-Media Forum)的参与者,以及至少一个专利方案。WirelessHD联盟(WirelessHD Consortium)关注的是另一个免许可的频带60 GHz,而一组半导体巨头组成的WiGig(无线千兆位)联盟最近也将其注意力指向这个高频率的频段。


       在这些王位竞争者中,哪位将最终获得皇冠,现在尚不明朗,而且看来这种格局还会持续一段时间。但有件事也同样不明确,那就是未来无线视频市场的规模,以及要花多长时间才能达到这种规模。本文还包括一位知识渊博的无线视频从业者的观点,但他要求匿名。这位先生的观点无疑会带着自己的哪怕一点点偏好,但还是那句话,游戏中的每个人都有一些伪装。不过,我仍然希望你会发现业内人士的评论是有益的。

  竞争的展开

  我去年开始折腾无线流媒体的部分原因在于我使用的设备有限制。一台802.11n设备可以处理的独立流数量取决于其天线阵列的结构以及射频实现。正如相关维基词条所简述的那样,链路两端的天线数限制了同步的数据流数量(参考文献4)。维基词条中说:“但是,单个的射频经常进一步地限制了可能承载独特数据的空间流。”用表达式A×B:C有助于判断射频可以做什么。第一个字母A表示射频可以使用的最大发射天线或RF链数量。第二个字母B表示射频可以使用的最大接收天线或RF链数量。第三个字母C则代表射频可以使用的最大空间数据流数量。举例来说,一个射频可以用两根天线发射,用三根天线接收,但只能发射或接收两个数据流,则为2×3:2。802.11n草案允许的最高配置为4×4:4。11n设备的一般配置为2×2:2、2×3:2和3×3:2。所有这三种配置都有相同的最大吞吐量和特性,不同之处只是天线系统提供的分集数量。第四种配置是3×3:3,据维基称它也在逐渐流行。由于有额外的数据流,它的吞吐量更高。

探索<a class=无线高清视" title="无线高清视">无线高清视频的强健连接-1" src="http://files.chinaaet.com/images/20101130/cb1385f1-eec3-4bb7-9eb0-951d8a98d2c3.jpg" />

  不过,我觉得维基词条的作者过于热衷于近期采纳3×3:3的程度。当今市场上的大多数802.11n设备都有双流(主流和高端)性能或单流(入门级和便携)性能。但三流设备也正在出现,它们采用了Atheros、英特尔和Marvell等公司的硅片组。某些情况下需要这种多流能力,如一台计算机通过互联网接收信息,同时还将数据发送给一个LAN(局域网)上的客户端。苹果公司在其最新的Airport Express路由器与Time Capsule路由器+NAS产品中 做了三流功能,不过该公司并没有明确地宣传这些改进(图1与参考文献5)。英特尔在今年1月拉斯维加斯2010 CES(消费电子大展)上推出了WiDi(无线显示)倡议,其核心也有对三流的支持。

 

探索无线高清视频的强健连接-2

  在1月份作发布时,WiDi仅支持英特尔少量相对强大的CPU(图2),这反映出一个事实,即视频在传输以后,它在PC、核心逻辑芯片组和Wi-Fi射频中是无损编码的(表1)。无线链路的另一端是一台接收机,如Netgear的PTV1000 Push2TV适配器,通过HDMI和分量视频输出连接到一台显示器。PTV1000的内部是一块Sigma Designs公司的媒体处理器,以及一个单流的Ralink 802.11n收发器。WiDi采用的音视频编解码器尚不得而知,但在频谱拥挤的CES现场其效果却给人深刻的印象。(参考文献6)。

探索无线高清视频的强健连接-表

  唯一的问题是,当源正在输出音轨,而目标正在显示图像时,WiDi发射机与接收机之间有约2秒的延迟。来自共同无线链路端点的音视频将能保持唇音同步。当前一代WiDi支持720p图像分辨率,能在传输前将所有内容动态地缩放到这个分辨率;1080p分辨率也在WiDi路线图上。英特尔还计划着HDCP(高带宽数字内容保护)的支持,可实现DVD(数字视频光盘)和蓝光光盘的播放(参考文献7)。在CES上,只能够实现显示镜像。英特尔其后增加了将桌面水平扩展到远程显示器的能力,这样就能实现用投影仪全屏播放一个PowerPoint幻灯,而笔记本电脑上则显示演讲人的注释。

  同样是在CES上,Netgear展示了WNHD3004,这是一台原型的4×4 MIMO(多输入/多输出)802.11n无线视频桥接设备对,它采用了Quantenna的收发器技术,并且是我去年在“动手项目”中所测试WNHDE111的全功能后继版。WNHD3004亦有一款双适配器捆绑的WNHDB3004版。预计产品会在这个月进入零售渠道。它是Quantenna的一个重要的业务扩张,迄今为止,该公司一直注重运营商级和企业基础架构的部署。历史上,IEEE与Wi-Fi Alliance一直将自己有限的注意力更多地放在单流和双流芯片组,以及采用这些芯片组的系统,但这些组织对于标准发展以及互操作性认证的专注现在正拓展到三流和四流产品。例如,Quantenna公司在今年6月报告了它的QHS600 802.11n无线接入点芯片组已获得Wi-Fi Alliance认证,包括了对基本名称的WMM(Wi-Fi多媒体)和WPA2(Wi-Fi保护接入2)增强。

  IEEE 802.11ac委员会正在寻求对双流以上的支持,并作为一种核心能力。该委员会对向后兼容的改进目标是超过1 Gbps的PHY(物理层)无线峰值速度(参考文献8)。但理论上,现有的每个802.11n流仅可以支持最大150 Mbps带宽,即使是在它们可选的40 MHz宽信道模式下,所以即使四流配置也无法独立实现这个可怕的目标。于是,802.11ac小组还考虑将每个流的信道宽度增加到80 MHz,甚至160 MHz。因此,5 GHz频段就成为802.11ac的主要焦点。更高效的调制算法也许能再额外提高约10%的带宽,该委员会还考虑采用多用户MIMO天线和算法,据说这能使一个信道同时向不同的目标传播流。现在802.11ac批准的工作日期是2011年12月。

  传输适应

  另外一种基本的流多媒体问题是传统以路由为中心的星形网络拓扑模型。来自源的音视频流必须首先进入路由器,然后再继续送至目标;大负荷的多媒体素材要求每个路径都有专门的频谱,才能获得所期望的无干扰回放。为解决这个难题,Wi-Fi Alliance正在测试和认证Wi-Fi Direct,这是一种采用IEEE 802.11s标准的点对点式通信方式,也是在应用中表现不佳的802.11 ad hoc模式的后继者。

  更一般地说,802.11n与其b、a和g前身一样,都面向采用普通网络协议的应用,尽管每一代无线技术对多媒体和其它延迟关键应用的改进程度都越来越高。同样,Amimon公司在开发自己的多媒体优化WHDI(无线家庭数字接口)技术时就提供了一些802.11n功能。首先,WHDI从开始就实现了源与目标之间的直接交互,而不需要中间路由器或交换机。其次,WHDI只用5 GHz,相对2.4 GHz来说,是以传播范围换取了一个干扰少的频谱环境。不过该公司称,即使在有墙的环境下,此技术也能覆盖100英尺距离,延迟不到1 ms。每个720p或1080i视频流要用一个18 MHz的信道;而每个1080p流则要用两个信道。

  Amimon还没有披露WHDI协议的其它实现细节,以及它们基于5 GHz 802.11a和n的变型。该公司网站上有多篇文章,并且多次贴在EDN的“Ho w We See CE”博客上,它把WHDI描述为无损的。不过,这些声称都有限定语,如“对视频来说,不同比特有不同的重要等级,一个错误的影响主要取决于损坏的是哪一比特。”例如,在线技术概要中说,一个8位或10位的流,每个位都表示一个给定像素的主彩色值,代表了一个典型的非压缩流。这些数值中每一个最高有效位(MSB)的视觉重要性都高于最低有效位(LSB)。如果错误出现在MSB上,则像素获得一个不同的和无用的值。不过,LSB中的错误对像素值的改变最小。据Amimon自己的文档,WHDI会将未压缩的HD(高清晰)视频流打碎成重要的元素,然后将各个元素以某种方式映射到无线信道上,这种方式使它们有更高的视觉重要性,更多地分享信道资源。反之,WHDI会给那些视觉重要性较低的元素分配较少的信道资源,因此它们的传输就不太强健(参考文献9)。

  是否WHDI只是在从源到目标的传输后,才丢弃那些无法察觉的低阶比特?还是说它在源处就需要丢弃比特?如果是在源处丢弃,那么Amimon如何能称WHDI是无损的?前面提到的知识渊博的(匿名的)无线视频业内人士称:“Amimon对其所称性能的实现方式似乎相悖于基本物理原理。显然,该公司拥有可信的技术,但阅读了有关其工作原理的说明后,却产生了更多问题,而不是得到答案。Amimon称支持1080p的非压缩高清视频。”他指出,每帧像素有1920×1080=2,073,600个;而60帧/秒就表示有(2,073,600×60 =) 124,416,000像素/秒。如果是每像素24 bit颜色,则数据速率为2976 Mbps,即2.976 Gbps。

  我的消息来源表示:“Amimon称它可以支持这些数据速率,因为WHDI使用了联合信源编码(joint-source coding)”。联合信源编码是一种不对称的纠错方法,给MSB提供较多的FEC(前向纠错),而LSB则有较少的FEC,这种技术在JPEG(联合图像专家组)-2000编解码中首次采用。消息来源称:“任何FEC,无论实现的方式如何,都需要增量的带宽。”他说,Amimon称它是40 MHz的频谱占用,通过快速计算可知,如要保持无损,WHDI必须以超过75位/Hz的数据密度发送数据,即使是在施加任何FEC以前。他补充说:“这种比特密度需要一种相当于约万亿以上的QAM [正交幅度调制],以及创纪录的动态范围。这已超出了物理(尤其是通信与信息理论)可以解释的范畴。原始数据说明了一切。”

  有业内消息人士指出,在2008 CES上,一名Amimon工程师(就是后来演示基于FPGA的WHDI原型那位)在Gefen展位上称,WHDI使用的不是压缩(compression),而是压实(compaction),这个过程包括去掉某些LSB彩色信息,然后作传输,以及在无线链路接收端的重建。他最近将一台蓝光播放机的HDMI输出连接到了一个双端口HDMI分离器上。一个HDMI分离器端口的输出直接连接到一台平板显示器。然后,第二个HDMI分离器端口的输出被连接到一个Amimon发射机,通过一个WHDI链路播送视频,接收机则连接到一台完全相同的平板显示器,两个屏幕并排放置。他发现,采用WHDI系统的视频质量虽然可看,但有褪色的色彩失真。如果是单独观看,这种失真并不明显;然而,如果与另外一台显示器上播放的源视频紧挨着比较,差别就很明显了。他说:“显然,WHDI通过丢弃某些像素的LSB而操纵了彩色空间的转换,甚至可能发送一些掺杂着彩色像素的单色像素,并且逐帧地变化。”

  注意,用于测试的两台显示器之间的校准程度是未知的。因此,与有线HDMI替代方案相比,WHDI发射机与接收机之间的像素比特丢弃及失真就不是两者之间感受差异的唯一可能原因。在营销口号与现实之间可能有距离,但Amimon技术的市场成功值得关注。例如,在2010年CES上,该公司宣布LG电子公司和其它客户已采用了WHDI(图3a)。到5月时,该公司声称它的芯片组销售与订单已超过了50万个单位。并且Amimon在6月公布了WHDI Version 2.0的初步细节,它支持4000×2000像素的超高清格式、Wi-Fi集成与信道共存,并降低了功耗和硅片尺寸(参考文献10)。

探索无线高清视频的强健连接-3

  超宽带的再定位

  尽管Amimon公司官方认为自己可以用5 GHz ISM频段实现目标,但其它制造商则认为用别的频率能更好地满足多媒体的需求。为此,WiMedia Alliance采用了一种UWB方案。UWB占用的频谱区间覆盖3.1 GHz〜10.6 GHz,具体要取决于各地区监管政策的程度。其策略是期望友好地对待现有频谱的占用者,不过额外的UWB发射机带来了更多的宽带背景噪声,可能最终会干扰传统的窄带和载波系统。其支持者还经 常吹嘘说在远至3m(约10英尺)距离上有480 Mbps的峰值传输速率,远达10m(超过30英尺)时也有110 Mbps。

  人们经常错误地交换使用“WiMedia”和“Wireless USB”这两个词汇。Alereon公司通信与业务发展部高级总监Mike Krell表示:“WiMedia定义了一种与协议无关的标准化的UWB射频技术。而Wireless USB则是在这个射频上实现USB标准。相同射频上也可以运行任何其它的协议,如专有的协议,或TCP/IP,或蓝牙。”WiMedia一度曾计划作为高速蓝牙的基础,此时运行在高于6 GHz的频率,以避免欧盟的频谱监管问题。不过, WiMedia开发转向蓝牙SIG(特殊兴趣小组),然后再逐渐到WiMedia Alliance的初期设想却没有如计划实现。蓝牙的WiMedia抱负也不明朗,因为蓝牙更广泛的目标是高速,而大部分组织的注意力则放在低功耗领域。

  很多观察人士多年来重复地测试了WiMedia设备,结论都是:真实的速度只是宣传速度的一部分。在各类实现方案的鼓吹者之间,长期存在着有关标准化的争吵,总是达不成人人满意的决议,一些创业公司还因此关门大吉,这些争吵也无助于让市场接受UWB技术。

  因此,今天UWB的主流应用是蓝牙和其它RF与红外的低码率无线USB应用,它们对速度大多不敏感,如计算机键盘、鼠标、低分辨率摄像头,以及数码相机传输等。然而,WiMedia技术支持者并未因此动摇;现在已有各种多媒体流设置,采用来自Alereon、Realtek和Wisair等公司的芯片组。

  WiMedia来源于IEEE 802.153a高速变种的两个PHY竞争者之一。它利用了MB-OFDM(多频段正交频分多址)技术,以及QPSK(四相相移键控制)或QAM-16。Pulse-Link公司有一种替代性方案叫CWave,工作在有线的同轴电缆和无线连接上。它采用了BPSK(二进制相移键控制)和QPSK调制技术,其基础是历史上另一个IEEE 802.15.3a竞争者,DS(直接序列)-UWB。其支持者称,它在给定码率时有更长的传送距离,较WiMedia有低成本的实现潜能。然而,他们也承认无论是CWave或是任何竞争方案,都还没有达到被市场广泛接纳所需要的价格点。这种状况可能让人想到:为什么经过了各个公司与小组经年累月对无线视频概念的公开宣传后,早期采用者还没有创造出用于推低成本的需求。

  未压缩视频传输是人们所希望的属性,这有几个原因。由于它不需要发射机的压缩功率,以及接收机的解压引擎,因此降低了系统实现的成本。另外,无压缩方案还将传输系统的整体延迟降到最小。当消费者获得通过微软、MPEG(运动图像专家小组)、On2(现属谷歌)、Sorenson或其它开发者的编解码器处理的视频节目时,它们可能已经经过了有损压缩(参考文献11和12)。在视频显示以前再做有损压缩,会进一步降低图像质量。

  于是,SiBean公司认为一种更彻底的频谱再分配是必要的,这就是高达60 GHz的毫米波免许可频段。该公司的WirelessHD技术采用7 GHz宽的信道,现在可提供4 Gbps的数据速率。不过公司称,码率可能高达25 Gbps。WirelessHD支持对节目存取控制的DTCP(数字传输内容保护)加密。尽管在这个频率区间,一般都需要视线内的发射机-接收机链接,但WirelessHD采用波束成形MIMO天线技术,创建出其它的信号路径,例如通过墙面的反射。不过,WirelessHD仍然是一种室内方案。氧气分子有大气吸收作用,因此衰减将距离限制在10m(约30英尺)范围内。

  据匿名的业内人士说,WirelessHD使用了60 GHz IEEE 802.15.3c PAN(个人局域网)规范。当前一代WirelessHD使用的是1.76 GHz带宽、OFDM、QPSK和QAM-16。其最大RF功率略低于10W。由于RF在60 GHz时的指向性,WirelessHD需要一种转向式天线阵列。SiBean已经演示了一个6×6(或36个天线部件)的阵列,相当于36个发射链和36个接收链。因此,必须有36个低噪声放大器与36个VGA(可变增益放大器)相耦合。匿名消息来源认为,36个部件有些过度,一种4×4的16部件阵列几乎有相当的效果,而复杂程度不到一半。对于RF发射机,OFDM需要两个6 bit分辨率的4G采样/秒的DAC。一个DAC产生信号的I(相内)分量,另一个产生Q(四相)分量。对DAC的4G采样/秒需求可实现1.76 GHz带宽的尼奎斯特采样速率,包括最小过采样。消息源称,每个RF接收机/天线链(由一个天线、一个低噪声放大器和一个VGA组成)都需要单独的处理,然后再进入一个36输入端的模拟相关器,每个输 入端用于一个接收机链。他补充说,相关器会汇集各个能量,将时间解析到皮秒的精度,这几乎相当于一台原子钟的水平。相关器的输出被送给两个分别产生I和Q分量的4G采样/秒、6位分辨率ADC。

  他说:“接下来,让我们看一下发射机端开始的数字基带处理。”他解释说,每个DAC需要24 Gbps的基带数据。两只DAC就需要48 Gbps的数字数据来驱动。这不仅对性能提出了众多要求,而且即使以65 nm或45 nm工艺技术,也会消耗相当大的功率。收到QAM-16编码的OFDM后,广播的目标方需要恢复其I和Q分量,转换为48G采样/秒的总体数据。两只ADC生成这个数据,然后送给一个数字基带子系统。他说:“设想一个10W输出的60 GHz RF发射机前端。”他又问,要在天线产生10W功率,必须为一个CMOS RF功率放大器提供多少瓦的直流电源。将ADC、DAC、基带电路和MAC(介质存取控制器)的功耗相加,就会发现,一个60 GHz系统的功耗很容易超过30W。他补充说:“大家都不愿意暴露在一台RF输出功率约500 mW的手机下。如果他们发现在看电影时,自己居然暴露在几乎10W的60 GHz RF能量下,他们会怎么想?与之相比,一个小型微波炉有多少能量:2.4 GHz下100W吗?”


       消息来源称,WirelessHD以某种方式重现了WiMedia,尽管是采用转向天线阵列。“我们为窄带应用的OFDM喝彩,这些应用如Wi-Fi、Homeplug,以及MOCA(同轴电缆上的多媒体)。OFDM对这些应用非常出色,因为使用的有效RF带宽为几十兆赫。因此,由于所需要采样速率较低,使用的ADC和DAC就可以超过10 bit。”每个ADC或DAC的比特大约相当于6 dB的动态范围;因此,10 bit相当于60 dB。与之相比,WiMedia与WirelessHD要使用数百兆赫的带宽,限制了ENOB(有效比特数)。于是,它们的ADC和DAC都不能超过6 bit,或36 dB动态范围。QAM的使用要求SNR(信噪比)大于20 dB,才能可靠地在接收机端恢复信号,因此给信号传输留下的裕度不多,导致了链接的脆弱性。由于WiMedia技术有限的发射功率,因此这一问题影响到了它的距离与性能;另外它使得WirelessHD需要10W的RF功率,才能对低动态范围和60 GHz时高衰减问题作出补偿。

  60GHz的标准化

  尽管有观察人士的置疑,但SiBeam仍在奋力前进。在今年的CES上,该公司发布了第二代芯片组,据报现已量产。SB9220网络处理器与SB9210 RF发射器面向多媒体源,而SB9221网络处理器与SB9211 RF接收器面向显示器及其它目标设备的应用。在CES 2010上,SiBeam公司亦宣布了与Vizio的合作,它是重要OEM商的最新成员;另外还有零售商百思买(Best Buy)作了股权投资(图3b)。5月份,该公司发布了WirelessHD Version 1.1规范。WirelessHD Version 1.1让人联想起Amimon的WHDI Version 2规范,它将数据速率提高到10Gbps〜28 Gbps,使该技术能够处理所谓的4000(4096×3072)像素分辨率、3维和其它大载荷的视频流。它还拓展了加密技术,包含了HDCP Version 2。网络支持包含了便携设备同步以及IP(互联网协议)封装,而功耗降低则顺应了移动电子的应用。

  5月,SiBeam还宣布了对其60 GHz竞争对手WiGig Alliance的双模式支持。这种支持现已可用,包括SB8110 RF收发器及其相关的SK8100开发套件。WiGig首先于2009年5月发布了自己的计划;之后12月的一个新闻发布会宣告其Version 1规范的完成(图4)。它现在的董事会包括:Atheros Communications、Broadcom、思科系统、戴尔、英特尔、Marvell International, MediaTek、微软、NEC、诺基亚、Nvidia、松下、三星电子、东芝,以及Wilocity。WiGig出资人名单同样充斥着著名的硅片、软件和系统开发商。

探索无线高清视频的强健连接-4

  从建立开始,WiGig Alliance的目标就是2.4 GHz和5 GHz 802.11与60 GHz网络的单芯片组兼容性。该联盟于5月正式形成了这个意向,当时它和Wi-Fi Alliance宣布了一个共享技术规范的合作协议,其目标是建立一个亦支持60 GHz频段连网的下一代认证计划。这些组织希望60 GHz设备能够在超出WiGig超高频广播范围时 ,自动下移到2.4 GHz或5 GHz频段,该联盟希望通 过先进的自适应波束成形和其它技术,超过WirelessHD的10m距离。

       WiGig Allicance的文档中亦清楚地写明依赖于设备目标功耗的可变带宽性能。有些采用WiGig Version 1的系统提供高达7 Gbps的峰值数据传输速率,包括EDAC( 查错与纠错)的开销。由此可宣称WiGig要比四流的600 Mbps 802.11n快10倍以上。不过,所有满足WiGig规格的设备(包括采用电池工作的设备)都可以实现1 Gbps的峰值数据传输速率。这一带宽差异部分源于所用调制与编码方法的不同。根据WiGig Alliance网站的说法,OFDM支持更长距离上的通信,有更好的延迟传播,在处理障碍和反射信号时有更高的灵活性。OFDM的传输速度可高达7 Gbps。相反,单载波编码一般可得到较低的功耗,因此通常更适合于小型低功耗的手持设备。单载波技术支持的传输速度可达4.6 Gbps(参考文献13)。

  这种情况类似于今天的802.11n产品,即手机和其它小型移动电子设备可能只包含一个单流Wi-Fi收发器,而不是像交流供电大型产品那样有大量的射频与相关天线阵列。据WiGig Alliance的文件,调制与编码方法共享一些部件(如前同步与信道编码),简化了WiGig设备制造商的实现方法。从公开出版物还无法了解WiGig是否会将802.11 MAC扩展到60 GHz,或起草一个在60 GHz使用802.15.3或其它方案的双MAC方法。但至少有些WiGig参与者将通过合作方式,实现这种融合技术目标。例如,Wilocity公司在7月宣布,它正在与Wi-Fi老手Atheros合作。WiGig与IEEE进一步扩展了关系,该联盟还宣称自己的技术是针对极高流量60 GHz网络的802.11ad规范的基础。

  附文1:努力获得优势的HDBaseT

  HDBaseT Alliance的成员包括:LG、三星和索尼,它们希望找到今天HDMI(高清晰多媒体接口)和DisplayPort接线标准的替代物。他们相信,这些替代方法应能适应于更长距离,包含更多功能。不过,他们并不希望对本文中提及的无线替代方法作标准化。而是开发了一种基于RJ-45融合了传统5e类电缆的方案,不仅提供音视频流,还有网络连接、USB(通用串行总线)协议的数据传输,甚至以太网供电。联盟成员预计,首个采用HDBaseT技术的系统将在今年面市,而更多批量将出现在2012年。

  附文2:无线电源:夸张的宣传

  无线视频减少了与目标设备的接线需求,但并未消除它;显示器仍然需要一根交流供电线,除非你相信马萨诸塞州技术学院分拆出来的WiTricity公司的宣传。在2010年消费电子大展上,该公司与消费电子厂商海尔合作展出了一个原型系统,它能无线地输送高达100W电源,据WiTricity称,相隔距离为数英尺。处理音视频传输的是一个Amimon的WHDI(无线家庭数字接口)结构。

  根据Gizmodo,墙上一个巨大的电源向电视后背辐射“完全无害”的RF,电视内部有一个接收能量的线圈。Gizmodo指出:“只有在平行时才提供全部场强,因此必须做预先规划,将电视放在电源模块所在的墙前。这看来像魔术,电视本身固然庞大,电源发射器个头也不小”(参考文献A)。
显示器背面线圈的尺寸约为1×1英尺,有数英寸厚,与今日LCD、OLED(有机发光二极管)和等离子电视发展中越薄越好的趋势相违背。无线式匹配电源单元与供电的显示器有相同的尺寸和厚度,直接放在它的前面。没有人想提及效率损失问题。虽然“绿色”的宣传口号经常过度,更高效的电感耦合系统可能有一些优点,但真正的无线电力传输确是一个环境灾难(参考文献B和C)。

  
参考文献
A. Rothman, Wilson, “Haier’s Completely Wireless TV Hands On: No Cables for Video … or Power,” Gizmodo, Jan 7, 2010.
B. Nelson, Rick, “Throwing (away) power,” Test & Measurement World, Sept 3, 2009.
C. Dipert, Brian, “Wireless power: convenient, but its shortcomings are somewhat sour,” EDN, Oct 8, 2009.

  附文3:发挥旧技术的最大作用
虽然用今天传统的802.11n在家庭中传送高清晰的音视频流有些困难,但可以采取一些步骤,尽可能地获得成功。例如,消除来自其它ISM(工业/科研/医疗)广播源的干 扰,以能够接受结果距离的情况下,最好采用5 GHz频段。尝试采用可选的宽信道、40 MHz模式,尽可能扩大每个流的吞吐量。通常只有宽频谱的5 GHz频段才提供这种特性,此时非重叠信道是标准的。而与之相比,2.4 GHz时的宽信道模式为一个信道的分配就要占用频段中约80%的可用频谱。
确保发射机和接收机都可以接受多流数据,包括它们的天线阵列和射频方法。采用强健的开关,无论是独立开关还是在路由器内部,减轻由于数据包传输延迟和掉包所造成的回放尖刺。另外还可以考虑采用一种先进的视频编解码器,如H.264、VC-1或WebM,尽可能减少满足某个目标质量标准所需要的码率。必要时,使用多个并发信道,一个从源至路由器的信道,而另一个则从路由器到目标,这样可充分利用可用的信道带宽,但可能情况下,应采用无需路由器的点对点方案。

参考文献
1. Dipert, Brian, “Connecting systems to displays with DVI, HDMI, and DisplayPort: What we got here is failure to communicate,” EDN, Jan 4, 2007.
2. Dipert, Brian, “Accelerating consumers’ NAS adoptions: assessing your product options,” EDN, June 25, 2009.
3. Dipert, Brian, “Transporting high-def video broadcasts: Are wireless networks up to the task?” EDN, Aug 20, 2009.
4. “IEEE 802n-2009, Number of antennas,” Wikipedia.
5. Fleishman, Glenn, “Apple’s Base Stations Have Three 802.11n Streams,” WNN Wi-Fi News Net, Dec 5, 2009.
6. Shimpi, Anand Lai, “The Best Thing at CES—Intel’s Wireless HD Technology,” Jan 7, 2010.
7. Dipert, Brian, “Blu-ray: Dogged by delays, will it still have its day?” EDN, July 29, 2010.
8. Fleishman, Glenn, “The future of Wi-Fi: gigabit speeds and beyond,” Ars Technica, December 2009.
9. “WHDI Technology Overview,” Amimon.
10. Dipert, Brian, “Coming soon: 3-D TV,” EDN, April 8, 2010.
11. Dipert, Brian, “Video characterization creates hands-on headaches,” EDN, July 25, 2002.
12. Dipert, Brian, “Video characterization creates hands-on headaches, part 2,” EDN, Aug 8, 2002.
13. “Defining the Future of Multi-Gigabit Wireless Communications,” WiGig White Paper, Wireless Gigabit Alliance, July 2010.

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