未來大勢所趨!無線音頻技術講解(全)

2021-01-19 泡泡網
未來大勢所趨!無線音頻技術講解(全)
2010年08月09日 00:00作者:整理自網際網路編輯:王旭晗文章出處:泡泡網原創

    泡泡網音頻頻道8月9日 之前,我們一直在為大家做無線音頻技術的知識普及工作。到目前為止,我們一共為大家介紹了11種。而今天,我們將這些匯集到一起,方便大家進行查閱和對比。

    註:我們資料均來自於網絡,內容比較簡單,但整理起來比較複雜、真實性還有待查證。所以,如果其中有錯誤和不足,請大家發送郵件至sound#pcpop.com(發送郵件時請用@代替#),或者是直接在文末留言,以便我們能夠將這些技術最準確的表達。

    從廣義的範圍上講,無線電廣播是興起最早的無線音頻技術,而且應用也是最為廣泛的,其中就包括我們熟悉的FM、AM等。而說到這些,就不得不提無線電。

無線電在早期的應用

    無線電,其全名應該是無線電波,是指在空氣或者真空中傳播的射頻頻段的電磁波。它對於電磁波頻率的有一定的約束,其中上限為300GHz,而下限的沒有限制。但一般情況下,使用時會有3KHz-300GHz、 9KHz-300GHz和10KHz-300GHz三種。

    至于波長,無線電波均超過1mm,遠大於我們平時所說的可見光波長的範圍。另外,根據波長的不同,又將其詳細的劃分為長波、中波、短波、超短波以及微波等等。

    ● 無線電波根據波長的劃分

    長波:    波長>1000m        頻率3000Hz-300kHz
  中波:    波長100m-1000m    頻率300kHz-3000kHz
  短波:    波長100m-10m      頻率3MHz-30MHz
  超短波:  波長1m-10m        頻率30MHz-300MHz, 亦稱甚高頻(VHF)波、米波
  微波:    波長1m-1mm,       頻率300MHz-300GHz,

    至於無線電波的應用,有很多方面,例如通信(電話、電視)、導航、數據傳輸、天文(射電天文望遠鏡)、動力、加熱等。其中,指通過無線電波傳播聲音或其他信號的技術被稱作無線電技術。

發明的射電天文望遠鏡

    無線電技術的原理在於,導體中電流強弱的改變會產生無線電波。利用這一現象,通過調製可將信息加載於無線電波之上。當電波通過空間傳播到達收信端,電波引起的電磁場變化又會在導體中產生電流。 通過解調將信息從電流變化中提取出來,就達到了信息傳遞的目的。

    而要說無線電在聲音中的最早應用,那是在航海中,船員可以使用莫爾斯電報與陸地進行通信,並以電報聲來傳遞各種信息。隨後,無線廣播於19世紀末誕生,並逐漸開始盛行,成為人們接收聲音、接收各種信息的主要手段之一。

    無線電廣播通常分為兩種,即FM和AM。其中,FM的英文名為Frequency Modulation,翻譯成中文就是調頻,是一種調製方式。而調頻廣播就是以調頻方式進行音頻信號傳輸的,調頻波的載波隨著音頻調製信號的變化而在載波中心頻率(未調製以前的中心頻率)兩邊變化,每秒鐘的頻偏變化次數和音頻信號的調製頻率一致,如音頻信號的頻率為1kHZ,則載波的頻偏變化次數也為每秒1K次。頻偏的大小是隨音頻信號的振幅大小而定。

    雖然原意是調頻,但在日常生活中我們常用FM來代指調頻廣播。一般說來,調頻廣播頻段在76-108MHz之間,而我國的調頻廣播的頻段為87.5-108MHz。

    而AM的英文名為Amplitude Modulation,中文意為調幅,它也是一種調製方式,屬於基帶調製。其工作原理是,保持載波的頻率不變,通過其震蕩的幅度來傳遞信息,這正好與調頻的原理相反。

    至於兩者的優缺點,我們可以從下方的簡要特點加以感受:

            FM                     AM

           調頻                   調幅
    不易受幹擾,音質好      音質一般,易受幹擾
     支持雙聲道立體聲        不支持雙聲道立體聲
         帶寬較寬               帶寬比較窄
        發射功率小            發射功率較低
      調製、接收複雜            都比較簡單

    可以說,兩者各有優缺點。所以,其也各有自己的用武之地。不過,目前我們日常生活中見到的更多的還是FM。而且,城市內的廣播多用FM,而國際短波廣播、航空導航通訊則常用AM。

    接下來,我們來看紅外技術。而在說它之前,我們必須先明白紅外線是怎麼樣的一個東西。

    紅外線是波長介乎微波與可見光之間的電磁波,波長在0.75微米(μm)至1毫米之間,在光譜上位於紅色光外側。紅外線具有很強的熱效應,易於被物體吸收,通常被作為熱源。另外,它的透過雲霧能力比可見光強,在通訊、探測、醫療、軍事等方面有廣泛的用途,俗稱紅外光。

太陽光譜

● 紅外線的發現

    公元1666年,牛頓發現光譜並測量出3900埃~7600埃(400nm~700nm)是可見光的波長。1800年4月24日,英國倫敦皇家學會(ROYAL SOCIETY)的威廉·赫歇爾發表太陽光在可見光譜的紅光之外還有一種不可見的延伸光譜,具有熱效應。

    他所使用的方法很簡單,用一支溫度計測量經過稜鏡分光後的各色光線溫度,由紫到紅,發現溫度逐漸增加,可是當溫度計放到紅光以外的部份,溫度仍持續上升,因而斷定有紅外線的存在。

● 紅外線的劃分

    說到紅外線的劃分,目前比較複雜,原因是使用者的角度不同,他們對於紅外線頻段的劃分也是不同的。比如說,根據紅外光譜劃分的話,近紅外應為1~3μm;而按照醫學使用角度來劃分,其所謂的近紅外區為0.76~3μm。

    而我們所說的紅外線劃分,主要分為三個部分,即近紅外線、中紅外線和遠紅外線。其劃分的範圍大致如下:近紅外線,波長為(0.75-1)~(2.5-3)μm之間;中紅外線,波長為(2.5-3)~(25-40)μm之間;遠紅外線,波長為(25-40)~l000μm 之間。

● 紅外線無處不在(除非絕對零度)

    剛才,我們曾提到:紅外線具有很強的熱效應,易於被物體吸收,通常被作為熱源。而實際上,自然界有無數的遠紅外放射源:宇宙星體、太陽、地球上的海洋、山嶺、巖石、土壤、森林、城市、鄉村、以及人類生產製造出來的各種物品等等。

    目前,我們可以肯定的一點是是:所有高於絕對零度(-273.15℃)的物質都可以產生紅外線!其中,波長為 8~14μm的遠紅外線是生物生存必不可少的因素。而這段遠紅外線也有一個單獨的名字,叫「生命光波。

    下面,我們再說紅外線傳輸。剛才已經說了,紅外線傳輸就是利用紅外線為載體,來進行數據傳輸的已經技術。在這裡,我們不得不提到紅外線的兩個特性,因為他們直接決定了紅外線傳輸的使用環境!

● 紅外線的穿透力較弱

    一般說來,波長越長,則波的穿透力越弱。剛才,我們提到過:紅外線比可見光穿透雲霧的能力強。但現在,我們說的是穿透厚的障礙物。而這樣一來,紅外線傳輸就擁有了私密性。

    舉個例子來說,如果我們在房間裡的一間封閉屋子進行紅外線傳輸。一般情況下,旁邊屋子是無法截取到我們的紅外線訊號的。而這種特性,決定了紅外線傳輸比較適合於會議室、教室、臥室等場所。

    同時,紅外線傳輸主要採用的是直線傳播形態。所以,當有物體位於發射端和接收端中間的時候,傳輸即會受到影響。當然,它可以靠牆壁的反射來進行。這對於其它一些應用場景來說似乎還沒太大問題,但對於音頻來說是無法接收的,因為這樣將會產生數據的延遲,進而導致聲音的斷斷續續!

紅外線最簡單的應用:家電遙控器

● 任何物體都可以發出紅外線

    這點就很容易理解了,所有物體都可以發出紅外線。那麼,對於傳輸數據的紅外線訊號來說,都可以產生幹擾。不過,根據發熱物體的不同,幹擾有大有小。舉個簡單的例子,你在發射端和接收端之間放一個微波爐,或者是放一份熱噴噴的飯菜,都會對相應信號產生重大的影響。

● 紅外線傳輸速度

    最後,我們提一下紅外線的傳輸速度,這裡涉及到一個劃分:低速紅外線(Slow IR)是指其傳輸速率在每秒115.2Kbits者而言,而高速紅外線(Fast IR)是指傳輸速率在每秒1或是4Mbits者而言。

    其中,前者主要用於傳送簡短的訊息、文字或是檔案。而離我們最近的例子,就是家中的各種電器遙控器(小時候還感覺很神奇,不管什麼方向,按一下都可以控制)。而後者可以支持多媒體傳輸,但其仍不完備,仍處於發展中的階段。

    總結一下紅外線傳輸的特點吧,優點:具備良好的私密性、成本低、高速紅外線發展比較有前途;缺點:不適合共享、易幹擾、延遲、低速紅外線用於傳輸音頻是不夠的。

    紅外線傳輸作為一種無線技術,其實很早就應用在音頻方面,但大都傳輸的音頻質量較差。不過,漫步者在2008年發布的Ramble紅外功放徹底打破了這一僵局。而下面,我們就來看一下它,也順帶感受一下紅外線傳輸技術在音頻領域的應用。

    這就是為漫步者在捧回美國2008 CES設計和工程創新獎(Innovations 2008 Design and Engineering Award)以及德國iF Product Design Award工業論壇產品設計獎的——Ramble(國外稱為Rainbow)。

漫步者Ramble

    Ramble是一款無線紅外功放,它的造型也很獨特。其顛覆了傳統產品方方正正的形狀,而改為圓柱狀。而且,銀、黑二色的搭配顯得簡約、大方,十分誘人。同時,它的放置也很隨意,可以這樣樹立著,也可以掛在牆壁上,相當方便。其中,左側這個是Ramble的接收器,而右側這個是Ramble的發射器。

採用改良後的紅外無線技術

    Ramble的技術支持,來源於改良後的紅外無線技術。其在傳輸過程中,會經過ADC轉換(模擬到數字的轉換),將信號編碼成數字串後發送,通過接收端接收後DAC(數字到模擬的轉換)解碼輸出到功放子系統。它的這個過程類似於 S/PDIF光纖傳輸,傳輸不再有束縛了,音質也完全達到了CD級,即20-20kHz的水平,通過縝密高效的算法,制定了一套快速容錯糾錯的音頻專用機制,使得這套設計可以真正實現實時傳播,又能確保高音質。

    此外,Ramble使用了3排供給15個紅外發射器,進行紅外線垂直發射。然後,通過其漫反射來完成來完成無障礙連接。所以,你不必擔心發射器和接收器之間障礙物對於信號的幹擾。

有利有弊,適合私密空間

    不過,有利也有弊。由於紅外線的穿透力不強,所以Ramble目前還只是適合在一間屋子裡使用,而不適合在多個屋子間使用。且它是一個立體聲系統,而不是多聲道系統。因此,目前還無法利用它來搭建無線的家庭影院。但就張總表示,漫步者正在著力進行其它無線技術的音頻傳輸研究,相信不久的將來,以上兩種問題都可以得到有效的解決。

    除了紅外之外,藍牙也是一項較為普及的無線音頻技術,相信絕大多數人對於這個名字並不陌生,因為在我們身邊充斥著諸多這樣的設備,而最典型的就是手機和筆記本。

藍牙技術

    藍牙,英文名稱為Bluetooth,是一種支持設備短距離通信的無線電技術。它最早的身影是出現在愛立信的1994方案中,其初衷是在研究行動電話和其他配件間進行低功耗、低成本無線通信連接的方法。而且,他們希望能夠開發出一整套的規則,為設備間的通訊提供統一的標準協議。

至今已發布多個版本

    藍牙項目於1996年啟動,並在1998年推出首個應用版本。而有意思的是,它最初版本的代號是0.7。隨後,藍牙技術不斷發展,截止到2009年4月,藍牙已經發布了多個版本,其中最新的為Bluetooth 3.0 + HS。而在這其間,也就是1999年5月20日,索尼愛立信、IBM、英特爾、諾基亞及東芝等業界龍頭創立藍牙技術聯盟(SIG,Special Interest Group),共同制訂藍牙技術標準。

    如同前面所說,藍牙的版本實在是太多了,而每個版本的協議如何,我們也沒有太深入的研究。但就應用來看,我們所熟知的是1.1、1.2、2.0和2.1等版本。所以,我們下面所介紹的藍牙的工作原理、特點等,均是參考這幾個版本的協議來說的。

藍牙協議棧體系結構圖

    在這裡首先要確定的一點是:藍牙應用的是全球通用的2.4GHz頻段上,而我們後面還要講述到的WiFi、2.4GHz也都是工作在這一頻段上的。藍牙在2.4GHz頻段中劃分為79個子頻段,在工作時,藍牙將會選用其中的均間隔的79個1MHz信道之間跳頻,並依靠短包技術進行通信。

    而藍牙技術在工作時,採用的是一種分散式網絡結構,即高速跳頻(FH,Frequency Hopping)和時分多址(TDMA,Time DivesionMuli—access)等技術,在近距離內最廉價地將幾臺數位化設備(各種行動裝置、固定通信設備、計算機及其終端設備、各種數字數據系統,如數位照相機、數字攝像機等,甚至各種家用電器、自動化設備)呈網狀連結起來。

   至於傳輸距離,藍牙是一種短距離傳輸技術,其傳輸距離一般在10米以內。不過藍牙有一點好處,就是功率較低,所以目前我們看到的藍牙適配器一般都不大。

    接下來,我們就為大家簡單的介紹一下剛才所提到的1.1、1.2等版本的協議。

藍牙免提硬體電路圖

    1.1規範主要是針對1.0規範的一些欠缺,其中一點就是確定在回話中設備的主/從關係,這樣可以提高通訊的準確度。另外,1.1規範明確了藍牙技術是在79個子頻段上進行通信,而之前則是有79和23兩種劃分。

    1.2版最大的改進在於增加了AFH可調式跳頻技術(Adaptive Frequency Hopping)這項技術,並主要針對現有藍牙協議和802.11b/g之間的互相干擾問題進行了全面的改進,防止用戶在同時使用支持藍牙和無線區域網(WLAN)的兩種裝置的時候出現互相干擾的情況。

    相比之下,2.0版本的改進更大。它不僅提高了設備的多任務處理能力,也提高了多種藍牙設備同時運行的能力。另外,帶寬也有了極大的提升,其理論值從原來的1Mbps提高到3Mbps。

    但目前我們常見的是2.0+EDR標準,其在原有2.0版本的基礎上提升了數據傳輸速率,並且降低了功耗。而且,還規定了多個藍牙設備的串聯問題。這樣一來,其傳輸距離理論上有望打到100m,速率可以達到10Mbps。

藍牙3.0協議

    隨後,2.1協議出爐。對於它,我們了解的比較少,其與2.0的區別具體有多少,還不是很清楚,但可以知道的是,2.1版本協議再次降低了功耗。

    最後,我們再簡單的說說3.0版本的藍牙協議:它採用通用AMP(Gener ic Al ternate MAC/PHY)的全新交替射頻技術,允許其協議棧針對任務動態地選擇正確的射頻。另外,3.0新標準的近距離傳輸速率將達到24Mbps(理論值)。而且,通過超寬帶技術還能將這一數值提升到480Mbps、距離10米時傳輸速率能提升至100Mbps。

    說到這裡,我們不得不在靠一下題目:無線音頻。藍牙是一種無線技術沒錯,但我們要說的是它在音頻傳輸中的應用。

    首先來看帶寬,藍牙1.1和1.2協議中,帶寬的理論數值在1Mbps,但在實際的應用當中,一般為748-810kbps。而到了2.0協議,帶寬的理論數值達到了3Mbps,實際應用中約為1.8Mbps-2.1Mbps。而目前最高的,是3.0協議,前面我們說了,其理論帶寬可以達到24Mbps。

很多手機在資料中都會注釋支持A2DP的。

    在這裡不得不提的是A2DP協議,這是因為早期版本的藍牙協議,雖然在無線數據的傳輸方面還可以,但對音頻的支持都很少——僅支持單聲道的音頻傳輸,且採樣僅支持8bit/8KHz。而這種情況,直到A2DP加入才得以改觀。

    A2DP全名是Advanced Audio Distribution Profile,中文譯為:藍牙音頻傳輸模型協定!其最主要的貢獻就是加入了高品質採樣的支持,從而可以支持使藍牙技術可以支持16bit/44.1kHz。

    此外,A2DP還從音頻信號的編碼解碼、到交互界面,再到視頻編碼,A2DP均給出了詳細的定義。其中,就包括允許Codec支持MP3、MPEG2、MPEG4 AAC、ATRAC等多種視頻、音頻編碼。

    目前,傳輸CD級別信號需要的理論帶寬為1.4112Mbps,所以,2.0協議之後的藍牙設備是可以勝任的。但目前音質很好的藍牙音頻設備非常少,我們認為這主要是廠商還有晶片提供商不努力的緣故。

知名的Jabra藍牙耳機

    另外,就是藍牙的抗幹擾能力較弱的問題了。剛才我們說了,藍牙是工作在2.4GHz頻段中的79個平均間隔的子頻段上。而目前我們周邊的藍牙設備很多,所以很容易出現幹擾。

    不過,藍牙也有一個優勢,那就是經歷了這麼多年的發展,技術成熟度還是很高的。但正如剛才所說,就看做的用心不用心了。所以,目前我們看到的藍牙音頻設備,大都是廉價品。而還有一部分,就是高端產品了,很高端、很貴。

典型藍牙和低耗電藍牙

    最後,我們在收集、整理資料的時候,還發現藍牙也有低耗電的一些設定。而上表,就是典型藍牙和低耗電藍牙技術的一些區別。其中,最明顯的一項就是在用途上:低功耗藍牙少用於立體聲音頻流上。

● 結語

    到目前為止,藍牙依舊是無線音頻中應用最多的技術,而且也是我們身邊最常見的技術。其優勢在於成本和技術成熟度,但是好產品比較少,主要還是不用心做的緣故吧。而現如今,2.4G技術開始崛起,並逐步被普通產品所應用。所以,藍牙在無線音頻中的地位將得到2.4G技術的強勢挑戰。結果自然是好的,那就是我們肯定會最終得到最理想的產品!

    再說WiFi!WiFi的全稱是:Wireless Fidelity,目前比較通俗的說法是:WiFi是一種無線技術,主要用於網絡連接。這種說法並不能算錯,因為我們平時接觸最多的無線路由了,其特點就是利用WiFi技術來組建網絡。

WiFi

    然而,這種說法並不嚴謹。首先,WiFi是一種可以將個人電腦、手持設備(如PDA、手機)等終端以無線方式互相連接的技術,而非單單組建無線網絡。

    其次,WiFi是一個無線網路通信技術的品牌,由Wi-Fi聯盟(Wi-Fi Alliance)所持有,目的是改善基於IEEE 802.11標準的無線網路產品之間的互通性。所以,WiFi和IEEE 802.11標準是不能夠完全劃等號的。

    說到這裡,我們不得不補充一些有關於IEEE 802.11標準的東西——IEEE 802.11第一個版本發表於1997年,其中定義了介質訪問接入控制層(MAC層)和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無線調頻方式和一種紅外傳輸的方式,總數據傳輸速率設計為2Mbit/s。兩個設備之間的通信可以自由直接(ad hoc)的方式進行,也可以在基站(Base Station,BS)或者訪問點(Access Point,AP)的協調下進行。

主要用於無線網絡

    1999年,IEEE 802.11標準加上了兩個補充版本:802.11a定義了一個在5GHz ISM頻段上的數據傳輸速率可達54Mbit/s的物理層,802.11b定義了一個在2.4GHz的ISM頻段上但數據傳輸速率高達11Mbit/s的物理層。

    2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數國家通用,因此802.11b得到了最為廣泛的應用。蘋果公司把自己開發的802.11標準起名叫AirPort。1999年工業界成立了WiFi聯盟,致力解決符合802.11標準的產品的生產和設備兼容性問題。WiFi為制定802.11無線網絡的組織,並非代表無線網絡。

    和其它的技術一樣,IEEE 802.11標準也經歷了不斷的完善和補充,才形成了現在這種技術應用規模。

筆記本、手機等設備不少都帶有WiFi

● 802.11標準和補充

    802.11     1997年,原始標準(2Mbit/s,2.4GHz頻道)。
    802.11a    1999年,物理層補充(54Mbit/s,5GHz頻道)。
    802.11b    1999年,物理層補充(11Mbit/s,2.4GHz頻道)。
    802.11c    符合802.1D的媒體接入控制層(MAC)橋接(MAC Layer Bridging)。 
    802.11d    根據各國無線電規定做的調整。 
    802.11e    對服務等級(Quality of Service, QoS)的支持。 
    802.11f    基站的互連性(Interoperability)。 
    802.11g    物理層補充(54Mbit/s,2.4GHz頻道)。 
    802.11h    無線覆蓋半徑的調整,室內(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)。 
    802.11i    安全和鑑權(Authentification)方面的補充。 
    802.11n    導入多重輸入輸出(MIMO)和40Mbit信道寬度(HT40)技術,基本上是802.11a/g的延伸版。

    除了上面的IEEE標準,另外有一個被稱為IEEE 802.11b+的技術,通過PBCC技術(Packet Binary Convolutional Code)在IEEE802.11b(2.4GHz頻段)基礎上提供22Mbit/s的數據傳輸速率。但這事實上並不是一個IEEE的公開標準,而是一項產權私有的技術(產權屬於美國德州儀器,Texas Instruments)。

    另外,也有一些被稱為802.11g+的技術,在IEEE 802.11g的基礎上提供108Mbit/s的傳輸速率,跟802.11b+一樣,同樣是非標準技術,由無線網絡晶片生產商Atheros所提倡的則為SuperG。

    好了,我們在來看一下WiFi技術在無線音頻中應用的情況。首先,帶寬是絕對絕對的沒有問題:現如今我們見到的多是802.11g和802.11n的設備,而前者的理論帶寬是54Mbps、後者的理論帶寬是300Mbps,都遠高於傳輸CD級信號需要的1.4112Mbps。

    另外,WiFi在傳輸距離上也佔有明顯的優勢。在前面,我們曾介紹藍牙的傳輸距離也就是在10m左右。然而,WiFi是它的10倍,也就是在100m左右。所以,WiFi可以應用在一些比較大場景中,例如大型的會議室等。

Linksys的無線音樂橋

    但是WiFi也有自身的一些弊病,這裡主要還是幹擾的問題。因為,WiFi也是工作在2.4GHz-2.48 GHz ISM射頻頻段上的。其中,它是在22MHz帶寬中的12個重疊信道中選用一個來使用。這樣,也無法避免與其它WiFi設備,甚至是藍牙、2.4G設備的衝突。

    另外還有一點,但我們還沒有仔細的驗證,就當是傳言吧,那就是:WiFi技術傳輸的無線通信質量不是很好,數據安全性能比藍牙差一些。同時,WiFi在延遲方面,貌似也稍微多一些。

    因此,WiFi用於音頻的無線傳播的前景還是不錯的。尤其是帶寬和距離上的優勢,給WiFi增添了競爭的實力。不過,目前使用WiFi的設備還非常少,還需要廠商付出更大的精力!

    在眾多無線音頻技術當中,目前被看好的,而且最有可能在普通音頻設備中、大面積使用的是2.4G技術。

雷柏H8000無線耳麥

    2.4G技術確切點兒說,應該叫做「2.4GHz非聯網解決方案」。之所以這麼命名,很簡單,因為它和藍牙、WiFi一樣,都是工作在2.4-2.485GHz ISM無線頻段上。而該頻段在全世界幾乎都是免費授權使用的。因此,在產品成本上面天生會有一些優勢,有助於產品的大面積普及。

    不過,採用2.4G技術的產品接收端和發送端在生長時便內置配對ID碼,形成一對一模式。所以,不同品牌、不同產品之間的接收端和發送端不能混用,這就大大限制了該技術在其他領域的使用和普及。在這一點上,2.4G技術沒有藍牙那麼靈活。

    其實,一直注意我們該系列文章的朋友會發現:在2.4-2.485GHz ISM無線頻段工作的可不止2.4G技術一家——我們剛講解過的藍牙、WiFi也都工作在這一頻段上。那麼,2.4G技術和它們比有哪些不同呢?

99元的雷柏H1000

    首先是帶寬,2.4G技術的帶寬為2Mbps,能夠傳輸CD級的無線音頻信號。相比之下,藍牙2.0之後的版本都可以達到並遠遠超過這一數字。至於WiFi,那就更不用說了,它的帶寬更高。

    此外,2.4G技術的傳輸距離為10m,這和藍牙的差不多,但近於WiFi。不過,10m這樣的距離已經足夠滿足普通消費者在家中使用了。而且,2.4G設備的發射端和接收端並不需要連續性工作。所以,相對來說,它更省電。

    但在眾多不同之中,2.4G技術有一項非常佔有優勢——那就是抗幹擾能力較藍牙、WiFi更好一些。而這主要還是在於其工作原理,和採用的調頻方式方面的原因。

    2.4G技術使用的是自動調頻技術,理解起來很容易——它就是說:2.4G設備在工作時,如果發現該頻段經常被佔用,它就會自動跳到一個無人使用的頻段,這種跳頻的方法隨意性很強。

SE8 高保真無線音箱適配器

    而藍牙是普通2.4G無線技術上增加了自適應調頻技術(adaptive frequency hopping,AFM ),實現全雙工傳輸模式,並實現1600次/秒的自動調頻。不過,我們也曾說到藍牙將2.4-2.485GHz ISM平均劃分為79個子頻段,所以其跳頻也就是在這79個頻段中進行。所以,還是容易出現相互幹擾的情況。

    至於WiFi,它是在2.4-2.485GHz ISM頻段中的、22MHz帶寬中的12個重疊信道中選用一個來使用。因此,它的可選擇性面更窄,相對也容易出現幹擾的情況。

    目前,就技術成熟度來講,藍牙在無線音頻方面無疑佔有最有利的地位。但2.4G技術也不甘示弱,正在逐步進入穩定和成熟期。現在,已經有多種採用2.4G技術的無線音頻解決方案。而且,產品也在逐漸的豐富。

SE3 PC無線音箱適配器

    其中,耳機類產品更多一些,在國內比較有代表性的有雷柏、魅格等。尤其是雷柏,其99元的2.4G耳機H1000已經於近日發售,銷量很大。

    而除了這些之外,雷柏還推出了用於音箱使用的2.4G無線適配器。雖然,我們現在還沒有看到其真實產品,但隨著雷柏這些99元的無線耳麥、音箱專用無線適配器的出現,無線音頻大範圍普及的時代即將到來!

    以上我們所講的FM、AM也好,2.4G技術也好,還都是我們比較熟知的一些無線音頻技術。那接下來,我們再為大家介紹一些不常見的、以及面向於未來的新興技術!

    先來看RF射頻技術,射頻的英文全稱是:Radio Frequency,其表示的是可以輻射到空間的電磁頻率,頻率範圍從300KHz-30GHz之間。而我們通常所說的RF射頻,其實就是射頻電流,它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。

    在實際的應用中,每秒變化小於1000次的交流電稱為低頻電流,大於10000次的稱為高頻電流,而射頻就是這樣一種高頻電流,我們熟悉的有線電視系統就是採用射頻傳輸方式。

耳神即將突出的無線魔盒

    其實,RF射頻技術並不新穎,而是一項非常非古老的技術。RF射頻技術和我們通常所說的無線傳輸有很大的關係:將電信息源(模擬或數字的)用高頻電流進行調製(調幅或調頻),形成射頻信號,經過天線發射到空中;遠距離將射頻信號接收後進行反調製,還原成電信息源。這一過程稱為無線傳輸,其中應用的是RF射頻技術。

    不過,目前我們手上關乎RF射頻技術的資料還很少,但已知的是它的傳輸距離比較遠——近期,耳神就已經開發出RF無線魔盒,用於音頻傳輸,其傳輸距離為50m,遠超過藍牙、2.4G等。至於其帶寬及幹擾問題,我們還沒有細究。

    DAB數字廣播也是目前正在應用的無線音頻傳輸技術,只是目前主要在歐洲流行,而國內用的相對來說較少,但在北京、廣東等地已經有採用DAB的廣播了。

DAB數字廣播接收設備

    DAB是Digital Audio Broadcasting的簡寫,它DAB是繼AM、FM傳統模擬廣播之後的第三代廣播——數位訊號廣播,它的出現是廣播技術的一場革命。數字廣播具有抗噪聲、抗幹擾、抗電波傳播衰落、適合高速移動接收等等優點。它提供CD級的立體聲音質量,信號幾乎零失真,可達到「水晶般透明」的發燒級播出音質,特別適合播出「古典音樂」、「交響音樂」、「流行音樂」等,極其受到專業音樂人、音樂發燒友和音響發燒友的追捧!而且,在一定範圍內不受多重路徑幹擾影響,以保證固定、攜帶及移動接收之高質量。

    相比模擬廣播,DAB這種數字廣播最大的特點有兩個。一就是帶寬,DAB可以傳輸任何文本甚至是圖像信號。因此,你不必為其品質所擔心。據悉,DAB廣播的信噪比起碼在95db以上,編碼率則達到了192Kbps,遠超過一般的MP3,從而接近CD的音質。

    其二就是,數位訊號傳輸抗幹擾和抗電波衰減的特性,DAB廣播十分適用於在激烈的移動環境中使用,例如車載等。

    就此來看,如果說2.4G技術最適合於普通的民用級設備、適用於小範圍的使用的話,那麼,DAB數字廣播就適用於廣域的高質量音頻傳輸了。只不過,這需要全面改變目前的廣播系統,這是很大的工程,也很難、很麻煩。

    接下來,我們再來看三種新興的無線技術,它們分別是:UWB、WiHD和WDHI。

    UWB,其全稱為UltraWideband,中文譯名:超太寬。它是一種無載波通信技術,利用納秒至微微秒級的非正弦波窄脈衝傳輸數據。而且,它可以通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號——UWB能在10米左右的範圍內實現數百Mbps至數Gbps的數據傳輸速率。

有UWB技術的無線USB

    據悉,UWB具有抗幹擾性能強、傳輸速率高、帶寬極寬、消耗電能小、發送功率小等諸多優勢。而且,UWB可以使用1GHz以上,至多個GHz的頻段。我們不難看出,UWB技術在各方面都有很搶眼的表現,所以,有人稱它為無線電領域的一次革命性進展,認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術。

    另外,UWB技術可以和其它一些無線技術搭配使用,用來提高傳輸的帶寬。比如說,藍牙3.0可通過UWB技術進行拓展——將原有24Mbps的帶寬理論數值提升到480Mbps、距離10米時傳輸速率能提升至100Mbps。

    至於WiHD和WDHI這兩項技術,它們和我們上面講述的無線音頻技術不同——它們已經不再是單單傳輸音頻信號了,而是傳輸「音/視頻」信號。

    WiHD,英文全稱為WirelessHD(無線高清,簡寫為WiHD)技術是一種很讓用戶期待的高速無線技術,這主要在於它運用了60GHz頻段(毫米波)的頻譜,能夠取得更大的數據傳輸速率,其最初的傳輸速率便高達4Gbps,從而能更可靠地提供傳輸高質量、高清晰度無壓縮視頻所必要的頻寬。

首款WiHD晶片

    WiHD標準的主導廠商有英特爾、LG、松下、NEC、三星、SiBEAM、索尼、東芝等行業領導性廠商,該標準主要針對的用戶群包含HDTV電視機、機頂盒、DVD播放機、數位相機、遊戲機、HTPC等,讓消費者可在多臺電子設備之間傳送、播放以及攜帶高清內容。

    目前,WiHD 1.0 Specification技術規範已經發布,其確立了無線高清的基本標準,通過智能天線技術的運用可克服60GHz下的視線限制問題,並加強了數字傳輸內容保護(DTCP),得到了眾多國際性消費電子製造商的支持,支持真正的無壓縮視頻流傳輸,強制性的使用了通用控制技術,用戶可以容易的構建和管理自己的無線視頻區域網(WVAN),傳輸距離10米內。

    WHDI,意為Wireless HDMI,中文意為無線高解析度數字多媒體接口。它也是一種針對於高清的無線技術,而其主要的做法,就是將超寬帶技術與HDMI技術相融合。另外,WHDI主要利用的是5GHz的頻帶,數據傳輸速度最快可達1.5Gbps。充足的帶寬,可以使WHDI可以傳輸720P/1080i的非壓縮HDTV影像。

支持WHDI的微處理晶片

    另外,WHDI的傳輸距離較遠,且穿透力很強。其支持採用Deep Color(深色)技術的1080p/60Hz全高清顯示,有效傳輸距離為30m。而且,其在30米之內可穿透牆壁,影響極小——延遲小於1毫秒。

    而且,WHDI指定了高清視頻傳輸,以及音頻和控制。全面WHDI控制協議將使用戶能夠集中控制從家庭中的所有A/V設備,傳輸幾乎沒有延遲,用戶不會遇到聲音和視頻異步的問題,也可以利用WHDI連接網絡娛樂音頻視頻遊戲。<

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