中心議題：

• 寬帶無線技術
• 無線HDMI關鍵指標
• 無線HDMI麵臨的挑戰

解決方案：

• 超低時延技術
• 基於802.11n的無線HDMI應用

近年來低成本寬帶無線技術(如802.11n、UWB和60GHz)的發展使得30至100英尺或者更廣範圍內100Mbps速率的無線傳輸成為可能。與高清電視、電(dian)腦(nao)顯(xian)示(shi)器(qi)以(yi)及(ji)投(tou)影(ying)儀(yi)進(jin)行(xing)高(gao)速(su)率(lv)無(wu)線(xian)連(lian)接(jie)的(de)障(zhang)礙(ai)業(ye)已(yi)清(qing)除(chu)，競(jing)爭(zheng)已(yi)轉(zhuan)向(xiang)為(wei)高(gao)清(qing)視(shi)頻(pin)和(he)圖(tu)形(xing)的(de)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)提(ti)供(gong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)。這(zhe)個(ge)趨(qu)勢(shi)給(gei)消(xiao)費(fei)者(zhe)和(he)企(qi)業(ye)帶(dai)來(lai)的(de)益(yi)處(chu)是(shi)巨(ju)大(da)的(de)。很(hen)明(ming)顯(xian)，對(dui)於(yu)最(zui)終(zhong)用(yong)戶(hu)來(lai)說(shuo)，以(yi)無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)來(lai)替(ti)代(dai)繁(fan)瑣(suo)的(de)視(shi)頻(pin)線(xian)連(lian)接(jie)意(yi)味(wei)著(zhe)全(quan)新(xin)的(de)體(ti)驗(yan)。

隨著帶有高清多媒體播放功能的筆記本電腦和便攜/手持設備的迅速普及，這些設備與高清顯示器的連接已經成為非常流行的功能。無線連接adhoc的特性給消費者帶來了極大的便利。

現在PS3youxikongzhitaiyikeyizhichilanyashoubing，zheshidexiaofeizhexiwangnenggouyongyoukeyisuishisuidixianshiyouxihuamiandeshebei。tongyangde
，ruguonenggoushixiaofeizhezaijiazhongderenhexianshishebeishangyiwuxiandefangshitongshikongzhihezhakanbutongdeshipinneirong，meitizhongxinshebeizhizaoshangmenjiangshouyikeguan。

對於企業應用來說，無視頻線連接意味著連接桌麵擴展塢和會議室投影設備的繁瑣的操作將不複存在。

寬帶無線技術
目前
，有如表-1中所列幾種針對高清顯示器和投影儀的寬帶無線技術。

表-1僅列出了四項最受關注的無線寬帶技術，並無意於詳盡羅列所有技術。另外
，表-1種所列最大傳輸速率為物理層數據
，實際數據率由於MAC層的開銷通常會小於該值。

無線HDMI關鍵指標
無線HDMI必須提供如下無電纜HDMI轉發器功能：

1.傳輸視頻數據；
2.傳輸音頻數據
；
3.傳輸EDID(擴展顯示標識數據)信息

；
4.傳輸CEC數據；
5.傳輸時鍾信息。

無線HDMI的目標是提供與有線HDMI相同的用戶體驗。由此我們在表-2中列出無線HDMI的幾項關鍵指標：


操作範圍可覆蓋單個房間僅為最低要求。從消費者收益最大化的角度考慮
，他們更希望能夠將無線HDMI的覆蓋範圍擴展到整個家庭。

低成本並不意味著無線HDMI將擁有與有線HDMI同樣的價格。在消費者看來，為無線HDMI所帶來的便捷多付出些代價是值得的。盡管這樣，在市場初期，無線HDMI的零售價格不應超過每傳輸/接收對200美元。而當市場成熟後
，其價格應低於80美元。

無線HDMI麵臨的挑戰
表-3列出了通過有線HDMI傳輸各種高清和標清視頻格式所需要的帶寬。


在如此之高的比特率下

，即使是表-1中帶寬最高的寬帶無線技術仍然無法傳輸未經壓縮的24比特/像素1080p60視頻信號。從表-4中(zhong)可(ke)見(jian)，盡(jin)管(guan)壓(ya)縮(suo)後(hou)的(de)多(duo)通(tong)道(dao)高(gao)清(qing)音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)仍(reng)然(ran)需(xu)要(yao)相(xiang)當(dang)高(gao)的(de)帶(dai)寬(kuan)，但(dan)是(shi)和(he)未(wei)經(jing)壓(ya)縮(suo)的(de)高(gao)清(qing)或(huo)標(biao)清(qing)視(shi)頻(pin)信(xin)號(hao)相(xiang)比(bi)，音(yin)頻(pin)信(xin)號(hao)所(suo)需(xu)帶(dai)寬(kuan)還(hai)是(shi)非(fei)常(chang)低(di)的(de)。



1)HRA=HighResolutionAudio
2)MA=MasterAudio

無(wu)線(xian)傳(chuan)輸(shu)麵(mian)臨(lin)的(de)另(ling)一(yi)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)帶(dai)寬(kuan)的(de)大(da)幅(fu)波(bo)動(dong)。盡(jin)管(guan)陣(zhen)列(lie)信(xin)號(hao)處(chu)理(li)和(he)波(bo)束(shu)構(gou)成(cheng)領(ling)域(yu)已(yi)取(qu)得(de)長(chang)足(zu)進(jin)步(bu)，相(xiang)同(tong)頻(pin)帶(dai)內(nei)其(qi)他(ta)無(wu)線(xian)信(xin)號(hao)的(de)幹(gan)擾(rao)和(he)傳(chuan)輸(shu)路(lu)徑(jing)上(shang)的(de)障(zhang)礙(ai)物(wu)仍(reng)然(ran)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)傳(chuan)輸(shu)帶(dai)寬(kuan)的(de)波(bo)動(dong)。[page]
壓縮亦或不壓縮？
congkuandaiwuxiandezuigaodaikuanyiwufazhichigaoqingshipinchuanshukanlai
，daanxianeryijian。dangengzhongyaodeshi，zaimouzhongchengdushangduomeitiyingyongsuoxudaikuanzongshichaoguoshijikeyongzhi。yincirenhemianxiangweilaidewuxianHDMI解jie決jue方fang案an必bi須xu對dui視shi頻pin和he音yin頻pin信xin號hao進jin行xing壓ya縮suo。一yi個ge顯xian而er易yi見jian的de例li子zi是shi可ke以yi將jiang高gao清qing音yin視shi頻pin流liu播bo送song到dao若ruo幹gan個ge顯xian示shi設she備bei上shang的de家jia庭ting媒mei體ti中zhong心xin。另ling一yi個ge例li子zi是shi即ji將jiang到dao來lai的de2K(24和48幀/秒
，2048x1080分辨率)和4K(24幀/秒，4096x2160分辨率)的數字影院顯示器和投影儀。48比特/像素的4Kp24未壓縮視頻流所需要的帶寬高達12.8Gbps。

有人也許會說播送已壓縮好的音視頻源，比如DVD電影或者有線電視節目，就已經足夠了。但是，比用於藍光DVD的節目導航或者其他互動總是會需要圖形疊加部分。在遊戲控製台中
，這點更加明顯：所suo有you數shu據ju要yao麼me是shi純chun圖tu形xing，要yao麼me是shi圖tu形xing和he視shi頻pin的de組zu合he。因yin此ci
，將jiang壓ya縮suo過guo的de音yin視shi頻pin源yuan和he未wei壓ya縮suo的de圖tu形xing信xin息xi分fen別bie傳chuan輸shu，然ran後hou在zai顯xian示shi端duan重zhong新xin組zu合he是shi不bu現xian實shi的de。而er且qie，未wei壓ya縮suo的de圖tu形xing信xin息xi所suo需xu帶dai寬kuan依yi然ran很hen高gao(見表-3)。

H.264視頻壓縮標準
盡管現在已有若幹視頻壓縮標準可以將視頻信號的比特率降到合理範圍之內，但是最新的H.264標準明顯是最佳選擇。為了涵蓋廣泛的應用場景
，H.264定義了多種檔次、級別和編碼工具的組合。例如說，通過調整量化參數可以生成與原始輸入相差無幾的重建視頻。編碼過程中，可以僅使用I幀

，也可以使用P幀或B幀通過減少時間域的冗餘來提高編碼效率。

H.264可以壓縮4:2:2或者4:4:4格式的YUV輸入
，以及24比特/像素及以上的格式，它甚至還包含一個無損的檔次。高效的H.264編碼器可以將1080p60高清視頻的比特率降到50Mbps左右
，相對於壓縮前3.6Gbps的碼率
，壓縮率高達75:1。更重要的是，H.264已在業界被廣泛應用。數字照像機以及數字攝像機也已開始采用H.264高清編碼器

，而且其價格相當低廉。

時延–視頻壓縮的巨大挑戰
無線HDMI應用中視頻壓縮所麵臨的關鍵性難題是如何減少計算帶來的時延。當提高視頻的分辨率、幀率和色深時，時延會進一步增加。這是所有視頻編碼標準都會麵臨的問題

，H.264也(ye)不(bu)可(ke)避(bi)免(mian)。另(ling)外(wai)，碼(ma)率(lv)控(kong)製(zhi)也(ye)會(hui)帶(dai)來(lai)時(shi)延(yan)的(de)增(zeng)加(jia)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)為(wei)了(le)平(ping)滑(hua)輸(shu)出(chu)比(bi)特(te)率(lv)而(er)使(shi)用(yong)的(de)緩(huan)衝(chong)會(hui)導(dao)致(zhi)更(geng)大(da)的(de)時(shi)延(yan)。通(tong)常(chang)要(yao)求(qiu)碼(ma)率(lv)波(bo)動(dong)越(yue)小(xiao)越(yue)好(hao)以(yi)避(bi)免(mian)帶(dai)寬(kuan)起(qi)伏(fu)而(er)影(ying)響(xiang)解(jie)碼(ma)端(duan)視(shi)頻(pin)的(de)質(zhi)量(liang)。I幀總是帶來碼率的大幅波動。即使在兩個I幀之間，隨著圖象複雜程度的變化，碼率也可能會有比較大的變化。諸如前處理等的其他因素也會使時延進一步增加。

超低時延技術(SLL技術)
WWCommunications在WW602和WW108超低時延H.264高清視頻編解碼器中
，通過架構和算法上的創新
，解決了視頻壓縮中低時延的難題。其正在專利申請中的超低時延技術(SLL技術)緩解了視頻處理和碼率控製中的瓶頸。通過使用SLL技術
，視頻處理的時延僅取決於視頻像素時鍾。這意味著處理1080p60視頻信號的時延遠小於處理480p60視頻信號的時延

，因為1080p60視頻信號的像素時鍾頻率遠高於480p60視頻信號。事實上，SLL技術可以使編碼和解碼一路1080p60視頻信號的時延可以低於1毫秒。

SLL技術使用了諸如宏塊幀內刷新的方法來解決緩衝I幀所帶來的時延。不同於編一個完整的I幀
，I-宏塊分布於若幹幀之間。這使得在規定的碼率和時延內，I幀的編碼碼流可以被平滑地輸出。宏塊幀內刷新的所帶來的另一個好處是提高了編碼碼流的錯誤彈性。

對於無線HDMI應用來說，SLL技術還有另一顯著優勢――唇同步。在使用WW108和WW602時，即使沒有諸如時間戳或其他音視頻同步技術，隻要音頻信號沒有顯著的延遲，音頻和視頻信號不同步的問題將不複存在。

基於802.11n的無線HDMI應用
802.11n的5GHz頻段通常應用於低延遲，交互性強的WiFi產品。實際上，表一中的其他無線標準在技術和市場成熟以後也會應用於無線通信。其中

，UWB以其低功耗的特性，逐漸作為可視距離的無線通信方案的首選，例如實現無線傳輸的“dongle”。

相對於可視距離的無線通信的應用，802.11n可實現更遠距離的(非可視距離)的多媒體通信，比如在家裏的不同房間之間的音視頻通過無線播放。我們用標準的802.11的產品用來測試，證明魯棒性很好
，可以穿越牆壁和混凝土樓板，圖-1是測試環境圖示，用SONY的PS3遊戲機作為高清的視頻源
，源和顯示設備之間距離100英尺並穿越6麵牆
，視頻的內容包括遊戲和電影視頻。表5是測試結果，一組是編碼端和解碼端都是2x3MIMO(2個發送天線和3個接收天線)的無線設備，另一組采用編碼端2x3MIMO,接收端2x2MIMO的無線設備。WW602編碼用20Mbps碼流的圖像質量可超越高清電纜傳輸的6-15Mbps的圖像質量。


                                             圖-1：WW602基於802.11n的無線HDMI測試環境

注意：最大編解碼速率設置在65Mbps


采用WW602和WW108設計無線HDMI的解決方案

最新的超低時延H.264高清視頻編解碼芯片WW602和WW108支持信道自適應傳輸速率,可變速率和可變分辨率.這些先進的特性使得無線HDMI可以實時調整碼率以匹配各種不同工況下的信道帶寬,也可以將高清內容變換以適應那些僅能處理較低分辯率和較低碼率的設備.見表-5.

WW602和WW108芯片中強大的編碼端容錯機製和解碼端的錯誤掩蔽機製可以給用戶穩定可靠的視頻無線HDMI體驗.編碼端容錯機製包括可變的GoP,可變的slice和intra-refreshsizes,強製I幀以及隨機I塊刷新(intra-refresh).解碼端的錯誤掩蔽機製則用宏塊或禎級的SKIP模式實現.

W602的目標市場是低價,單碼流的無線HDMI應用,如筆記本,遊戲機,DVD播放器,機頂盒,DVRs,便攜式媒體播放器等.WW108以它的多碼流處理能力瞄準媒體集線器(mediahubs),媒體集線器借助WW108可以提供同時將不同的內容傳輸到不同的顯示器上的無線通道。

圖-2展示了基於WW602的單碼流無線HDMI方案的框圖。圖-3展示了基於WW108的多碼流無線媒體集線器方案的框圖.在這些方案中,隻有視頻經過壓縮和解壓,而音頻和控製信號,如HDMICEC和EDID

，都是通過無線信道直傳的。



                                           圖-2：基於WW602的單碼流無線HDMI方案的框圖


                                                圖-3:基於WW108的多碼流無線媒體集線器方案的框圖


在高清視頻引入到內容的發行的各個方麵後，“剪斷視頻線”成cheng了le高gao清qing娛yu樂le的de技ji術shu前qian沿yan。盡jin管guan有you各ge種zhong寬kuan帶dai的de無wu線xian技ji術shu競jing爭zheng到dao顯xian示shi器qi的de無wu線xian通tong道dao
，但dan我wo們men不bu難nan發fa現xian帶dai寬kuan還hai是shi遠yuan遠yuan不bu夠gou的de。唯wei一yi可ke行xing的de是shi采cai用yong壓ya縮suo技ji術shu
，而er現xian在zai最zui好hao的de就jiu是shi采cai用yongH.264標準。最大的挑戰就是降低編解碼通道所帶來的時延。W&WCommunications,Inc.通過采用自己的超低時延技術(SuperLowLatencyTechnology)證明經過精心設計的編解碼芯片可以克服時延的困擾。