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結合MIMO和數位聚束 802.11n也能傳HD視訊
 

【CTIMES/SmartAuto 鍾榮峰 報導】   2009年12月20日 星期日

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若要在數位家庭每個角落,或在家庭住宅閘道、機上盒、路由器和高畫質電視(HDTV)或IPTV之間,採用可靠的高速無線網路,傳輸高畫質影像和多媒體視訊內容,並不是件簡單的事。這需要高頻寬與高可靠度的無線傳輸技術,支援並確保數位家庭內所有的高畫質影像傳送品質。

Quantenna執行長David French
Quantenna執行長David French

因此,提升高速無線傳輸高畫質視訊串流的傳輸效能、確保傳輸過程的可靠度和安全性,並且能夠完全覆蓋數位家庭空間、進一步降低干擾和視訊接收死角,便是相當重要的技術關鍵。若要滿足相關需求,諸如Wireless HD、WiGig或WHDI等下一代短距無線傳輸高畫質技術,也還需要一段時間才會成熟。其中指向性高、採用60GHz的Wireless HD和WiGig技術,電波不易穿透折射,因此裝置之間的傳輸距離必須縮短,收發器和天線控制才能抓到最佳傳輸方向而不受干擾,覆蓋率也因此有所侷限。

Quantenna執行長David French指出,以Wi-Fi/802.11n為基礎,結合4×4多重輸出(MIMO)功能、並採用動態數位聚束(dynamic digital beamforming)技術和無線頻道監控機制的晶片組設計,便能可靠傳輸高畫質電視(HDTV)與1080p視訊內容,並且提高視訊傳輸的覆蓋範圍。這些技術能提供支援可達1Gbps的傳輸速率,距離可超過100英尺,並保證在通過近零封包錯誤率PER(Packet Error Rate)的資料傳輸時,維持接近100%之效能,克服多數住宅環境中像是各種訊號干擾與接收死角的影響。對於習慣藉由Wi-Fi網路的使用者來收發資料的使用者而言,更可透過此款802.11n晶片組設計來傳輸無線高畫質與多媒體內容。

David French進一步指出,這樣的晶片組設計,可在幾毫秒的時間內,根據所處狀態完成動態調節,用封包偵測裝置點來收發傳輸;5GHz頻帶可分配給即時視訊與多媒體,傳統資料應用則可使用較忙碌的2.4GHz頻段。晶片的DSP連接4個天線,可持續調結晶片上發射器與接收器,進行即時通訊,提高頻寬穩定度。

可傳輸HD視訊之有線和無線Wi-Fi和802.11n標準特性示意表:

 有線 Wi-Fi 802.11

(2×2,3×3×3)

Wi-Fi/802.11n

(4×4)MIMO

頻段 Ethernet, MoCA,

HomePNA

2.45GHz

和/或5GHz

2.45GHz

和/或5GHz

傳輸容量 ~270Mbps40~450Mbps40Mbps~1Gbps
傳輸距離 視傳輸線長度 ~20公尺 ~60公尺
標準規格 Ethernet, MoCA,

HomePNA

802.11n/Wi-Fi

draft

802.11n/Wi-Fi

draft

目標市場 家庭 室內 家庭與室內
相對成本價格 中高 中低
資料來源:Quantenna;整理:鍾榮峯

由於此種傳輸技術採用5GHz頻段,傳輸距離較長,指向性不強,因此散射折射特性明顯,數位家庭內各個角落房間均可接收得到。而5GHz的晶片設計就是以提高電路設計的複雜度,來平衡傳輸高畫質視訊時、會產生都丟掉一點點畫素影響品質的風險。而MIMO技術的輔助,正好可強化802.11n在多重路徑(multi-path)的傳輸特性,把多重干擾和散射的問題轉化成優勢,利用類似解方程式的方式,把訊號清楚處理出來。

為了達到這樣的效能,David French指出,在無線影音橋接器參考設計上,便要能有效運用多核心處理器架構提高資料傳輸率,同時驅動4×4 MIMO無線電/收發器、動態數位聚束與頻道監控功能,並且運用一個支援更高層安全加速器的整合式DSP引擎,來進一步確保內容與隱私的安全性。David French強調,在安全標準上,相關設計必須符合包括有線等效加密(WEP)、Wi-Fi保護存取(WPA)、RADIUS等標準,與Wi-Fi多媒體(WMM)的802.11e QoS功能相容,才能可靠地處理與各種第三方Wi-Fi裝置間的多媒體傳輸。

David French認為,此款802.11n晶片組整合設計應會首先被採用在IPTV領域。至於在功能和應用上相當類似、同樣也是以802.11n為基礎的WHDI技術所產生的挑戰,David French認為並不會是種威脅。他表示WHDI也是為解決如何藉由Wi-Fi來傳輸高畫質多媒體視訊的技術瓶頸,不過目前似乎只有結合4×4 MIMO並採用動態數位聚束技術的方式,可以既能實際解決這個問題,並且立刻滿足市場應用的需求。

關鍵字: Wireless HD  WiGig  WHDI  MIMO  802.11n  Quantenna  David French 
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