无线高清视频传输WHDI原理与应用.docVIP

无线高清视频传输WHDI的实现基础与应用 沈志伟 骆轶 1．认识WHDI WHDI(Wireless Home Digital Interface即无线家庭数字接口）是由以色列AMIMION公司提出，包括日立、摩托罗拉、三星、夏普和索尼在内的多家企业共同开发和推广的的一个无线高清晰度视频传输标准。 该标准提供了一种高品质、无压缩的无线传输方式。它是基于JSCC信源信道联合编码、UEP不等差错保护、MIMO天线系统和OFDM调制的融合技术；在数据传输速率方面，以 40MHz带宽传输 1080p视频信号时传输速率达到 3Gbps，20MHz带宽传输 720p和 1080i视频信号时传输速率为 1.5Gbps；符合ISM 5GHz频谱规定，室内覆盖范围30米，可穿透墙壁，并且延迟时间小于1毫秒。 WHDI能够支持各种新老设备，无线连接A/V设备和显示设备，工作范围可以覆盖整套房屋，WHDI理论上允许用户在家里连接任何源到任何位置。使用WHDI能在客厅的电视上显示卧室里蓝光播放机、高清机顶盒播放的节目，在厨房电视上能显示笔记本的播放内容，游戏机可以与投影机相连在大屏上娱乐，而不需搬动游戏机到客厅（如图一）。 图 一 　　WHDI结合了高清音视频传输和控制信号回传（如图二）。WHDI的控制协议使用户能够集中控制家中的所有音视频设备，因为传输几乎没有延迟，没有声画不同步的问题，所以可利用WHDI连接电视电脑游戏。对于家庭用户来说WHDI标准实际上可以说是HDMI的无线版。 图 二 2. WHDI相对其他技术的优势 WHDI标准目前最高可以支持到1080p的全高清3D信号传输。该标准传输速率高达3Gbps（400MBS）（如表一），在现有的免许可无线电频谱资源中仅60G频段有足够的带宽可以支撑此速率。但60G频段因频率太高带来的技术问题使得采用60G频段标准的Wireless HD技术传输距离仅有10米，且成本过高。而其它同样采取5G频段的widi等标准，因为信道容量限制的问题最高仅能传输因压缩后产生较长延迟的720P信号。因此WHDI成为目前应用最广泛的无线高清传输标准。 Color Space Video Format Bus Width Input Pixel Clock(MHz) 480i 480p XGA 720p 1080i 1080p UGA RGB/YCbCr 4:4:4 24 27 27 65 74.25 74.25 148.5 162 RGB/YCbCr 4:4:4 30 27 27 65 74.25 74.25 148.5 162 RGB/YCbCr 4:4:4 36 27 27 65 74.25 74.25 148.5 162 YCbCr 4:2:2 24 27 27 -- 74.25 74.25 148.5 -- 表 一 3.WHDI如何实现信号的传输 说起WHDI，就不能不说AMN 2120/2220这套AMIMION公司出品的WHDI发射/接收芯片组及配套射频芯片。 图 三 AMN 2120/2220（如图三）是目前广泛用于WHDI标准的产品芯片组，其输入输出接口标准兼容ITU-R BT.601/ITU-R BT.656等规范要求，最高支持36-bit RGB或YCrCb（4：4：4）以及24-bit YCrCb（4：2：2）。因此不管是高清的3G-SDI、HDSDI、HDMI 或者标清的SDI、YPbPr、CVBS以及VGA、XGA、UGA等数字模拟信号皆可通过相应的转换芯片（TVP5150\CAT9883\CAT6023等）以ITU-R BT.601/ITU-R BT.656及在此基础上发展的SMPTE 292M、 SMPTE 259M等标准下通过WHDI实现无线传输。能够支持未压缩的视频分辨率以及时钟速率高达162MHz的像素，具体包括：视频：480i、480p、576i、576p、720p、1080i、1080p；PC：VGA(640*480)、SVGA(800*600)、XGA(1024*768)、UGA(1600*1200)；像素：854*800、1280*768、1366*768、1920*1080。 在WHDI无线传输的发送端，先将转换好的ITU-R BT.601/ITU-R BT.656标准信号经基带发送到芯片AMN2120处理，然后输出4路IQ信号传送到射频传输芯片AMN3110（MAX2580）调制成5.8G频段OFDM射频信号，这每路-4dbm的射频信号经过功率放大芯片RTC6670提升至最高17dbm（50mw）再利用4根极化方向间隔至少45°的微带天线发送到自由空间，并通过多次反射传