谈2.4G无线传输在多媒体音频中的应用

互联网 | 编辑: 陈家鑫 2009-12-23 00:00:00原创

09年国内最大的热门话题之一就是引进了3G网络,而对于这个3G,在欧美等国家是基本已经淘汰了的产品,国内才刚刚引进,可见我们的技术是多么的落后。但无线产品很早就进入了我们生活中,这也并不是一件新鲜的产物了。从收音机开始一直到现在,无线产品不断的升级,让我们的生活变得更加快捷有效。从这点上看,无线产品本来就是个发展趋势,前景也是非常的光明,如今我们生活当中的收音机、电话、遥控器、鼠标、无线网卡、音频产品等等都有无线产品的踪影。

在it产品中,无线传输最常见的就是2.4G频段,包括无线网卡、鼠标、蓝牙耳机、蓝牙音箱等等。2.4G无线技术的出现大大弥补了之前27MHz传输距离短、传输不稳定的缺点。更重要的是2.4G是双向传输模式避免了27MHz单向传输途中带来的断续现象发生。而且在其规定的频段2.4-2.485G内属于(医学、工业、科学)国际规定的免费频段。就技术普及和发展上就扫清了所有了障碍。这个新兴无线技术广义上讲它属于一个频段。因为在2.4-2.485G之间所以简称2.4G。

2.4 GHz的ISM频段无线频率调制有两种:跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)。蓝牙使用FHSS而WirelessUSB,802.11b/g/a (一般称为WiFi的)和802.15.4(称为ZigBe的结合上网络层)利用DSSS。

蓝牙也是一种基于2.4G技术的无线传输协议,但蓝牙使用FHSS技术,将2.4 GHz分割为791MHz的信道。蓝牙设备之间在伪随机模式下的每秒在79个信道中跳频1600次。连接蓝牙设备分组成被称为piconets的网络;每个piconet包含一个主和最多7个激活的从属器。每个piconet信道的跳频序列来自于主时钟。所有的从属设备必须保持时钟同步。不过蓝牙的传输带宽有限,仅为723Kbps。

WiFi主要的激励是数据吞吐量。WiFi是通常被用来连接计算机到本地局域网(和间接到Internet)。大多数WiFi设备的笔记本电脑不是每日充电就是直接插入墙上的电源,因此对电源要求并不敏感。WiFi使用DSSS系统,每个通道带宽22兆MHz,同时可允许使用多达三个不互相重叠相同带宽的信道。每一个WiFi接入点所使用的信道必须手动配置;WiFi客户端搜索可用接入点的所有信道。

802.11使用11位的Barke伪随机噪声(PN)码来为原始1和2 Mbit/s数据传输速率的每一个信息比特进行编码。为了实现更高的数据速率,802.11b使用补码键控(CCK)6位信息比特编码到8码片符号当中。用CCK算法有64个可能的符号,这就要求每个802.11b的无线电具有64个分离的相关器(该设备负责把符号转化为信息比特),这增加了复杂性和成本的电台,但使数据速率提高到11Mbit/s。

WirelessUSB已被设计为一个电缆的计算机输入设备(鼠标,键盘等),也将目标瞄准了无线传感器网络。WirelessUSB设备不定期充电,通过碱性电池来保证其能够运行几个月。WirelessUSB与蓝牙使用无线电信号的相似,但使用DSSS而不是FHSS。每个WirelessUSB信道为1MHz带宽,像蓝牙一样把WirelessUSB 2.4GHz的ISM频段分为1到79MHz的信道。WirelessUSB设备的频率变换灵活,换句话说,他们使用的“固定”信道,但如果原始信道质量并非最优,将动态变化信道。

WirelessUSB采用伪噪声(伪)码来编码每一个信息比特。大多数的WirelessUSB系统使用两个32-码片PN码,允许两个信息比特率编码在每一个32码片符号中。这个方案每个符号可以纠正三个错误,每个符号最多可以检测10个码片错误。虽然使用32码片(有时是64) PN码限制了WirelessUSB数据速率(62.5 kbit/s),但数据的完整性大大高于蓝牙,尤其是在嘈杂的环境。

ZigBee为一个用于设计传感器和控制网络的标准化解决方案。大多数ZigBee设备对功耗很敏感,通常要求电池寿命达到几年。 ZigBee的还采用了在868MHz频段(欧洲),915兆赫频带(北美),以及2.4GHz的ISM频段的直接序列扩频无线电信号。定义了在2.4GHz的ISM频段16个信道;每个信道带宽3MHz和每个信道中心频率间隔为5MHz,一对信道之间有2MHz的保护带宽。

ZigBe采用11位PN码,每个符号编码4位信息比特,它的最高数据速率达到128Kbps 。物理和MAC层是由IEEE 802.15.4工作组规定,与IEEE 802.11b标准共享许多相同的设计特点。

  数据指数(数据速率) 信道数量 最小传输带宽需求
蓝牙 723Kbps 79 15MHz(动态)
WiFi 11Mbps 13 22MHz(静态)
WirelessUSB 62.5Kbps 79 1MHz(动态)
ZigBee 128Kbps 16 3MHz(静态)

在多媒体领域中,音箱、耳机等都出现过2.4G无线技术的产品。比如多媒体音箱产品中,联想这个PC届享有盛名的大厂曾经也推出过一款型号为LXH-J5146MW的5.1音箱,环绕部分就是采用了2.4G无线技术。而在耳机方面,现代也同样推出了一款型号为时尚6号CJC-DM8317的无线耳机。

无线音箱中,影院系统的无线化比纯音乐欣赏类的用途要大很多,家庭影院系统中最令人头疼的就是走线的问题,而无线系统就很好得解决了这个难题,让摆放更加轻松。不过无线系统对传输音质有最高的要求,对抗干扰性也有极强的要求,但对于功耗、传输距离和“穿墙性”并无太高的要求。漫步者的无线功放ramble属于这类产品。

如果音源端是可移动的,比如手机、MP3播放器等具备无线音频发射能力的移动设备。那么这种需求最大的特点在于如果直接使用移动设备自身的无线音频发射能力,那么它可选择的方案就受限于主流的移动设备的音频发射形式;而如果使用专用的无线音频发射工具,那么尽量低的功耗就成为它所要关注的性能。

无线耳机方面则是回放端随着用户可以自由移动的。摆脱线对头部的束缚,无论线有多长肯定不如没线来得更灵活。对于这种应用来说,由于回放设备是电池供电,所以对于无线传输的音质要求并不会太高,但由于回放端和音源端的相对位置不确定,所以要求有较大的传输距离和一定的穿墙能力。

无论纯在多少缺点,不可否认的是,无线产品尤其是2.4G产品已经在it领域中广泛使用了。而我们最关注的最大缺点干扰问题,也是不断的完善,除了像微波炉这样大功率的无线干扰外,其他小干扰已经不再是2.4G无线技术的话题了。无线产品也是扩大了更多的产品线,虽然目前多媒体方面应用比较少,但相信随着发展的趋势,多媒体中的无线产品会更加普及。

相关阅读

每日精选

点击查看更多

首页 手机 数码相机 笔记本 游戏 DIY硬件 硬件外设 办公中心 数字家电 平板电脑