本文并非關(guān)注所謂的智能媒體適配器，它們用于從計(jì)算機(jī)和NAS（網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)）設(shè)備中搜索和獲取基于文件的信息（參考文獻(xiàn)2）。這類產(chǎn)品無疑有它們的位置，但它們要求有大量的處理智能，這對(duì)成本有負(fù)面影響，它們必須支持大量的文件系統(tǒng)，以及網(wǎng)絡(luò)端口和協(xié)議，以建立一個(gè)強(qiáng)勁的設(shè)計(jì)，這帶來了實(shí)現(xiàn)與維護(hù)的惡夢。本文的重點(diǎn)在于各種實(shí)現(xiàn)場景，其中，源設(shè)備不僅提供臨時(shí)或永久的內(nèi)容存儲(chǔ)，而且還能將其通過網(wǎng)絡(luò)“廣播”出去，供一臺(tái)或多臺(tái)相對(duì)“啞”的終端回放設(shè)備收聽。IEEE 802.11n Wi-Fi" title="IEEE 802.11n Wi-Fi">IEEE 802.11n Wi-Fi的鼓吹者一直將其當(dāng)作多媒體傳輸甚至是高清視頻傳輸?shù)氖ケ?。它?dāng)然能夠承擔(dān)這一角色，但這是有條件的。去年的測試明確地揭示出，普通的單流和雙流802.11n配置無法可靠地處理龐大的視頻載荷，因此其所渲染的技術(shù)并不適于贏得消費(fèi)者的廣泛擁護(hù)與采納（參考文獻(xiàn)3）。
不過，技術(shù)專家們正在解決當(dāng)前一代的問題，初期多少會(huì)采用專利方式，但其后必然有基于標(biāo)準(zhǔn)的互操作性（見附文3“發(fā)揮舊技術(shù)的最大作用”）。他們還在致力于下一代標(biāo)準(zhǔn)的建立和實(shí)現(xiàn)，這會(huì)有更豐富的改進(jìn)。至少一家制造商已將5 GHz 802.11n變種改變?yōu)橐环N面向視頻的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方案，不過與流行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并不兼容。其它開發(fā)者認(rèn)為，要最終將無線網(wǎng)絡(luò)的前景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，從2.4 GHz和5 GHz ISM（工業(yè)/科研/醫(yī)療）頻段的更大頻率遷移是必要的。UWB（超寬帶" title="超寬帶">超寬帶）擁護(hù)者包括Wi-Media論壇（Wi-Media Forum）的參與者，以及至少一個(gè)專利方案。WirelessHD聯(lián)盟（WirelessHD Consortium）關(guān)注的是另一個(gè)免許可的頻帶60 GHz，而一組半導(dǎo)體巨頭組成的WiGig（無線千兆位）聯(lián)盟最近也將其注意力指向這個(gè)高頻率的頻段。
在這些王位競爭者中，哪位將最終獲得皇冠，現(xiàn)在尚不明朗，而且看來這種格局還會(huì)持續(xù)一段時(shí)間。但有件事也同樣不明確，那就是未來無線視頻市場的規(guī)模，以及要花多長時(shí)間才能達(dá)到這種規(guī)模。本文還包括一位知識(shí)淵博的無線視頻從業(yè)者的觀點(diǎn)，但他要求匿名。這位先生的觀點(diǎn)無疑會(huì)帶著自己的哪怕一點(diǎn)點(diǎn)偏好，但還是那句話，游戲中的每個(gè)人都有一些偽裝。不過，我仍然希望你會(huì)發(fā)現(xiàn)業(yè)內(nèi)人士的評(píng)論是有益的。
競爭的展開
我去年開始折騰無線流媒體的部分原因在于我使用的設(shè)備有限制。一臺(tái)802.11n設(shè)備可以處理的獨(dú)立流數(shù)量取決于其天線陣列的結(jié)構(gòu)以及射頻實(shí)現(xiàn)。正如相關(guān)維基詞條所簡述的那樣，鏈路兩端的天線數(shù)限制了同步的數(shù)據(jù)流數(shù)量（參考文獻(xiàn)4）。維基詞條中說：“但是，單個(gè)的射頻經(jīng)常進(jìn)一步地限制了可能承載獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)的空間流。”用表達(dá)式A×B:C有助于判斷射頻可以做什么。第一個(gè)字母A表示射頻可以使用的最大發(fā)射天線或RF鏈數(shù)量。第二個(gè)字母B表示射頻可以使用的最大接收天線或RF鏈數(shù)量。第三個(gè)字母C則代表射頻可以使用的最大空間數(shù)據(jù)流數(shù)量。舉例來說，一個(gè)射頻可以用兩根天線發(fā)射，用三根天線接收，但只能發(fā)射或接收兩個(gè)數(shù)據(jù)流，則為2×3:2。802.11n草案允許的最高配置為4×4:4。11n設(shè)備的一般配置為2×2:2、2×3:2和3×3:2。所有這三種配置都有相同的最大吞吐量和特性，不同之處只是天線系統(tǒng)提供的分集數(shù)量。第四種配置是3×3:3，據(jù)維基稱它也在逐漸流行。由于有額外的數(shù)據(jù)流，它的吞吐量更高。
無線高清視" title="無線高清視">無線高清視頻的強(qiáng)健連接-1" src="http://files.chinaaet.com/images/20101130/cb1385f1-eec3-4bb7-9eb0-951d8a98d2c3.jpg" />
不過，我覺得維基詞條的作者過于熱衷于近期采納3×3:3的程度。當(dāng)今市場上的大多數(shù)802.11n設(shè)備都有雙流（主流和高端）性能或單流（入門級(jí)和便攜）性能。但三流設(shè)備也正在出現(xiàn)，它們采用了Atheros、英特爾和Marvell等公司的硅片組。某些情況下需要這種多流能力，如一臺(tái)計(jì)算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)接收信息，同時(shí)還將數(shù)據(jù)發(fā)送給一個(gè)LAN（局域網(wǎng)）上的客戶端。蘋果公司在其最新的Airport Express路由器與Time Capsule路由器+NAS產(chǎn)品中 做了三流功能，不過該公司并沒有明確地宣傳這些改進(jìn)（圖1與參考文獻(xiàn)5）。英特爾在今年1月拉斯維加斯2010 CES（消費(fèi)電子大展）上推出了WiDi（無線顯示）倡議，其核心也有對(duì)三流的支持。
在1月份作發(fā)布時(shí)，WiDi僅支持英特爾少量相對(duì)強(qiáng)大的CPU（圖2），這反映出一個(gè)事實(shí)，即視頻在傳輸以后，它在PC、核心邏輯芯片組和Wi-Fi射頻中是無損編碼的（表1）。無線鏈路的另一端是一臺(tái)接收機(jī)，如Netgear的PTV1000 Push2TV適配器，通過HDMI和分量視頻輸出連接到一臺(tái)顯示器。PTV1000的內(nèi)部是一塊Sigma Designs公司的媒體處理器，以及一個(gè)單流的Ralink 802.11n收發(fā)器。WiDi采用的音視頻編解碼器尚不得而知，但在頻譜擁擠的CES現(xiàn)場其效果卻給人深刻的印象。（參考文獻(xiàn)6）。
唯一的問題是，當(dāng)源正在輸出音軌，而目標(biāo)正在顯示圖像時(shí)，WiDi發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間有約2秒的延遲。來自共同無線鏈路端點(diǎn)的音視頻將能保持唇音同步。當(dāng)前一代WiDi支持720p圖像分辨率，能在傳輸前將所有內(nèi)容動(dòng)態(tài)地縮放到這個(gè)分辨率；1080p分辨率也在WiDi路線圖上。英特爾還計(jì)劃著HDCP（高帶寬數(shù)字內(nèi)容保護(hù)）的支持，可實(shí)現(xiàn)DVD（數(shù)字視頻光盤）和藍(lán)光光盤的播放（參考文獻(xiàn)7）。在CES上，只能夠?qū)崿F(xiàn)顯示鏡像。英特爾其后增加了將桌面水平擴(kuò)展到遠(yuǎn)程顯示器的能力，這樣就能實(shí)現(xiàn)用投影儀全屏播放一個(gè)PowerPoint幻燈，而筆記本電腦上則顯示演講人的注釋。
同樣是在CES上，Netgear展示了WNHD3004，這是一臺(tái)原型的4×4 MIMO（多輸入/多輸出）802.11n無線視頻橋接設(shè)備對(duì)，它采用了Quantenna的收發(fā)器技術(shù)，并且是我去年在“動(dòng)手項(xiàng)目”中所測試WNHDE111的全功能后繼版。WNHD3004亦有一款雙適配器捆綁的WNHDB3004版。預(yù)計(jì)產(chǎn)品會(huì)在這個(gè)月進(jìn)入零售渠道。它是Quantenna的一個(gè)重要的業(yè)務(wù)擴(kuò)張，迄今為止，該公司一直注重運(yùn)營商級(jí)和企業(yè)基礎(chǔ)架構(gòu)的部署。歷史上，IEEE與Wi-Fi Alliance一直將自己有限的注意力更多地放在單流和雙流芯片組，以及采用這些芯片組的系統(tǒng)，但這些組織對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展以及互操作性認(rèn)證的專注現(xiàn)在正拓展到三流和四流產(chǎn)品。例如，Quantenna公司在今年6月報(bào)告了它的QHS600 802.11n無線接入點(diǎn)芯片組已獲得Wi-Fi Alliance認(rèn)證，包括了對(duì)基本名稱的WMM（Wi-Fi多媒體）和WPA2（Wi-Fi保護(hù)接入2）增強(qiáng)。
IEEE 802.11ac委員會(huì)正在尋求對(duì)雙流以上的支持，并作為一種核心能力。該委員會(huì)對(duì)向后兼容的改進(jìn)目標(biāo)是超過1 Gbps的PHY（物理層）無線峰值速度（參考文獻(xiàn)8）。但理論上，現(xiàn)有的每個(gè)802.11n流僅可以支持最大150 Mbps帶寬，即使是在它們可選的40 MHz寬信道模式下，所以即使四流配置也無法獨(dú)立實(shí)現(xiàn)這個(gè)可怕的目標(biāo)。于是，802.11ac小組還考慮將每個(gè)流的信道寬度增加到80 MHz，甚至160 MHz。因此，5 GHz頻段就成為802.11ac的主要焦點(diǎn)。更高效的調(diào)制算法也許能再額外提高約10%的帶寬，該委員會(huì)還考慮采用多用戶MIMO天線和算法，據(jù)說這能使一個(gè)信道同時(shí)向不同的目標(biāo)傳播流?，F(xiàn)在802.11ac批準(zhǔn)的工作日期是2011年12月。
傳輸適應(yīng)
另外一種基本的流多媒體問題是傳統(tǒng)以路由為中心的星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?。來自源的音視頻流必須首先進(jìn)入路由器，然后再繼續(xù)送至目標(biāo)；大負(fù)荷的多媒體素材要求每個(gè)路徑都有專門的頻譜，才能獲得所期望的無干擾回放。為解決這個(gè)難題，Wi-Fi Alliance正在測試和認(rèn)證Wi-Fi Direct，這是一種采用IEEE 802.11s標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)式通信方式，也是在應(yīng)用中表現(xiàn)不佳的802.11 ad hoc模式的后繼者。
更一般地說，802.11n與其b、a和g前身一樣，都面向采用普通網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的應(yīng)用，盡管每一代無線技術(shù)對(duì)多媒體和其它延遲關(guān)鍵應(yīng)用的改進(jìn)程度都越來越高。同樣，Amimon公司在開發(fā)自己的多媒體優(yōu)化WHDI（無線家庭數(shù)字接口）技術(shù)時(shí)就提供了一些802.11n功能。首先，WHDI從開始就實(shí)現(xiàn)了源與目標(biāo)之間的直接交互，而不需要中間路由器或交換機(jī)。其次，WHDI只用5 GHz，相對(duì)2.4 GHz來說，是以傳播范圍換取了一個(gè)干擾少的頻譜環(huán)境。不過該公司稱，即使在有墻的環(huán)境下，此技術(shù)也能覆蓋100英尺距離，延遲不到1 ms。每個(gè)720p或1080i視頻流要用一個(gè)18 MHz的信道；而每個(gè)1080p流則要用兩個(gè)信道。
Amimon還沒有披露WHDI協(xié)議的其它實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，以及它們基于5 GHz 802.11a和n的變型。該公司網(wǎng)站上有多篇文章，并且多次貼在EDN的“Ho w We See CE”博客上，它把WHDI描述為無損的。不過，這些聲稱都有限定語，如“對(duì)視頻來說，不同比特有不同的重要等級(jí)，一個(gè)錯(cuò)誤的影響主要取決于損壞的是哪一比特。”例如，在線技術(shù)概要中說，一個(gè)8位或10位的流，每個(gè)位都表示一個(gè)給定像素的主彩色值，代表了一個(gè)典型的非壓縮流。這些數(shù)值中每一個(gè)最高有效位（MSB）的視覺重要性都高于最低有效位（LSB）。如果錯(cuò)誤出現(xiàn)在MSB上，則像素獲得一個(gè)不同的和無用的值。不過，LSB中的錯(cuò)誤對(duì)像素值的改變最小。據(jù)Amimon自己的文檔，WHDI會(huì)將未壓縮的HD（高清晰）視頻流打碎成重要的元素，然后將各個(gè)元素以某種方式映射到無線信道上，這種方式使它們有更高的視覺重要性，更多地分享信道資源。反之，WHDI會(huì)給那些視覺重要性較低的元素分配較少的信道資源，因此它們的傳輸就不太強(qiáng)?。▍⒖嘉墨I(xiàn)9）。
是否WHDI只是在從源到目標(biāo)的傳輸后，才丟棄那些無法察覺的低階比特？還是說它在源處就需要丟棄比特？如果是在源處丟棄，那么Amimon如何能稱WHDI是無損的？前面提到的知識(shí)淵博的（匿名的）無線視頻業(yè)內(nèi)人士稱：“Amimon對(duì)其所稱性能的實(shí)現(xiàn)方式似乎相悖于基本物理原理。顯然，該公司擁有可信的技術(shù)，但閱讀了有關(guān)其工作原理的說明后，卻產(chǎn)生了更多問題，而不是得到答案。Amimon稱支持1080p的非壓縮高清視頻。”他指出，每幀像素有1920×1080=2,073,600個(gè)；而60幀/秒就表示有（2,073,600×60 =） 124,416,000像素/秒。如果是每像素24 bit顏色，則數(shù)據(jù)速率為2976 Mbps，即2.976 Gbps。
我的消息來源表示：“Amimon稱它可以支持這些數(shù)據(jù)速率，因?yàn)閃HDI使用了聯(lián)合信源編碼（joint-source coding）”。聯(lián)合信源編碼是一種不對(duì)稱的糾錯(cuò)方法，給MSB提供較多的FEC（前向糾錯(cuò)），而LSB則有較少的FEC，這種技術(shù)在JPEG（聯(lián)合圖像專家組）-2000編解碼中首次采用。消息來源稱：“任何FEC，無論實(shí)現(xiàn)的方式如何，都需要增量的帶寬。”他說，Amimon稱它是40 MHz的頻譜占用，通過快速計(jì)算可知，如要保持無損，WHDI必須以超過75位/Hz的數(shù)據(jù)密度發(fā)送數(shù)據(jù)，即使是在施加任何FEC以前。他補(bǔ)充說：“這種比特密度需要一種相當(dāng)于約萬億以上的QAM [正交幅度調(diào)制]，以及創(chuàng)紀(jì)錄的動(dòng)態(tài)范圍。這已超出了物理（尤其是通信與信息理論）可以解釋的范疇。原始數(shù)據(jù)說明了一切。”
有業(yè)內(nèi)消息人士指出，在2008 CES上，一名Amimon工程師（就是后來演示基于FPGA的WHDI原型那位）在Gefen展位上稱，WHDI使用的不是壓縮（compression），而是壓實(shí)（compaction），這個(gè)過程包括去掉某些LSB彩色信息，然后作傳輸，以及在無線鏈路接收端的重建。他最近將一臺(tái)藍(lán)光播放機(jī)的HDMI輸出連接到了一個(gè)雙端口HDMI分離器上。一個(gè)HDMI分離器端口的輸出直接連接到一臺(tái)平板顯示器。然后，第二個(gè)HDMI分離器端口的輸出被連接到一個(gè)Amimon發(fā)射機(jī)，通過一個(gè)WHDI鏈路播送視頻，接收機(jī)則連接到一臺(tái)完全相同的平板顯示器，兩個(gè)屏幕并排放置。他發(fā)現(xiàn)，采用WHDI系統(tǒng)的視頻質(zhì)量雖然可看，但有褪色的色彩失真。如果是單獨(dú)觀看，這種失真并不明顯；然而，如果與另外一臺(tái)顯示器上播放的源視頻緊挨著比較，差別就很明顯了。他說：“顯然，WHDI通過丟棄某些像素的LSB而操縱了彩色空間的轉(zhuǎn)換，甚至可能發(fā)送一些摻雜著彩色像素的單色像素，并且逐幀地變化。”
注意，用于測試的兩臺(tái)顯示器之間的校準(zhǔn)程度是未知的。因此，與有線HDMI替代方案相比，WHDI發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的像素比特丟棄及失真就不是兩者之間感受差異的唯一可能原因。在營銷口號(hào)與現(xiàn)實(shí)之間可能有距離，但Amimon技術(shù)的市場成功值得關(guān)注。例如，在2010年CES上，該公司宣布LG電子公司和其它客戶已采用了WHDI（圖3a）。到5月時(shí)，該公司聲稱它的芯片組銷售與訂單已超過了50萬個(gè)單位。并且Amimon在6月公布了WHDI Version 2.0的初步細(xì)節(jié)，它支持4000×2000像素的超高清格式、Wi-Fi集成與信道共存，并降低了功耗和硅片尺寸（參考文獻(xiàn)10）。
超寬帶的再定位
盡管Amimon公司官方認(rèn)為自己可以用5 GHz ISM頻段實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，但其它制造商則認(rèn)為用別的頻率能更好地滿足多媒體的需求。為此，WiMedia Alliance采用了一種UWB方案。UWB占用的頻譜區(qū)間覆蓋3.1 GHz?10.6 GHz，具體要取決于各地區(qū)監(jiān)管政策的程度。其策略是期望友好地對(duì)待現(xiàn)有頻譜的占用者，不過額外的UWB發(fā)射機(jī)帶來了更多的寬帶背景噪聲，可能最終會(huì)干擾傳統(tǒng)的窄帶和載波系統(tǒng)。其支持者還經(jīng) 常吹噓說在遠(yuǎn)至3m（約10英尺）距離上有480 Mbps的峰值傳輸速率，遠(yuǎn)達(dá)10m（超過30英尺）時(shí)也有110 Mbps。
人們經(jīng)常錯(cuò)誤地交換使用“WiMedia”和“Wireless USB”這兩個(gè)詞匯。Alereon公司通信與業(yè)務(wù)發(fā)展部高級(jí)總監(jiān)Mike Krell表示：“WiMedia定義了一種與協(xié)議無關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化的UWB射頻技術(shù)。而Wireless USB則是在這個(gè)射頻上實(shí)現(xiàn)USB標(biāo)準(zhǔn)。相同射頻上也可以運(yùn)行任何其它的協(xié)議，如專有的協(xié)議，或TCP/IP，或藍(lán)牙。”WiMedia一度曾計(jì)劃作為高速藍(lán)牙的基礎(chǔ)，此時(shí)運(yùn)行在高于6 GHz的頻率，以避免歐盟的頻譜監(jiān)管問題。不過， WiMedia開發(fā)轉(zhuǎn)向藍(lán)牙SIG（特殊興趣小組），然后再逐漸到WiMedia Alliance的初期設(shè)想?yún)s沒有如計(jì)劃實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙的WiMedia抱負(fù)也不明朗，因?yàn)樗{(lán)牙更廣泛的目標(biāo)是高速，而大部分組織的注意力則放在低功耗領(lǐng)域。
很多觀察人士多年來重復(fù)地測試了WiMedia設(shè)備，結(jié)論都是：真實(shí)的速度只是宣傳速度的一部分。在各類實(shí)現(xiàn)方案的鼓吹者之間，長期存在著有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的爭吵，總是達(dá)不成人人滿意的決議，一些創(chuàng)業(yè)公司還因此關(guān)門大吉，這些爭吵也無助于讓市場接受UWB技術(shù)。
因此，今天UWB的主流應(yīng)用是藍(lán)牙和其它RF與紅外的低碼率無線USB應(yīng)用，它們對(duì)速度大多不敏感，如計(jì)算機(jī)鍵盤、鼠標(biāo)、低分辨率攝像頭，以及數(shù)碼相機(jī)傳輸?shù)?。然而，WiMedia技術(shù)支持者并未因此動(dòng)搖；現(xiàn)在已有各種多媒體流設(shè)置，采用來自Alereon、Realtek和Wisair等公司的芯片組。
WiMedia來源于IEEE 802.153a高速變種的兩個(gè)PHY競爭者之一。它利用了MB-OFDM（多頻段正交頻分多址）技術(shù)，以及QPSK（四相相移鍵控制）或QAM-16。Pulse-Link公司有一種替代性方案叫CWave，工作在有線的同軸電纜和無線連接上。它采用了BPSK（二進(jìn)制相移鍵控制）和QPSK調(diào)制技術(shù)，其基礎(chǔ)是歷史上另一個(gè)IEEE 802.15.3a競爭者，DS（直接序列）-UWB。其支持者稱，它在給定碼率時(shí)有更長的傳送距離，較WiMedia有低成本的實(shí)現(xiàn)潛能。然而，他們也承認(rèn)無論是CWave或是任何競爭方案，都還沒有達(dá)到被市場廣泛接納所需要的價(jià)格點(diǎn)。這種狀況可能讓人想到：為什么經(jīng)過了各個(gè)公司與小組經(jīng)年累月對(duì)無線視頻概念的公開宣傳后，早期采用者還沒有創(chuàng)造出用于推低成本的需求。
未壓縮視頻傳輸是人們所希望的屬性，這有幾個(gè)原因。由于它不需要發(fā)射機(jī)的壓縮功率，以及接收機(jī)的解壓引擎，因此降低了系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的成本。另外，無壓縮方案還將傳輸系統(tǒng)的整體延遲降到最小。當(dāng)消費(fèi)者獲得通過微軟、MPEG（運(yùn)動(dòng)圖像專家小組）、On2（現(xiàn)屬谷歌）、Sorenson或其它開發(fā)者的編解碼器處理的視頻節(jié)目時(shí)，它們可能已經(jīng)經(jīng)過了有損壓縮（參考文獻(xiàn)11和12）。在視頻顯示以前再做有損壓縮，會(huì)進(jìn)一步降低圖像質(zhì)量。
于是，SiBean公司認(rèn)為一種更徹底的頻譜再分配是必要的，這就是高達(dá)60 GHz的毫米波免許可頻段。該公司的WirelessHD技術(shù)采用7 GHz寬的信道，現(xiàn)在可提供4 Gbps的數(shù)據(jù)速率。不過公司稱，碼率可能高達(dá)25 Gbps。WirelessHD支持對(duì)節(jié)目存取控制的DTCP（數(shù)字傳輸內(nèi)容保護(hù)）加密。盡管在這個(gè)頻率區(qū)間，一般都需要視線內(nèi)的發(fā)射機(jī)-接收機(jī)鏈接，但WirelessHD采用波束成形MIMO天線技術(shù)，創(chuàng)建出其它的信號(hào)路徑，例如通過墻面的反射。不過，WirelessHD仍然是一種室內(nèi)方案。氧氣分子有大氣吸收作用，因此衰減將距離限制在10m（約30英尺）范圍內(nèi)。
據(jù)匿名的業(yè)內(nèi)人士說，WirelessHD使用了60 GHz IEEE 802.15.3c PAN（個(gè)人局域網(wǎng)）規(guī)范。當(dāng)前一代WirelessHD使用的是1.76 GHz帶寬、OFDM、QPSK和QAM-16。其最大RF功率略低于10W。由于RF在60 GHz時(shí)的指向性，WirelessHD需要一種轉(zhuǎn)向式天線陣列。SiBean已經(jīng)演示了一個(gè)6×6（或36個(gè)天線部件）的陣列，相當(dāng)于36個(gè)發(fā)射鏈和36個(gè)接收鏈。因此，必須有36個(gè)低噪聲放大器與36個(gè)VGA（可變?cè)鲆娣糯笃鳎┫囫詈?。匿名消息來源認(rèn)為，36個(gè)部件有些過度，一種4×4的16部件陣列幾乎有相當(dāng)?shù)男Ч?，而?fù)雜程度不到一半。對(duì)于RF發(fā)射機(jī)，OFDM需要兩個(gè)6 bit分辨率的4G采樣/秒的DAC。一個(gè)DAC產(chǎn)生信號(hào)的I（相內(nèi)）分量，另一個(gè)產(chǎn)生Q（四相）分量。對(duì)DAC的4G采樣/秒需求可實(shí)現(xiàn)1.76 GHz帶寬的尼奎斯特采樣速率，包括最小過采樣。消息源稱，每個(gè)RF接收機(jī)/天線鏈（由一個(gè)天線、一個(gè)低噪聲放大器和一個(gè)VGA組成）都需要單獨(dú)的處理，然后再進(jìn)入一個(gè)36輸入端的模擬相關(guān)器，每個(gè)輸 入端用于一個(gè)接收機(jī)鏈。他補(bǔ)充說，相關(guān)器會(huì)匯集各個(gè)能量，將時(shí)間解析到皮秒的精度，這幾乎相當(dāng)于一臺(tái)原子鐘的水平。相關(guān)器的輸出被送給兩個(gè)分別產(chǎn)生I和Q分量的4G采樣/秒、6位分辨率ADC。
他說：“接下來，讓我們看一下發(fā)射機(jī)端開始的數(shù)字基帶處理。”他解釋說，每個(gè)DAC需要24 Gbps的基帶數(shù)據(jù)。兩只DAC就需要48 Gbps的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)來驅(qū)動(dòng)。這不僅對(duì)性能提出了眾多要求，而且即使以65 nm或45 nm工藝技術(shù)，也會(huì)消耗相當(dāng)大的功率。收到QAM-16編碼的OFDM后，廣播的目標(biāo)方需要恢復(fù)其I和Q分量，轉(zhuǎn)換為48G采樣/秒的總體數(shù)據(jù)。兩只ADC生成這個(gè)數(shù)據(jù)，然后送給一個(gè)數(shù)字基帶子系統(tǒng)。他說：“設(shè)想一個(gè)10W輸出的60 GHz RF發(fā)射機(jī)前端。”他又問，要在天線產(chǎn)生10W功率，必須為一個(gè)CMOS RF功率放大器提供多少瓦的直流電源。將ADC、DAC、基帶電路和MAC（介質(zhì)存取控制器）的功耗相加，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，一個(gè)60 GHz系統(tǒng)的功耗很容易超過30W。他補(bǔ)充說：“大家都不愿意暴露在一臺(tái)RF輸出功率約500 mW的手機(jī)下。如果他們發(fā)現(xiàn)在看電影時(shí)，自己居然暴露在幾乎10W的60 GHz RF能量下，他們會(huì)怎么想？與之相比，一個(gè)小型微波爐有多少能量：2.4 GHz下100W嗎？”
消息來源稱，WirelessHD以某種方式重現(xiàn)了WiMedia，盡管是采用轉(zhuǎn)向天線陣列。“我們?yōu)檎瓗?yīng)用的OFDM喝彩，這些應(yīng)用如Wi-Fi、Homeplug，以及MOCA（同軸電纜上的多媒體）。OFDM對(duì)這些應(yīng)用非常出色，因?yàn)槭褂玫挠行F帶寬為幾十兆赫。因此，由于所需要采樣速率較低，使用的ADC和DAC就可以超過10 bit。”每個(gè)ADC或DAC的比特大約相當(dāng)于6 dB的動(dòng)態(tài)范圍；因此，10 bit相當(dāng)于60 dB。與之相比，WiMedia與WirelessHD要使用數(shù)百兆赫的帶寬，限制了ENOB（有效比特?cái)?shù)）。于是，它們的ADC和DAC都不能超過6 bit，或36 dB動(dòng)態(tài)范圍。QAM的使用要求SNR（信噪比）大于20 dB，才能可靠地在接收機(jī)端恢復(fù)信號(hào)，因此給信號(hào)傳輸留下的裕度不多，導(dǎo)致了鏈接的脆弱性。由于WiMedia技術(shù)有限的發(fā)射功率，因此這一問題影響到了它的距離與性能；另外它使得WirelessHD需要10W的RF功率，才能對(duì)低動(dòng)態(tài)范圍和60 GHz時(shí)高衰減問題作出補(bǔ)償。
60GHz的標(biāo)準(zhǔn)化
盡管有觀察人士的置疑，但SiBeam仍在奮力前進(jìn)。在今年的CES上，該公司發(fā)布了第二代芯片組，據(jù)報(bào)現(xiàn)已量產(chǎn)。SB9220網(wǎng)絡(luò)處理器與SB9210 RF發(fā)射器面向多媒體源，而SB9221網(wǎng)絡(luò)處理器與SB9211 RF接收器面向顯示器及其它目標(biāo)設(shè)備的應(yīng)用。在CES 2010上，SiBeam公司亦宣布了與Vizio的合作，它是重要OEM商的最新成員；另外還有零售商百思買（Best Buy）作了股權(quán)投資（圖3b）。5月份，該公司發(fā)布了WirelessHD Version 1.1規(guī)范。WirelessHD Version 1.1讓人聯(lián)想起Amimon的WHDI Version 2規(guī)范，它將數(shù)據(jù)速率提高到10Gbps?28 Gbps，使該技術(shù)能夠處理所謂的4000（4096×3072）像素分辨率、3維和其它大載荷的視頻流。它還拓展了加密技術(shù)，包含了HDCP Version 2。網(wǎng)絡(luò)支持包含了便攜設(shè)備同步以及IP（互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議）封裝，而功耗降低則順應(yīng)了移動(dòng)電子的應(yīng)用。
5月，SiBeam還宣布了對(duì)其60 GHz競爭對(duì)手WiGig Alliance的雙模式支持。這種支持現(xiàn)已可用，包括SB8110 RF收發(fā)器及其相關(guān)的SK8100開發(fā)套件。WiGig首先于2009年5月發(fā)布了自己的計(jì)劃；之后12月的一個(gè)新聞發(fā)布會(huì)宣告其Version 1規(guī)范的完成（圖4）。它現(xiàn)在的董事會(huì)包括：Atheros Communications、Broadcom、思科系統(tǒng)、戴爾、英特爾、Marvell International, MediaTek、微軟、NEC、諾基亞、Nvidia、松下、三星電子、東芝，以及Wilocity。WiGig出資人名單同樣充斥著著名的硅片、軟件和系統(tǒng)開發(fā)商。
從建立開始，WiGig Alliance的目標(biāo)就是2.4 GHz和5 GHz 802.11與60 GHz網(wǎng)絡(luò)的單芯片組兼容性。該聯(lián)盟于5月正式形成了這個(gè)意向，當(dāng)時(shí)它和Wi-Fi Alliance宣布了一個(gè)共享技術(shù)規(guī)范的合作協(xié)議，其目標(biāo)是建立一個(gè)亦支持60 GHz頻段連網(wǎng)的下一代認(rèn)證計(jì)劃。這些組織希望60 GHz設(shè)備能夠在超出WiGig超高頻廣播范圍時(shí) ，自動(dòng)下移到2.4 GHz或5 GHz頻段，該聯(lián)盟希望通 過先進(jìn)的自適應(yīng)波束成形和其它技術(shù)，超過WirelessHD的10m距離。
WiGig Allicance的文檔中亦清楚地寫明依賴于設(shè)備目標(biāo)功耗的可變帶寬性能。有些采用WiGig Version 1的系統(tǒng)提供高達(dá)7 Gbps的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率，包括EDAC（ 查錯(cuò)與糾錯(cuò)）的開銷。由此可宣稱WiGig要比四流的600 Mbps 802.11n快10倍以上。不過，所有滿足WiGig規(guī)格的設(shè)備（包括采用電池工作的設(shè)備）都可以實(shí)現(xiàn)1 Gbps的峰值數(shù)據(jù)傳輸速率。這一帶寬差異部分源于所用調(diào)制與編碼方法的不同。根據(jù)WiGig Alliance網(wǎng)站的說法，OFDM支持更長距離上的通信，有更好的延遲傳播，在處理障礙和反射信號(hào)時(shí)有更高的靈活性。OFDM的傳輸速度可高達(dá)7 Gbps。相反，單載波編碼一般可得到較低的功耗，因此通常更適合于小型低功耗的手持設(shè)備。單載波技術(shù)支持的傳輸速度可達(dá)4.6 Gbps（參考文獻(xiàn)13）。
這種情況類似于今天的802.11n產(chǎn)品，即手機(jī)和其它小型移動(dòng)電子設(shè)備可能只包含一個(gè)單流Wi-Fi收發(fā)器，而不是像交流供電大型產(chǎn)品那樣有大量的射頻與相關(guān)天線陣列。據(jù)WiGig Alliance的文件，調(diào)制與編碼方法共享一些部件（如前同步與信道編碼），簡化了WiGig設(shè)備制造商的實(shí)現(xiàn)方法。從公開出版物還無法了解WiGig是否會(huì)將802.11 MAC擴(kuò)展到60 GHz，或起草一個(gè)在60 GHz使用802.15.3或其它方案的雙MAC方法。但至少有些WiGig參與者將通過合作方式，實(shí)現(xiàn)這種融合技術(shù)目標(biāo)。例如，Wilocity公司在7月宣布，它正在與Wi-Fi老手Atheros合作。WiGig與IEEE進(jìn)一步擴(kuò)展了關(guān)系，該聯(lián)盟還宣稱自己的技術(shù)是針對(duì)極高流量60 GHz網(wǎng)絡(luò)的802.11ad規(guī)范的基礎(chǔ)。
附文1：努力獲得優(yōu)勢的HDBaseT
HDBaseT Alliance的成員包括：LG、三星和索尼，它們希望找到今天HDMI（高清晰多媒體接口）和DisplayPort接線標(biāo)準(zhǔn)的替代物。他們相信，這些替代方法應(yīng)能適應(yīng)于更長距離，包含更多功能。不過，他們并不希望對(duì)本文中提及的無線替代方法作標(biāo)準(zhǔn)化。而是開發(fā)了一種基于RJ-45融合了傳統(tǒng)5e類電纜的方案，不僅提供音視頻流，還有網(wǎng)絡(luò)連接、USB（通用串行總線）協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸，甚至以太網(wǎng)供電。聯(lián)盟成員預(yù)計(jì)，首個(gè)采用HDBaseT技術(shù)的系統(tǒng)將在今年面市，而更多批量將出現(xiàn)在2012年。
附文2：無線電源：夸張的宣傳
無線視頻減少了與目標(biāo)設(shè)備的接線需求，但并未消除它；顯示器仍然需要一根交流供電線，除非你相信馬薩諸塞州技術(shù)學(xué)院分拆出來的WiTricity公司的宣傳。在2010年消費(fèi)電子大展上，該公司與消費(fèi)電子廠商海爾合作展出了一個(gè)原型系統(tǒng)，它能無線地輸送高達(dá)100W電源，據(jù)WiTricity稱，相隔距離為數(shù)英尺。處理音視頻傳輸?shù)氖且粋€(gè)Amimon的WHDI（無線家庭數(shù)字接口）結(jié)構(gòu)。
根據(jù)Gizmodo，墻上一個(gè)巨大的電源向電視后背輻射“完全無害”的RF，電視內(nèi)部有一個(gè)接收能量的線圈。Gizmodo指出：“只有在平行時(shí)才提供全部場強(qiáng)，因此必須做預(yù)先規(guī)劃，將電視放在電源模塊所在的墻前。這看來像魔術(shù)，電視本身固然龐大，電源發(fā)射器個(gè)頭也不小”（參考文獻(xiàn)A）。
顯示器背面線圈的尺寸約為1×1英尺，有數(shù)英寸厚，與今日LCD、OLED（有機(jī)發(fā)光二極管）和等離子電視發(fā)展中越薄越好的趨勢相違背。無線式匹配電源單元與供電的顯示器有相同的尺寸和厚度，直接放在它的前面。沒有人想提及效率損失問題。雖然“綠色”的宣傳口號(hào)經(jīng)常過度，更高效的電感耦合系統(tǒng)可能有一些優(yōu)點(diǎn)，但真正的無線電力傳輸確是一個(gè)環(huán)境災(zāi)難（參考文獻(xiàn)B和C）。
參考文獻(xiàn)
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B. Nelson, Rick, “Throwing (away) power,” Test & Measurement World, Sept 3, 2009.
C. Dipert, Brian, “Wireless power: convenient, but its shortcomings are somewhat sour,” EDN, Oct 8, 2009.
附文3：發(fā)揮舊技術(shù)的最大作用
雖然用今天傳統(tǒng)的802.11n在家庭中傳送高清晰的音視頻流有些困難，但可以采取一些步驟，盡可能地獲得成功。例如，消除來自其它ISM（工業(yè)/科研/醫(yī)療）廣播源的干 擾，以能夠接受結(jié)果距離的情況下，最好采用5 GHz頻段。嘗試采用可選的寬信道、40 MHz模式，盡可能擴(kuò)大每個(gè)流的吞吐量。通常只有寬頻譜的5 GHz頻段才提供這種特性，此時(shí)非重疊信道是標(biāo)準(zhǔn)的。而與之相比，2.4 GHz時(shí)的寬信道模式為一個(gè)信道的分配就要占用頻段中約80%的可用頻譜。
確保發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都可以接受多流數(shù)據(jù)，包括它們的天線陣列和射頻方法。采用強(qiáng)健的開關(guān)，無論是獨(dú)立開關(guān)還是在路由器內(nèi)部，減輕由于數(shù)據(jù)包傳輸延遲和掉包所造成的回放尖刺。另外還可以考慮采用一種先進(jìn)的視頻編解碼器，如H.264、VC-1或WebM，盡可能減少滿足某個(gè)目標(biāo)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)所需要的碼率。必要時(shí)，使用多個(gè)并發(fā)信道，一個(gè)從源至路由器的信道，而另一個(gè)則從路由器到目標(biāo)，這樣可充分利用可用的信道帶寬，但可能情況下，應(yīng)采用無需路由器的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方案。
參考文獻(xiàn)
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11. Dipert, Brian, “Video characterization creates hands-on headaches,” EDN, July 25, 2002.
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