發布日期：2022-07-14 點擊率：55
供應商與瞄準住宅起居室無線連接的技術公司的結盟,消費電子行業的標準大戰正在愈演愈烈。消費者強烈要求取消與機頂盒之間的連線,但是無線連接在與HDMI等量齊觀之前還存在若干技術障礙。
更高的數據傳輸速度、更小的延遲和穩定的視頻傳輸,一直都是產品開發中存在的瓶頸,不過目前推出的幾種新興標準有望推動無線高清技術的發展。這些據稱能滿足HD傳輸龐大需求的解決方案,預期在2010到2011年間將在A/V設備中大展拳腳。
由于起居室里的各種插件設備日益增多,利用無線技術連接HDTV和A/V設備的概念正在逐漸流行。而隨著平板顯示屏的面市,越來越多的消費者開始把電視機安裝在墻上,他們不希望電視‘懸浮’在墻上的感覺被線纜破壞掉。
“用戶對無線連接的需求在不斷增長,因為這樣做可以讓房間看起來簡潔清爽。”日立消費業務集團通信及法律部總經理Shuichi Tago表示。
隨著制造商紛紛致力于開發更薄的平板顯示屏,將調諧器和顯示屏分離開來的電視設計將推動需求進一步增長。現在,市場上已經出現了一些基于這種概念的HDTV產品。日立和夏普研發的薄至英寸的高端電視機,就配有可選的外部無線連接適配器。集成無線連接功能的A/V設備也有望于明年面市。
不過,無線高清連接可能無法如有些人所希望的那樣快速滲透消費類市場,因為目前三種相互競爭的系統互不兼容:使用60GHz傳輸的WirelessHD；使用5GHz的無線高清接口(WHDI)；以及使用4.2-4.8 GHz頻段的UWB。這三種格式都聲稱已解決了住宅環境對無線A/V互連的三大要求:高數據傳輸率,短延時和高質量圖像。
傳輸未經壓縮的8位彩色、60幀/秒、720p分辨率的視頻需要速率,1080i需要1.5 Gbps,而1080p則需要3Gbps。而傳輸壓縮后的視頻至少也需要80Mbps。
延時是首要考慮的問題,因為消費者希望利用遙控器能夠在100毫秒內切換HDTV頻道。游戲玩家尤其需要快捷的響應,盡可能減小信號從輸入到屏幕顯示之間的延時對游戲而言至關重要。任何為了便利性而在延時方面所做的折衷在游戲領域都絕對不能被接受。
此外,還必須保證穩定的圖像質量。這在家庭環境中頗具挑戰性,因為在家庭中,各種組配件越來越傾向于通過櫥柜和墻體與電視進行分離。現在的用戶提倡居室美觀,他們希望音/視頻設備能夠成為房間裝飾的一部分,對沒有線纜連接的需求正是這一總體趨勢的體現。如何確保信號能夠順利通過這些障礙物是技術的關鍵所在。
F1: 面向A/V設備的無線傳輸協議比較(假設這些協議所提供的圖像質量與使用HDMI線纜相當)
WirelessHD使用60GHz的寬頻帶,因此其數據傳輸速度高達4Gbps。這種格式受到了SiBeam、英特爾、LG、松下、NEC、三星、索尼和東芝等領先技術開發商的支持。根據報告,由以色列Amimon公司開發的WHDI,其數據率可高達3Gbps。
這樣的數據傳輸率與基于HDMI 1.2的有線連接吞吐量大致相當,后者大約為。這一速度足夠傳輸1080p的未壓縮HD圖像。
另一方面,UWB格式的數據率據稱可達480Mbps,在傳輸HD視頻圖像時主要靠壓縮和擴展。
消費類市場目前尚未在單一標準或統一無線HD格式方面達成共識,各種候選方案都有自己的優缺點。例如,WirelessHD需要很高的IC制造成本,而且在操作范圍方面存在潛在問題。
一般而言,傳輸信號直線傳輸的能力隨著頻率的升高而增強。但是,當信號遇到障礙,比如孩子或家里的寵物檔在電視前面,信號的穩定性就會下降。因此,業界有人質疑在家庭設備中進行穩定的傳輸是否可行。
Amimon聲稱已在5GHz下成功獲得WHDI格式3Gbps的數據傳輸速度,但沒有披露其方案的具體細節,有人猜測其數據可能是壓縮的或“部分”省略的。
關于UWB的問題主要集中在因數據壓縮和解壓造成的圖像質量下降和延時增加兩方面。
不論存在怎樣的技術挑戰,預計這三種互不兼容的格式今后都將各自發展。隨著嵌入了不兼容無線連接技術的A/V系統逐漸普及,消費者將會為不同設備間的連接倍感頭痛。HD-DVD和藍光光盤的混戰就是競爭格式阻礙技術進步的一大佐證。同樣地,無線HD連接也可能因標準問題而擱淺。但另一方面,供應商之間白熱化的競爭可能催生出一個事實標準。
F2:不同HD圖像格式所要求的傳輸速度
走進WirelessHD
WirelessHD使用60GHz頻段來獲得數千兆的數據率,目前最高達4GHz。60GHz頻段屬于IEEE定義的30-300GHz中的極高頻段。除現有供應商SiBeam之外,針對WirelessHD的60GHz兼容IC已引起NEC等多家公司的關注。SiBeam的器件據稱可降低制造成本和能耗。據該公司表示,隨著效率提高,IC成本還有望進一步降低。
WirelessHD采用兩個信道解決了高頻段信號的穩定性問題。高速率物理層(HRP)以高數據率傳輸HD圖像,而低速率物理層(LRP)主要處理發射器和接收器之間的控制信號。
LRP信道控制天線的方向性,確保HRP信道的信噪比始終最大化。如果信號遇到干擾,這個系統會利用相控陣波束賦形技術實時改變傳輸信號的方向性,保證受阻信號到達HD圖像數據接收器。“這樣一來,對住宅應用來說就沒有問題了?！盬irelessHD聯盟主席John Marshall稱。
在今年初的消費電子展會上,松下和東芝都展出了WirelessHD系統,演示了傳輸路徑上存在障礙時圖像數據仍然穩定傳輸的能力。“這些演示具有重大意義?！盬irelessHD聯盟董事會成員兼NEC設備平臺研發中心研發總監 Muneo Fukaishi表示。
WirelessHD還面臨著一個測試問題,即安全連接性測試。從今年夏天開始,WirelessHD聯盟將著手進行該協議的協議認證和互連性測試。
對WirelessHD而言,隨著更多芯片供應商簽約加盟,IC成本可能下降。東芝、日立、富士通和夏普已開始這方面的研發工作,但沒有披露細節。
NEC也在逐漸增加WirelessHD的半導體研發力度?！拔覀儗⒃?010年推出芯片,并在依此安排研發計劃進度。”Fukaishi提到。NEC一直在利用一種CMOS制造工藝開發RF IC收發器,它打算構建一種兼容WirelessHD協議的基帶/MAC層嵌入式數字IC。
WHDI的優勢
WHDI協議也能夠傳輸未壓縮的1080p HD圖像。據開發商Amimon公司高級經理Naoki Matsuda稱,在5GHz利用40MHz帶寬,WHDI的數據傳輸速度最大可達3Gbps。
該公司沒有透露具體的技術細節,但它計劃建立一個WHDI聯盟,并考慮對聯盟成員公司披露部分細節。該聯盟預計在8、9月份啟動,據報導,對之感興趣的企業包括幾家日本公司、兩家南韓公司,以及至少一家美國的設備制造商。
一旦該聯盟成立,并提供技術數據,那么其它銷售商就能夠開發相關芯片組。不過,迄今為止,還只有Amimon一家在銷售WHDI兼容型芯片組。該公司最近確認,夏普在三月份發布的無線器件就選用了其產品。
到夏季,將有幾款采用了WHDI協議的A/V產品在日本面市。Funai公司計劃在2009年推出整合Amimon第二代基帶/MAC層IC的設備。
相比 協議,WHDI的 3Gbps數據率相當高,雖然它們使用幾乎一樣的頻率帶寬,但后者的最大發射數據率為僅為54Mbps。
Amimon的Matsuda表示:“利用WHDI,信號不需要被壓縮或省略。”他還補充道,這樣的速度是通過把4x5 MIMO技術與Amimon的原始調制方案相結合而實現的。
多輸入多輸出(MIMO)技術一般可提高數據傳輸速度和穩定性,但MIMO本身無法產生3Gbps的數據率。對此,Amimon采用了一種被稱為信源-信道聯合編碼(JSCC)的現有信號處理技術。JSCC針對圖像數據應用了增強型誤差校正技術,圖像數據中的誤差很容易被人眼所識別,誤差不可識別意味著無誤差校正,這個過程被稱為不可辨識的位容錯無線通信協議。Amimon整合了JSCC和它自己的單級調制方案。
WHDI沒有像WirelessHD那樣保證數據的完整傳輸?！暗覀兊难菔颈砻?利用HDMI電纜的HD圖像質量和利用WHDI發射的圖像之間沒有差別。”Matsuda稱。
UWB最早投產
在所有這些連接A/V設備的競爭性無線協議中,UWB是最早投產的。日立在去年12月就發布了一款配備UWB的HDTV。這款薄型電視機的顯示屏和調諧器是分開的,通過一個基于Tzero Technology公司UWB兼容芯片組的外接無線設備進行連接。
“諸如技術確定和低成本芯片供貨等因素是我們的量產優勢?！盩zero CEO Rajeev Krishnamoorthy表示。
日立對此表示贊同?！半S著無線設備量產進入日程,我們推斷,UWB協議從總體角度來看是最適合的?！比樟⑾M電子研發中心高級研究員Masaki Noda表示。
UWB協議的數據傳輸率為480Mbps,這意味著HD圖像必需經過壓縮才能進行傳輸。這造成了UWB的主要缺點:因編碼和解碼導致質量可能下降。
日立通過圖像處理技術解決了這個問題:對于無線連接,日立的設計使用了比目前信號通過HDMI傳送時所用的更為先進的3-D降噪和邊緣增強技術。人眼無法感覺到圖像質量的差異,日立消費業務集團平板顯示部門總經理Takaaki Matono提到。
日立指出,量產的最大障礙是遙控命令和圖像切換之間的延時。UWB使用HDMI協議中定義的消費電子控制(CEC)功能來交換設備控制信號,而這種交換造成遙控器命令發送和電視機響應之間的延時。日立優先考慮控制信號,以便減少用戶使用遙控器的延時感覺。
在游戲世界,玩家和電視屏幕之間哪怕一點點微小的滯后都可能有礙于使用。為解決這一問題,Tzero Technologies公司的UWB協議采用了Ultra MIMO技術,據稱可大幅提高無線連接可靠性、降低數據包錯誤率(PER)。
作者:Shinko Maekawa
作者Shinko Maekawa是EE Times Japan的編輯,本文的附加報導作者Rebecca Day為紐約的自由撰稿人。
