【摘  要】本文根據(jù)在三網(wǎng)融合背景下智能家庭對無線高清視頻傳輸技術(shù)的需求，分析比對了UWB、WiDi、WirelessHD、WHDI、802.11ad等主流無線高清視頻傳輸技術(shù)標準的原理和優(yōu)缺點，并根據(jù)其所用頻段、傳輸速率和距離等特點，結(jié)合市場及家庭用戶需求，對這些技術(shù)的應(yīng)用進行了展望。

【關(guān)鍵詞】無線高清視頻傳輸 三網(wǎng)融合  智能家庭  應(yīng)用展望

一、引言

2010年7月1日，國務(wù)院公布了第一批三網(wǎng)融合試點地區(qū)名單，標志著三網(wǎng)融合大幕的正式拉開。三網(wǎng)融合的現(xiàn)實意義在于內(nèi)容的融合、傳輸方式的融合、設(shè)備的融合和服務(wù)的融合。對于用戶而言，三網(wǎng)融合的智能家庭將可以采用有線或者無線的方式連接包括電話、電腦和電視等設(shè)備，實現(xiàn)各項功能的統(tǒng)一控制。然而隨著高清平板電視逐漸走進臥室、書房，看電視已經(jīng)不再局限于客廳，而受影碟機、投影儀、音箱、機頂盒等擺放位置限制，其間的連接布線往往復(fù)雜繁瑣，與家庭的裝潢格格不入，也不能發(fā)揮最大功能。隨著越來越多支持高清多媒體家庭影院所需的復(fù)雜設(shè)備之間的連接接踵而至，UWB、無線HDMI、WiDi、WirelessHD和WHDI技術(shù)的出現(xiàn)，以及即將制定的802.11ad標準都為家庭 無線高清視頻傳輸提供了良好的解決方案。本文介紹了無線高清視頻傳輸技術(shù)的原理，對于三種技術(shù)的特點進行了比較，并就無線高清視頻傳輸技術(shù)在三網(wǎng)融合智能家庭中的應(yīng)用及進一步的發(fā)展做出了展望。

二、無線高清視頻傳輸技術(shù)背景

家庭中的影音設(shè)備，從最早的一個家庭一個電視一臺電

腦，已經(jīng)發(fā)展到一個家庭多臺電視、電腦，還有包括手機、Ipad等移動多媒體手持終端；從單一設(shè)備發(fā)展到支持無線網(wǎng)絡(luò)；電視節(jié)目也從傳統(tǒng)的無線模擬電視，發(fā)展到有線電視、數(shù)字電視直至現(xiàn)在的高清電視。

最早在家庭中傳統(tǒng)的模擬電視，增加一臺，只需要將電視信號線拉長，穿過墻就可以了，最多就是影響質(zhì)量越來越糟，但是由于數(shù)字信號的突變特點，衰減超過一定程度， 就收不到信號。再加上多臺電視如果通過有線的方式進行收看，至少需要四根線纜，設(shè)備之間密密麻麻的線纜非常復(fù)雜，而且與家庭裝潢格格不入。無線技術(shù)的發(fā)展，正為這些問題提供了解決方案1。

目前家用無線技術(shù)來說，IEEE802.11g占據(jù)了大部分的市場，可以提供54Mbps的帶寬，可以傳遞普通畫質(zhì)的數(shù)字電視信號。而高清電視信號對于帶寬的要求就要高的多，基本要達到3Gbps才能在家庭中以無線方式傳輸1080p分辨率 的高清數(shù)字電視信號?，F(xiàn)在主要可提供高清無線數(shù)字傳輸?shù)募夹g(shù)UWB、WiDi、Wireless HD、WHDI和802.11ad。

三、技術(shù)介紹

1.UWB

UWB（Ultra Wide-band）是一種無載波通信技術(shù)，使用頻段為3.1-10.6GHz，其發(fā)射功率必須在1mW 以下。UWB技術(shù)利用納秒至微秒級別的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)，通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號， UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實現(xiàn)數(shù)百Mbps至數(shù)Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率2。

UWB具有抗干擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能少、發(fā)送功率小等諸多優(yōu)勢。但是離3Gbps的帶寬有點遙遠，而且其對于數(shù)據(jù)傳輸要求很高，一個bit都不可以 錯，尤其是壓縮過的資料，就算有容錯設(shè)計，一旦錯誤位過多，所有數(shù)據(jù)將無法解壓縮。因此單純要以UWB傳遞高清影音信號是困難的，就算帶寬問題有所改善，還是要如現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以實時壓縮方式降低對帶寬的需求3。

2.無線HDMI

無線HDMI是HDMI和UWB技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，允許穿透墻壁，延伸到多房間進行無線通訊，速度雖然達不到有線的5-10Gbps，也可以達到480Mbps，最遠傳輸距離可以到10米。

3.WiDi

WiDi全稱是Wireless Display，是由英特爾公司開發(fā)的基于802.11n的無線高清顯示技術(shù)，其主要功能是可以讓筆記本電腦與高清電視或者高清顯示器進行無線連接。

Intel WiDi技術(shù)主要通過一個Push2TV無線適配器來進行實現(xiàn)，一方面Push2TV無線適配器與高清電視或者顯示器通過HDMI接口或者AV接口進行連接，一方面筆記本電腦通過Wifi與Push2TV無線適配器進行無線連接，從而就實現(xiàn)了筆記本的處理器對高清視頻、音頻進行壓縮，然后將壓縮的視頻文件通過wifi無線連接到電視上的無線顯示的功能。

要想使用WiDi技術(shù)，筆記本要搭載intel酷睿處理器，配置HM55/HM57/QS57/QM57移動芯片組，配置高清集成顯卡，搭載Centrino Advanced-N 6200/6300/1000無線網(wǎng)卡以及裝有微軟windows7操作系統(tǒng)，顯示設(shè)備需要支持HDMI 或符合A/V接口，以便和Push2TV無線適配器進行連接。筆記本上還要安裝intel My WiFi軟件以及intel無線顯示軟件。

WiDi技術(shù)架構(gòu)簡單，硬件需求不苛刻，可實現(xiàn)遠距離高清視頻傳輸，與電視連接基本達到有線水準。不過其不支持1920x1080分辨率，顯示有大約1秒延時，音頻輸出僅支持立體聲，不支持5.1環(huán)繞，外接高清顯示設(shè)備在調(diào)節(jié)上有 一定局限，因信號強弱影響，視頻傳輸過程中可能出現(xiàn)畫面中斷現(xiàn)象。而且由于WiDi技術(shù)是使用WiFi進行高清圖像傳輸，相當于一直在進行大流量的無線網(wǎng)絡(luò)上傳下載操作。實測顯示，啟用WiDi進行圖像無線傳輸會導(dǎo)致筆記本電池續(xù)航時間縮短近2小時。

4.Wireless HD

利用60GHz頻段進行高速無線傳輸?shù)腤irelessHD可提供傳輸全高清晰度無壓縮視頻所必要的帶寬，其最高傳輸速率為5Gbps，支持1080p的視頻信號以及8信道高質(zhì)量音 頻信號，傳輸延遲在5-15毫秒之間，可以保證高清畫面?zhèn)鬏數(shù)牧鲿尺M行。用戶可在多臺設(shè)備之間更便利的傳輸、播放全高清內(nèi)容，用戶可以容易的構(gòu)建和管理自己的無線視頻局域網(wǎng)4。WirelessHD的4Gbps傳輸采用點對點和單向的方式，也就是播放設(shè)備負責信號發(fā)射，大屏電視負責接收，不過WirelessHD實際上還包括一個速度小于100Mbps 的反向傳輸信道，它的功能僅限于顯示設(shè)備向播出設(shè)備的回饋信息傳輸。

雖然WirelessHD帶寬足夠高，但是傳輸距離非常短，腦，已經(jīng)發(fā)展到一個家庭多臺電視、電腦，還有包括手機、Ipad等移動多媒體手持終端；從單一設(shè)備發(fā)展到支持無線網(wǎng)絡(luò)；電視節(jié)目也從傳統(tǒng)的無線模擬電視，發(fā)展到有線電視、數(shù)字電視直至現(xiàn)在的高清電視。

最早在家庭中傳統(tǒng)的模擬電視，增加一臺，只需要將電視信號線拉長，穿過墻就可以了，最多就是影響質(zhì)量越來越糟，但是由于數(shù)字信號的突變特點，衰減超過一定程度， 就收不到信號。再加上多臺電視如果通過有線的方式進行收看，至少需要四根線纜，設(shè)備之間密密麻麻的線纜非常復(fù)雜，而且與家庭裝潢格格不入。無線技術(shù)的發(fā)展，正為這些問題提供了解決方案1。

目前家用無線技術(shù)來說，IEEE802.11g占據(jù)了大部分的市場，可以提供54Mbps的帶寬，可以傳遞普通畫質(zhì)的數(shù)字電視信號。而高清電視信號對于帶寬的要求就要高的多，基本要達到3Gbps才能在家庭中以無線方式傳輸1080p分辨率 的高清數(shù)字電視信號?，F(xiàn)在主要可提供高清無線數(shù)字傳輸?shù)募夹g(shù)UWB、WiDi、Wireless HD、WHDI和802.11ad。

四、技術(shù)比較

以上所介紹的幾種無線高清視頻傳輸技術(shù)特點比較如下：

UWB在日本沒有可用頻段，在歐洲要受到限制，在歐洲UWB被限制在6-10GHz頻段內(nèi)，比美國小3GHz。開發(fā)人 員必須確保UWB在歐洲的傳輸功率比在美國小20dB，這樣一來就被限制在4Gbps，而且還要監(jiān)聽和避免競爭信號。因此UWB以及基于UWB技術(shù)的無線HDMI技術(shù)由于頻譜資源的 限制，較難以推廣。

WiDi技術(shù)無法支持到1080p的高清視頻的分辨率， 802.11ad標準還正在制定中，并無產(chǎn)品面世，因此現(xiàn)在具有較多應(yīng)用的無線高清傳輸技術(shù)就是WirelessHD和WHDI。

在技術(shù)方面，WirelessHD工作頻段為60GHz，傳輸速度為4 Gbps，最長傳輸距離為10米，可傳輸1080p無損影像和音頻加密信號；WHDI工作頻段為5GHz，傳輸速度為3Gbps，最長傳輸距離為30米，也可傳輸1080p無損影像和 音頻加密信號。綜合看來，WirelessHD在單個房間內(nèi)傳輸速度占優(yōu)，但是整個家庭的無線高清傳輸還是需要采用WHDI技術(shù)。

傳輸技術(shù)上60GHz上需要面臨挑戰(zhàn)，比如自適應(yīng)的定向天線陣列，來適應(yīng)客廳里的特殊環(huán)境，在客廳，人們可能隨時在電波前走動或者將整個系統(tǒng)導(dǎo)出移動，WirelessHD 技術(shù)必須能自動算出發(fā)射機和接收機之間的電波最佳傳送途徑，并且在傳輸途徑受阻時進行自適應(yīng)變化。

市場方面，WirelessHD更傾向于電腦、播放器、機頂盒、手機等終端產(chǎn)品；WHDI更傾向于電視機。

產(chǎn)業(yè)方面，WirelessHD聯(lián)盟成立于2006年，目前支持者有LG、松下、索尼、三星、NEC等；WHDI聯(lián)盟成立  于2008年，目前支持者有日立、摩托羅拉、索尼、三星、夏普、LG以及我國彩電制造商的支持，長虹已于2011年CES（國際消費電子展）上推出支持1080p無線高清傳輸?shù)腤HDI電視。

五、應(yīng)用與展望

2010年CES展會宣布的WirelessHD1.1標準新特性包括 優(yōu)化構(gòu)架，在A /V流傳輸、文件傳送中可處理Gb級別的數(shù)據(jù)率，連接功耗更低；數(shù)據(jù)傳輸率可達10-28Gbps，可滿足更高分辨率、更深色彩、更高幀率、更高速數(shù)據(jù)應(yīng)用等未來高清顯示設(shè)備的需要；支持通用的3D立體格式和分辨率；

最高可支持4096*2160分辨率，與很多數(shù)字影院相同；無線個人局域網(wǎng)設(shè)備支持固定和移動設(shè)備的同步文件傳輸，還提供了互聯(lián)網(wǎng)訪問IP連接、無線高清設(shè)備聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；可向低功耗便攜設(shè)備流傳輸無損視頻，包括智能手機、上網(wǎng)本、便攜式媒體播放機等；支持HDCP2.0，唯一支持多媒體內(nèi)容流傳輸和拷貝的標準。

而Computex 2010展會上，AMIMON Inc.公司已經(jīng)展示了基于WHDI技術(shù)的3D HDTV立體高清電視。WHDI 2.0則定于2011年第二季度公布，主要新特性包括：全面的3D立體技術(shù)支持，除了HDMI 1.4a規(guī)范中的所有3D格式之外還將支持下一代1080p 60Hz×2 3D格式；支持下一代4K×2K高清分辨率格式，也就是4096×2160，相當于1080p全高清的四倍；集成WHDI Wi-Fi無線技術(shù)，在同一通道內(nèi)共存； 通過降低功耗和部署要求，集成在無線設(shè)備之中。

隨著技術(shù)的發(fā)展，無線高清數(shù)字傳輸技術(shù)將支持更高分辨率的視頻，支持3D電視等更多應(yīng)用。在三網(wǎng)融合的大形勢下，無線高清數(shù)字傳輸技術(shù)將結(jié)合家庭影音設(shè)備、個人移動終端、車載多媒體設(shè)備技術(shù)發(fā)展，結(jié)合電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、廣電網(wǎng)的融合契機，結(jié)合Zigbee等無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，在視頻監(jiān)控系統(tǒng)、遠程會議系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等多個領(lǐng)域中發(fā)揮作用，更好的滿足市場和用戶需求，為用戶提供更豐富的應(yīng)用。