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不压缩无线HD

2014-08-12 韦斯•辛普森 传播与制作


  把1.5Gb/s HD信号从一地传输到另一地长期以来一直是有线系统的专属领地。这些系统可能是基带有线系统(如同轴电缆)、光纤系统或高速(10Gb/s)以太网系统。但直到最近在无线连接上传输这些高速信号尚不可行。现在,正在出现一些有处理这些巨大码流的带宽容量的新技术。

COFDM

  长期以来广播机构在体育比赛及其它摄像机移动性很重要的活动场合使用专用微波系统传输视频信号。这些系统往往采用编码正交频分复用(COFDM),通常使用在每个地点经过协调的特许频率以避免不同用户之间的干扰。尽管这些系统具有直接HD视频输入和输出,但无线电讯道码率并没有大到足以支持不压缩的HD。因此,这些系统借助于运用MPEG-2和H.264压缩,控制信号在无线码流的码率范围内。

60GHZ

  一种为不压缩HD信号获得足够的RF带宽的方式是使用限制较少且无需许可的频带,如在60GHz频带内。至少有一家公司(例如VidOvation)已经研发了一种用于传输来自冰球比赛球门后得分区摄像机的1.5Gb/s视频的60GHz无线链路。在此应用中,信号单向传输,接收机可安装在冰球场上顶棚搁栅。采用窄波束宽度(不到5 º)的天线有两个原因:在该天线指向的方向得到更高的增益,降低干扰源在接收机的波束图内的几率。

不压缩无线HD

VidOvation Goalcam使用一个60GHz无线链路传送来自球门后得分区摄像机的1.5Gb/s视频。

MIMO

  多输入多输出(MIMO)无线电技术对高数据率应用向前迈进了一大步。MIMO系统对无线电讯道使用多个输入(即多台各自馈电一面发射天线的RF发射机)和多个输出(即多面各自馈电一台RF接收机的接收天线)。接收机部分先进的数字信号处理技术允许不同的无线电信号(它们都共用同一RF讯道频率)分隔开,因此每个输入码流都可用“空间分集”解码。在部署MIMO系统时,如“2x2”或“4x4“这样的表示法被用于指示系统内所用的RF发射机和RF接收机的数目,其中每个发射机或接收机都连接到一面独立的天线。

  当前一项数字传输系统非常高效地使用MIMO技术。LTE(长期演进,常被称为4G)手机系统可能使用MIMO布置;事实上,许多LTE基站用MIMO技术提高吞吐量,降低覆盖间隙。WiFi标准802.11n(工作于2.4GHz频带)支持最多4x4 MIMO,理论信道码流达到600Mb/s。这样的一种链路上实际的数据吞吐率可能低得多,原因是包开销、帧间隙、允许半双工工作要求、RF讯道环境内的缺陷(笔记本电脑和微波炉导致)。

802.11AC

不压缩无线HD

IEEE的802.11无线协议的速度对比

  IEEE正在完成非常流行的802.11家族中一个新标准的工作,此家族已经包括了WiFi和802.11n协议(图1)。新标准802.11ac使用5-5.8GHz范围的信号,而802.11a及其它系统目前工作于无需许可的频率。这有好有坏,好处是无需来自联邦通信委员会(FCC)的的许可证,坏处则是采用该新标准的产品一上市,使用此频率的设备数将可能激增。

  802.11ac的最大好处是大幅增加能在一个无线讯道上传输的码率——理论讯道码率高达6.93Gb/s。这个速度将需要使用8面(空间分集)发射天线、8面(分集)接收天线、256QAM调制和一个160MHz无线讯道,其中在5GHz频带内只有两个。在现实应用中,实际吞吐率将低得多,但此技术在有些时候在一些应用中仍应能传输不压缩HD信号,特别是在发射机和接收机彼此很靠近而其它RF干扰很小的情况下。

未来展望

  当前对一些专门应用,采用60GHz技术在1.5Gb/s能够无线传输不压缩HD视频。当之处如802.11ac这样的新标准的产品上市时,将至少在理论上可以用5GHz无线传输不压缩HD。一旦芯片组有供应,期待厂家推出通用(即笔记本电脑和平板电脑)和视频专用的设备。
 

VidOvation 无线 HD

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