智能手機聯動電視,Wi-Fi Display竟被視為主流?
發布時間:2012-07-19
導言:無線高清影像傳輸方式大致可分為兩種,即將高清影像壓縮後利用WLAN傳輸的方式,以及用WLAN以外的的其他方法傳輸非壓縮影像的方式。就結果來看,采用WLAN技術的方式將成為主流,其中尤其引人關注的是“Wi-Fi Display”方法。下麵就來看一下行業的動向。
把影像壓縮後再發送的技術和標準有蘋果公司的AirPlay Mirroring、英特爾公司的WiDi以及由Wi-Fi Aliance製定標準的Wi-Fi Display等。這些技術和標準全部采用WLAN “IEEE802.11係列”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麵向外設廠商公開了性能參數,各公司的適配器紛紛上市。Wi-Fi Display預定從2012年6月下旬開始進行認證測試,預計2012年夏季支持該標準的產品就會麵世注4)。而AirPlay Mirroring未公開性能參數,所以目前隻有蘋果公司的產品才能使用。
WLAN方式的特點是電波容易到達。2.4GHz頻帶和5GHz頻帶的WLAN由於電波比較容易迂回,因此可在不同的房間內連接(圖1)。但影像的壓縮和解壓處理會產生較長的延遲時間,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,適用於在不同房間的連接,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使用。
IEEE802.11ac也將起到積極作用
預計美國將在2012年底、日本將在2013年春實現產品化的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WLAN產品營銷副總裁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起變為標配。NEC AccessTechnica開發本部統括部長(HGW事業)山下肇表示,“通過提高糾錯能力,可以抑製影像傳輸時的塊狀噪聲等帶來的畫質劣化現象”。
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,目前都在討論投產支持該標準的適配器等外設”(日本I-O DATA DEVICE)。
Wi-Fi Display是以無需經由WLAN接入點即可在終端間直接通信的標準“Wi-Fi Direct”為基礎,由上層的協議棧軟件構成的安裝指南。鎖定終端服務的“服務發現(Service Discovery)”等的處理利用Wi-Fi Direct進行,影像的壓縮/解壓處理及管理數據流的傳輸層等利用Wi-Fi Display處理(圖2)。壓縮/解壓采用H.264格式。由於最近的智能手機不但標配WLAN功能,采用內置H.264編解碼器電路GPU的終端也很多,因此Wi-Fi Display還具有易於配備到終端中的特點。“在受限於安裝麵積和耗電量的智能手機中,無需追加硬件即可配備的優勢非常大”(Cavium公司的柴田)。

圖2:Wi-Fi Display的協議棧
通過Wi-Fi Direct,無需經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。
[page]
實際上,高通和博通等半導體廠商已經發布了支持Wi-Fi Display的整合芯片組等,目前正在等待認證測試,開發WLAN協議棧軟件的企業也在迅速應對。提供Wi-Fi Direct應用開發環境的ISB公司表示,“隻要標準性能參數一確定,我們就將支持Wi-Fi Display”。
英特爾也表明支持Wi-Fi Display
對於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台營銷事業本部 網絡營銷經理梅野光表示,“今後計劃使WiDi符合Wi-Fi Display標準”。
WiDi方麵也在穩步進行著改進,2010年第一季度發布的1.0版的可傳輸影像限定為720p(1280×720像素)以下,也不支持著作權保護技術“HDCP(high bandwidth digital content protection)”。而2011年初發布的2.0版則支持1080p(1920×1080像素)的全高清影像,2011年底又實現了對HDCP的支持。1.0版利用軟件執行H.264格式的影像壓縮處理,因此延遲時間長達800ms,而現在通過使用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產品形成差異化。”
麵向遊戲的非壓縮方式
另一方麵,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推進標準製定的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“通過控製信號輻射角的波束控製(Beam Steering)技術會自動避開傳輸路徑上的障礙物,有人走過時並不會斷開連接”(銷售WirelessHD適配器的軟銀BB由良),但不適用於連接不同房間裏的終端。
非壓縮方式的共同點是延遲時間短。WirelessHD會產生2ms左右的延遲,而WHDI隻有不到1ms的延遲。開發支持WHDI的LSI的Amimon公司執行總裁Yoav Nissan-Cohen自信地表示:“我(wo)們(men)公(gong)司(si)產(chan)品(pin)的(de)魅(mei)力(li)體(ti)現(xian)在(zai)用(yong)於(yu)對(dui)遊(you)戲(xi)等(deng)要(yao)求(qiu)實(shi)時(shi)性(xing)的(de)應(ying)用(yong)時(shi)。希(xi)望(wang)流(liu)暢(chang)地(di)在(zai)大(da)屏(ping)幕(mu)上(shang)玩(wan)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)和(he)平(ping)板(ban)終(zhong)端(duan)遊(you)戲(xi)的(de)用(yong)戶(hu)應(ying)該(gai)不(bu)在(zai)少(shao)數(shu)。”WiGig的延遲時間不明,不過從不會產生壓縮和解壓處理延時這點來看,估計與WHDI和WirelessHD差不多。
安裝麵積及耗電量方麵存在課題
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發送IC,目前存在安裝麵積增加、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公司均在致力於半導體工藝規則的微細化以及削減天線數量等改進。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。要想配備於智能手機,芯片尺寸需要削減到10mm見方以下,耗電量需要降至1W以下。”用於平板終端的產品方麵,WHDI已經率先應用於聯想公司的產品上,“配備到智能手機上還需要一些時間”(Yoav)(圖3)。配備於智能手機的產品的麵世時間方麵,預計WHDI為2013年,WirelessHD為2014年前後。

圖3:支持WHDI的聯想的平板終端“I deaPad S2 7”
在2012年的CES上發布,內置了配備美國Amimon公司芯片組的WHDI模塊。
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WiGig雖然是最後出現的,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標準確保了向後兼容,是因為設想了在平時使用WLAN,隻在傳輸影像等時使用60GHz頻帶等用途。WiGig Alliance與Wi-Fi Alliance共同製定了認證計劃等,WiGig將來還有可能會與WLAN整合。

圖4:WiGig架構的概要
配備了除IP外,HDMI和Display Port等信號也可以利用60GHz頻帶毫米波收發數據的功能。
把影像壓縮後再發送的技術和標準有蘋果公司的AirPlay Mirroring、英特爾公司的WiDi以及由Wi-Fi Aliance製定標準的Wi-Fi Display等。這些技術和標準全部采用WLAN “IEEE802.11係列”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麵向外設廠商公開了性能參數,各公司的適配器紛紛上市。Wi-Fi Display預定從2012年6月下旬開始進行認證測試,預計2012年夏季支持該標準的產品就會麵世注4)。而AirPlay Mirroring未公開性能參數,所以目前隻有蘋果公司的產品才能使用。
WLAN方式的特點是電波容易到達。2.4GHz頻帶和5GHz頻帶的WLAN由於電波比較容易迂回,因此可在不同的房間內連接(圖1)。但影像的壓縮和解壓處理會產生較長的延遲時間,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,適用於在不同房間的連接,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使用。
IEEE802.11ac也將起到積極作用
預計美國將在2012年底、日本將在2013年春實現產品化的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WLAN產品營銷副總裁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起變為標配。NEC AccessTechnica開發本部統括部長(HGW事業)山下肇表示,“通過提高糾錯能力,可以抑製影像傳輸時的塊狀噪聲等帶來的畫質劣化現象”。
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,目前都在討論投產支持該標準的適配器等外設”(日本I-O DATA DEVICE)。
Wi-Fi Display是以無需經由WLAN接入點即可在終端間直接通信的標準“Wi-Fi Direct”為基礎,由上層的協議棧軟件構成的安裝指南。鎖定終端服務的“服務發現(Service Discovery)”等的處理利用Wi-Fi Direct進行,影像的壓縮/解壓處理及管理數據流的傳輸層等利用Wi-Fi Display處理(圖2)。壓縮/解壓采用H.264格式。由於最近的智能手機不但標配WLAN功能,采用內置H.264編解碼器電路GPU的終端也很多,因此Wi-Fi Display還具有易於配備到終端中的特點。“在受限於安裝麵積和耗電量的智能手機中,無需追加硬件即可配備的優勢非常大”(Cavium公司的柴田)。

圖2:Wi-Fi Display的協議棧
通過Wi-Fi Direct,無需經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。
實際上,高通和博通等半導體廠商已經發布了支持Wi-Fi Display的整合芯片組等,目前正在等待認證測試,開發WLAN協議棧軟件的企業也在迅速應對。提供Wi-Fi Direct應用開發環境的ISB公司表示,“隻要標準性能參數一確定,我們就將支持Wi-Fi Display”。
英特爾也表明支持Wi-Fi Display
對於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台營銷事業本部 網絡營銷經理梅野光表示,“今後計劃使WiDi符合Wi-Fi Display標準”。
WiDi方麵也在穩步進行著改進,2010年第一季度發布的1.0版的可傳輸影像限定為720p(1280×720像素)以下,也不支持著作權保護技術“HDCP(high bandwidth digital content protection)”。而2011年初發布的2.0版則支持1080p(1920×1080像素)的全高清影像,2011年底又實現了對HDCP的支持。1.0版利用軟件執行H.264格式的影像壓縮處理,因此延遲時間長達800ms,而現在通過使用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產品形成差異化。”
麵向遊戲的非壓縮方式
另一方麵,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推進標準製定的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“通過控製信號輻射角的波束控製(Beam Steering)技術會自動避開傳輸路徑上的障礙物,有人走過時並不會斷開連接”(銷售WirelessHD適配器的軟銀BB由良),但不適用於連接不同房間裏的終端。
非壓縮方式的共同點是延遲時間短。WirelessHD會產生2ms左右的延遲,而WHDI隻有不到1ms的延遲。開發支持WHDI的LSI的Amimon公司執行總裁Yoav Nissan-Cohen自信地表示:“我(wo)們(men)公(gong)司(si)產(chan)品(pin)的(de)魅(mei)力(li)體(ti)現(xian)在(zai)用(yong)於(yu)對(dui)遊(you)戲(xi)等(deng)要(yao)求(qiu)實(shi)時(shi)性(xing)的(de)應(ying)用(yong)時(shi)。希(xi)望(wang)流(liu)暢(chang)地(di)在(zai)大(da)屏(ping)幕(mu)上(shang)玩(wan)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)和(he)平(ping)板(ban)終(zhong)端(duan)遊(you)戲(xi)的(de)用(yong)戶(hu)應(ying)該(gai)不(bu)在(zai)少(shao)數(shu)。”WiGig的延遲時間不明,不過從不會產生壓縮和解壓處理延時這點來看,估計與WHDI和WirelessHD差不多。
安裝麵積及耗電量方麵存在課題
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發送IC,目前存在安裝麵積增加、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公司均在致力於半導體工藝規則的微細化以及削減天線數量等改進。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。要想配備於智能手機,芯片尺寸需要削減到10mm見方以下,耗電量需要降至1W以下。”用於平板終端的產品方麵,WHDI已經率先應用於聯想公司的產品上,“配備到智能手機上還需要一些時間”(Yoav)(圖3)。配備於智能手機的產品的麵世時間方麵,預計WHDI為2013年,WirelessHD為2014年前後。

圖3:支持WHDI的聯想的平板終端“I deaPad S2 7”
在2012年的CES上發布,內置了配備美國Amimon公司芯片組的WHDI模塊。
WiGig雖然是最後出現的,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標準確保了向後兼容,是因為設想了在平時使用WLAN,隻在傳輸影像等時使用60GHz頻帶等用途。WiGig Alliance與Wi-Fi Alliance共同製定了認證計劃等,WiGig將來還有可能會與WLAN整合。

圖4:WiGig架構的概要
配備了除IP外,HDMI和Display Port等信號也可以利用60GHz頻帶毫米波收發數據的功能。
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