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智能手機聯(lián)動電視,Wi-Fi Display竟被視為主流?

發(fā)布時間:2012-07-19

導(dǎo)言:無線高清影像傳輸方式大致可分為兩種,即將高清影像壓縮后利用WLAN傳輸?shù)姆绞剑约坝肳LAN以外的的其他方法傳輸非壓縮影像的方式。就結(jié)果來看,采用WLAN技術(shù)的方式將成為主流,其中尤其引人關(guān)注的是“Wi-Fi Display”方法。下面就來看一下行業(yè)的動向。

把影像壓縮后再發(fā)送的技術(shù)和標準有蘋果公司的AirPlay Mirroring、英特爾公司的WiDi以及由Wi-Fi Aliance制定標準的Wi-Fi Display等。這些技術(shù)和標準全部采用WLAN “IEEE802.11系列”作為傳輸手段,影像壓縮采用“H.264/MPEG-4 AVC”(以下簡稱H.264)格式。

WiDi面向外設(shè)廠商公開了性能參數(shù),各公司的適配器紛紛上市。Wi-Fi Display預(yù)定從2012年6月下旬開始進行認證測試,預(yù)計2012年夏季支持該標準的產(chǎn)品就會面世注4)。而AirPlay Mirroring未公開性能參數(shù),所以目前只有蘋果公司的產(chǎn)品才能使用。

WLAN方式的特點是電波容易到達。2.4GHz頻帶和5GHz頻帶的WLAN由于電波比較容易迂回,因此可在不同的房間內(nèi)連接(圖1)。但影像的壓縮和解壓處理會產(chǎn)生較長的延遲時間,不過最近隨著編解碼器的高速化以及傳輸處理的優(yōu)化,延遲時間在逐漸縮短。

圖1:電波的易達性和傳輸速度此消彼長
Wi-Fi Display、WiDi和WHDI因電波比較容易迂回,適用于在不同房間的連接,采用60GHz頻帶毫米波的WirelessHD和WiGig雖然可以確保傳輸速度,但如果有障礙物的話,電波難以到達,因此主要在一個房間內(nèi)使用。

IEEE802.11ac也將起到積極作用

預(yù)計美國將在2012年底、日本將在2013年春實現(xiàn)產(chǎn)品化的WLAN最新標準“IEEE802.11ac”(以下簡稱11ac)也會對提高視頻壓縮性能做出貢獻。11ac通過5GHz頻率下80MHz的高帶寬,將把IEEE802.11n最高為600Mbit/秒的通信速度提高到1Gbit/秒以上。“利用11ac,可將此前最多為30幀/秒的高清影像傳輸提高至60幀/秒”(美國博通公司W(wǎng)LAN產(chǎn)品營銷副總裁Rahul Patel)。

此外,在11n中為選配功能的LDPC(low density parity check,低密度奇偶校驗)碼糾錯處理從11ac起變?yōu)闃伺洹EC AccessTechnica開發(fā)本部統(tǒng)括部長(HGW事業(yè))山下肇表示,“通過提高糾錯能力,可以抑制影像傳輸時的塊狀噪聲等帶來的畫質(zhì)劣化現(xiàn)象”。

被視為主流的Wi-Fi Display

在眾多方式中,最被看好的是Wi-Fi Display。很多廠商都認為,“將來大部分智能手機都會標配Wi-Fi Display,目前都在討論投產(chǎn)支持該標準的適配器等外設(shè)”(日本I-O DATA DEVICE)。

Wi-Fi Display是以無需經(jīng)由WLAN接入點即可在終端間直接通信的標準“Wi-Fi Direct”為基礎(chǔ),由上層的協(xié)議棧軟件構(gòu)成的安裝指南。鎖定終端服務(wù)的“服務(wù)發(fā)現(xiàn)(Service Discovery)”等的處理利用Wi-Fi Direct進行,影像的壓縮/解壓處理及管理數(shù)據(jù)流的傳輸層等利用Wi-Fi Display處理(圖2)。壓縮/解壓采用H.264格式。由于最近的智能手機不但標配WLAN功能,采用內(nèi)置H.264編解碼器電路GPU的終端也很多,因此Wi-Fi Display還具有易于配備到終端中的特點。“在受限于安裝面積和耗電量的智能手機中,無需追加硬件即可配備的優(yōu)勢非常大”(Cavium公司的柴田)。

圖2:Wi-Fi Display的協(xié)議棧
通過Wi-Fi Direct,無需經(jīng)由接入點即可連接終端傳輸影像。影像的壓縮/解壓處理采用H.264格式。
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實際上,高通和博通等半導(dǎo)體廠商已經(jīng)發(fā)布了支持Wi-Fi Display的整合芯片組等,目前正在等待認證測試,開發(fā)WLAN協(xié)議棧軟件的企業(yè)也在迅速應(yīng)對。提供Wi-Fi Direct應(yīng)用開發(fā)環(huán)境的ISB公司表示,“只要標準性能參數(shù)一確定,我們就將支持Wi-Fi Display”。

英特爾也表明支持Wi-Fi Display

對于有望成為無線高清影像傳輸實際標準的Wi-Fi Display,此前推出WiDi產(chǎn)品的英特爾決定避免標準之爭。英特爾日本法人全球銷售及平臺營銷事業(yè)本部 網(wǎng)絡(luò)營銷經(jīng)理梅野光表示,“今后計劃使WiDi符合Wi-Fi Display標準”。

WiDi方面也在穩(wěn)步進行著改進,2010年第一季度發(fā)布的1.0版的可傳輸影像限定為720p(1280×720像素)以下,也不支持著作權(quán)保護技術(shù)“HDCP(high bandwidth digital content protection)”。而2011年初發(fā)布的2.0版則支持1080p(1920×1080像素)的全高清影像,2011年底又實現(xiàn)了對HDCP的支持。1.0版利用軟件執(zhí)行H.264格式的影像壓縮處理,因此延遲時間長達800ms,而現(xiàn)在通過使用GPU的硬件加速功能,將延遲時間縮短到了150ms左右。梅野介紹說:“我們打算以延遲時間短等為賣點,與其他公司的Wi-Fi Display產(chǎn)品形成差異化。”

面向游戲的非壓縮方式

另一方面,以WLAN以外的方法傳輸非壓縮影像的方式有WHDI、WirelessHD以及由Wireless Gigabit Alliance推進標準制定的Wireless Gigabit(以下簡稱WiGig)。WHDI使用5GHz頻帶,因此與采用WLAN的方式一樣,可在不同的房間進行連接。而利用60GHz頻帶毫米波的WirelessHD及WiGig因電波的直線性強,如果連接終端在視線之外就很難連接。雖然“通過控制信號輻射角的波束控制(Beam Steering)技術(shù)會自動避開傳輸路徑上的障礙物,有人走過時并不會斷開連接”(銷售WirelessHD適配器的軟銀BB由良),但不適用于連接不同房間里的終端。

非壓縮方式的共同點是延遲時間短。WirelessHD會產(chǎn)生2ms左右的延遲,而WHDI只有不到1ms的延遲。開發(fā)支持WHDI的LSI的Amimon公司執(zhí)行總裁Yoav Nissan-Cohen自信地表示:“我們公司產(chǎn)品的魅力體現(xiàn)在用于對游戲等要求實時性的應(yīng)用時。希望流暢地在大屏幕上玩智能手機和平板終端游戲的用戶應(yīng)該不在少數(shù)。”WiGig的延遲時間不明,不過從不會產(chǎn)生壓縮和解壓處理延時這點來看,估計與WHDI和WirelessHD差不多。

安裝面積及耗電量方面存在課題

不過,要想在智能手機上配備非壓縮方式,需要嵌入專用基帶LSI和RF發(fā)送IC,目前存在安裝面積增加、耗電量增大以及成本高等課題。從事WirelessHD的晶像公司和從事WHDI的Amimon公司均在致力于半導(dǎo)體工藝規(guī)則的微細化以及削減天線數(shù)量等改進。Silicon Image Japan代表董事社長竹原茂昭分析稱:“最新的WirelessHD芯片組尺寸為,基帶LSI為13mm見方,RF IC為12mm見方。峰值時的耗電量約為2W。要想配備于智能手機,芯片尺寸需要削減到10mm見方以下,耗電量需要降至1W以下。”用于平板終端的產(chǎn)品方面,WHDI已經(jīng)率先應(yīng)用于聯(lián)想公司的產(chǎn)品上,“配備到智能手機上還需要一些時間”(Yoav)(圖3)。配備于智能手機的產(chǎn)品的面世時間方面,預(yù)計WHDI為2013年,WirelessHD為2014年前后。
 
圖3:支持WHDI的聯(lián)想的平板終端“I deaPad S2 7”
在2012年的CES上發(fā)布,內(nèi)置了配備美國Amimon公司芯片組的WHDI模塊。
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WiGig雖然是最后出現(xiàn)的,但作為非壓縮方式的有力候補,其存在不容忽視。WiGig在60GHz頻帶的物理層及擴展了IEEE802.11的MAC層上,規(guī)定了處理HDMI和Display-Port等信號的擴展標準(圖4)。MAC層之所以與IEEE802.11標準確保了向后兼容,是因為設(shè)想了在平時使用WLAN,只在傳輸影像等時使用60GHz頻帶等用途。WiGig Alliance與Wi-Fi Alliance共同制定了認證計劃等,WiGig將來還有可能會與WLAN整合。

圖4:WiGig架構(gòu)的概要
配備了除IP外,HDMI和Display Port等信號也可以利用60GHz頻帶毫米波收發(fā)數(shù)據(jù)的功能。
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