智能手机联动电视，Wi-Fi Display竟被视为主流？

导言：无线高清影像传输方式大致可分为两种，即将高清影像压缩后利用WLAN传输的方式，以及用WLAN以外的的其他方法传输非压缩影像的方式。就结果来看，采用WLAN技术的方式将成为主流，其中尤其引人关注的是“Wi-Fi Display”方法。下面就来看一下行业的动向。

把影像压缩后再发送的技术和标准有苹果公司的AirPlay Mirroring、英特尔公司的WiDi以及由Wi-Fi Aliance制定标准的Wi-Fi Display等。这些技术和标准全部采用WLAN “IEEE802.11系列”作为传输手段，影像压缩采用“H.264/MPEG-4 AVC”（以下简称H.264）格式。

WiDi面向外设厂商公开了性能参数，各公司的适配器纷纷上市。Wi-Fi Display预定从2012年6月下旬开始进行认证测试，预计2012年夏季支持该标准的产品就会面世注4）。而AirPlay Mirroring未公开性能参数，所以目前只有苹果公司的产品才能使用。

WLAN方式的特点是电波容易到达。2.4GHz频带和5GHz频带的WLAN由于电波比较容易迂回，因此可在不同的房间内连接（图1）。但影像的压缩和解压处理会产生较长的延迟时间，不过最近随着编解码器的高速化以及传输处理的优化，延迟时间在逐渐缩短。

图1：电波的易达性和传输速度此消彼长
Wi-Fi Display、WiDi和WHDI因电波比较容易迂回，适用于在不同房间的连接，采用60GHz频带毫米波的WirelessHD和WiGig虽然可以确保传输速度，但如果有障碍物的话，电波难以到达，因此主要在一个房间内使用。

IEEE802.11ac也将起到积极作用

预计美国将在2012年底、日本将在2013年春实现产品化的WLAN最新标准“IEEE802.11ac”（以下简称11ac）也会对提高视频压缩性能做出贡献。11ac通过5GHz频率下80MHz的高带宽，将把IEEE802.11n最高为600Mbit/秒的通信速度提高到1Gbit/秒以上。“利用11ac，可将此前最多为30帧/秒的高清影像传输提高至60帧/秒”（美国博通公司WLAN产品营销副总裁Rahul Patel）。

此外，在11n中为选配功能的LDPC（low density parity check，低密度奇偶校验）码纠错处理从11ac起变为标配。NEC AccessTechnica开发本部统括部长（HGW事业）山下肇表示，“通过提高纠错能力，可以抑制影像传输时的块状噪声等带来的画质劣化现象”。

被视为主流的Wi-Fi Display

在众多方式中，最被看好的是Wi-Fi Display。很多厂商都认为，“将来大部分智能手机都会标配Wi-Fi Display，目前都在讨论投产支持该标准的适配器等外设”（日本I-O DATA DEVICE）。

Wi-Fi Display是以无需经由WLAN接入点即可在终端间直接通信的标准“Wi-Fi Direct”为基础，由上层的协议栈软件构成的安装指南。锁定终端服务的“服务发现（Service Discovery）”等的处理利用Wi-Fi Direct进行，影像的压缩/解压处理及管理数据流的传输层等利用Wi-Fi Display处理（图2）。压缩/解压采用H.264格式。由于最近的智能手机不但标配WLAN功能，采用内置H.264编解码器电路GPU的终端也很多，因此Wi-Fi Display还具有易于配备到终端中的特点。“在受限于安装面积和耗电量的智能手机中，无需追加硬件即可配备的优势非常大”（Cavium公司的柴田）。

图2：Wi-Fi Display的协议栈
通过Wi-Fi Direct，无需经由接入点即可连接终端传输影像。影像的压缩/解压处理采用H.264格式。

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实际上，高通和博通等半导体厂商已经发布了支持Wi-Fi Display的整合芯片组等，目前正在等待认证测试，开发WLAN协议栈软件的企业也在迅速应对。提供Wi-Fi Direct应用开发环境的ISB公司表示，“只要标准性能参数一确定，我们就将支持Wi-Fi Display”。

英特尔也表明支持Wi-Fi Display

对于有望成为无线高清影像传输实际标准的Wi-Fi Display，此前推出WiDi产品的英特尔决定避免标准之争。英特尔日本法人全球销售及平台营销事业本部 网络营销经理梅野光表示，“今后计划使WiDi符合Wi-Fi Display标准”。

WiDi方面也在稳步进行着改进，2010年第一季度发布的1.0版的可传输影像限定为720p（1280×720像素）以下，也不支持著作权保护技术“HDCP（high bandwidth digital content protection）”。而2011年初发布的2.0版则支持1080p（1920×1080像素）的全高清影像，2011年底又实现了对HDCP的支持。1.0版利用软件执行H.264格式的影像压缩处理，因此延迟时间长达800ms，而现在通过使用GPU的硬件加速功能，将延迟时间缩短到了150ms左右。梅野介绍说：“我们打算以延迟时间短等为卖点，与其他公司的Wi-Fi Display产品形成差异化。”

面向游戏的非压缩方式

另一方面，以WLAN以外的方法传输非压缩影像的方式有WHDI、WirelessHD以及由Wireless Gigabit Alliance推进标准制定的Wireless Gigabit（以下简称WiGig）。WHDI使用5GHz频带，因此与采用WLAN的方式一样，可在不同的房间进行连接。而利用60GHz频带毫米波的WirelessHD及WiGig因电波的直线性强，如果连接终端在视线之外就很难连接。虽然“通过控制信号辐射角的波束控制（Beam Steering）技术会自动避开传输路径上的障碍物，有人走过时并不会断开连接”（销售WirelessHD适配器的软银BB由良），但不适用于连接不同房间里的终端。

非压缩方式的共同点是延迟时间短。WirelessHD会产生2ms左右的延迟，而WHDI只有不到1ms的延迟。开发支持WHDI的LSI的Amimon公司执行总裁Yoav Nissan-Cohen自信地表示：“我们公司产品的魅力体现在用于对游戏等要求实时性的应用时。希望流畅地在大屏幕上玩智能手机和平板终端游戏的用户应该不在少数。”WiGig的延迟时间不明，不过从不会产生压缩和解压处理延时这点来看，估计与WHDI和WirelessHD差不多。

安装面积及耗电量方面存在课题

不过，要想在智能手机上配备非压缩方式，需要嵌入专用基带LSI和RF发送IC，目前存在安装面积增加、耗电量增大以及成本高等课题。从事WirelessHD的晶像公司和从事WHDI的Amimon公司均在致力于半导体工艺规则的微细化以及削减天线数量等改进。Silicon Image Japan代表董事社长竹原茂昭分析称：“最新的WirelessHD芯片组尺寸为，基带LSI为13mm见方，RF IC为12mm见方。峰值时的耗电量约为2W。要想配备于智能手机，芯片尺寸需要削减到10mm见方以下，耗电量需要降至1W以下。”用于平板终端的产品方面，WHDI已经率先应用于联想公司的产品上，“配备到智能手机上还需要一些时间”（Yoav）（图3）。配备于智能手机的产品的面世时间方面，预计WHDI为2013年，WirelessHD为2014年前后。

 
图3：支持WHDI的联想的平板终端“I deaPad S2 7”
在2012年的CES上发布，内置了配备美国Amimon公司芯片组的WHDI模块。

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WiGig虽然是最后出现的，但作为非压缩方式的有力候补，其存在不容忽视。WiGig在60GHz频带的物理层及扩展了IEEE802.11的MAC层上，规定了处理HDMI和Display-Port等信号的扩展标准（图4）。MAC层之所以与IEEE802.11标准确保了向后兼容，是因为设想了在平时使用WLAN，只在传输影像等时使用60GHz频带等用途。WiGig Alliance与Wi-Fi Alliance共同制定了认证计划等，WiGig将来还有可能会与WLAN整合。

图4：WiGig架构的概要
配备了除IP外，HDMI和Display Port等信号也可以利用60GHz频带毫米波收发数据的功能。