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无线高清 WirelessHD 1.1全面解析

2010-08-09土八哥《微型计算机》2010年7月上

媲美有线高清,WirelessHD 1.1技术全面解析

新的WirelessHD 1.1标准向下兼容1.0版标准。虽然无线高清联盟并没有详细的公开新一代无线高清标准WirelessHD 1.1的技术特点,但我们通过对其技术特点逐一剖析,仍能达到全面的认识该技术的目的。

1.优化的架构,更高的速度

做为毫米波(毫米波指波长1~10毫米的电磁波,频率范围300GHz~30GHz)无线传输技术的代表,WirelessHD 1.0已能打动人心,但要在竞争激烈的高清传输市场中脱颖而出,更先进的标准仍是决定消费者取向与天平倾向的重要因素。为此,在WirelessHD 1.0标准的基础上,WirelessHD 1.1具备优化的架构,在A/V流传输、文件传送中可处理Gb级别数据率,同时连接功耗更低;高数据传输率可达10~28Gbps,可更好的满足更高分辨率、更深色彩、更高帧率、更高数据传输率等未来高清应用需求的需要。

10~28Gbps的数据传输率,就算对现有主流有线高清传输标准来说,这也是可以傲视群雄的速率。WirelessHD 1.1之所以能达到这样的数据传输率,与毫米波极宽的带宽特性不无相关。大家知道,在毫米波频率范围内可实现近270GHz的带宽。即使考虑大气吸收,在大气中传播时只使用四个主要“大气窗口(大气窗口是指大气衰减不严重的毫米波波段)”其总带宽也可达135GHz,5倍于其它微波波段带宽之和。而WirelessHD使用的频率为60GHz,它的免授权频带在57GHz~66GHz之间,分为四个频道(信道),其起始截止频率分别为:57.240GHz~59.400GHz(1信道)、59.400GHz~61.560GHz(2信道)、62.560 GHz~63.720GHz(3信道)、63.720GHz~65.880GHz(4信道),在这样宽的频带支持下,毫米波无线传输技术不想实现高速传输都难。

 
新的WirelessHD标准可更好的兼顾性能和能效

在架构方面,为了更好地应对不同无线传输应用需求,WirelessHD在PHY层定义了两种传输架构,一为HRP(High rate PHY,高速数据传输),一为LRP(Low rate PHY,低速数据传输)。HRP主要以高数据率传输HD图像,而LRP可主要用于传输设备间的控制信号或低速率信号传输。

对于需求较高的用户或在点对点传输应用的场合,就优先使用HRP高速数据传输方案,可轻松实现Gbps级的数据传输应用。并且,在WirelessHD 1.1中无线高清联盟对该架构进一步做了优化,通过更智能的波束成形、波束定向技术和算法,增加系统容量、优化客户端连接改善无线客户端的接入性能,可更好实现客户端的负载均衡,让WirelessHD标准可轻松达到10Gbps级别的传输速率,满足未压缩高清的视频传输的需求。而且,可以相信的是,在必要的情况,WirelessHD亦可利用流行的双频捆绑、MIMO等传输增强技术来获得更高或更稳定的传输速率。如果同时出现两个全高清设备(如电视和投影机)共同传输信号,那它们还可分享带宽。

LRP低速数据传输是为更好地满足点对多点传输需求设定的方案,其能提供Mbps等级乃至Gbps等级的传输速率,以达到WVAN广播类数据业务传输的需求,也能更好的通过降低能耗来满足常见低需求数据传输或音频和MAC层命令集的传送需求,使WirelessHD能做到性能和效能、能效兼顾,这与移动CPU常备的频率自动调整技术异曲同工。

并且,无线高清联盟在WirelessHD 1.1中进一步增强了对视频技术的支持,新增了对数据业务的支持,可利用其更宽的网络带宽实现对数据业务的更大化支持,使WirelessHD能更好地满足WVAN(无线视域网)和WPAN(无线个域网) 用户的需求。这让WirelessHD 1.1值得关注。

2.支持4K分辨率,迈向特高清

影音技术的发展如浩瀚宇宙一样,难以找到止境。如果嫌WirelessHD 1.1给出的10~28Gbps数据传输率不够直观,那么WirelessHD 1.1支持4K分辨率,支持分辨率高可达4096×2160,四倍于1080P可媲美主流的数字影院,则可更直观的让我们感受到这种进步。


分辨率的不断跃进对传输显示设备提出了更高要求

众所周知,显示分辨率一直以来都是推动显示技术/显示设备、数据传输技术及设备向前发展的原动力之一。从QVGA、VGA、SVGA、XGA、720P,再到流行的1080P(1920×1080),显示技术在不断提升。为了满足用户对清晰度无休止的追求,目前影院中使用的数字放映机大都具备2K(2048×1080)和4K(4096×2160)的分辨率。4K数字放映的图像质量已能全面超越35mm胶片放映的水平,能使观众欣赏到更具感染力和震撼力的画面。


高分辨率可带来更广阔的视觉空间

从特高清技术发展的现状来看,国际电信联盟在其公开的ITU-R BT.1769建议书中明确了两种未来的特高清电视(UHDTV,Ultra-high definition television)规格,这就是4K级像素的UHDTV1(3840×2160)和8K级像素的UHDTV2(7680×4320)。相比目前1K级的普通高清标准(1280×720)、2K级的全高清标准(1920×1080),其进步是明显的。在分辨率上,4K级像素的UHDTV1(3840×2160)便能提供4倍于目前全高清标准的清晰度;而UHDTV2(7680×4320)更是能提供16倍于目前全高清标准的清晰度,这对于现有硬件解码、显示、传输技术来说是一种巨大的挑战。UHDTV2视频在未压缩时码率高达24Gbps,DP 1.2标准也不能完全满足该级别视频的未压缩传输需求,而WirelessHD 1.1高支持28Gbps传输带宽,未雨绸缪的为这种未来传输标准做好了铺垫。

总之,虽然WirelessHD 1.1只宣称其已能满足4K级分辨率图像传输的需求,但如果其高数据传输率真能达到28Gbps,那么满足8K分辨率视频传输需求也没问题。展示了毫米波技术强大的带宽拓展能力,值得拭目以待。

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