作者：Steve Venuti，WiSA
Technologies市場營銷副總裁
隨著高清晰度電視機（HDTV）變得越來越薄，能夠在其中打造高質(zhì)量內(nèi)部揚聲器也變得極具挑戰(zhàn)性。結(jié)果是什么？視頻和音頻體驗的質(zhì)量之間出現(xiàn)了巨大的差距。條形音箱已經(jīng)進入市場，為消費者提供了一種便捷的方式來提高音頻體驗的質(zhì)量，但對于音頻質(zhì)量和可靠性而言，不同的技術(shù)提供了截然不同的體驗。
入門級條形音箱只是電視機內(nèi)置揚聲器的擴展——可以通過HDMI或光纖輕松地連接，能在一定程度上提供更好的音頻體驗。有些可能帶有與條形音箱之間采用無線連接的超重低音揚聲器（又稱低音炮），以提供增強的低音。盡管這種設(shè)置很方便，但有限數(shù)量的揚聲器永遠無法提供與HDTV中現(xiàn)有的視頻體驗相同的音頻體驗。將音頻質(zhì)量提升到視頻質(zhì)量水平的唯一方法是讓聲音環(huán)繞自己，而做到這一點的唯一方法是在觀眾前后都安裝揚聲器。
許多中檔條形音箱能無線連接后置揚聲器，但并非所有條形音箱的性能都相同。在房間內(nèi)擁塞的無線環(huán)境中可靠地傳輸高質(zhì)量音頻是一項挑戰(zhàn)，但通過正確的技術(shù)，帶后置音箱的條形音箱也可以提供沉浸式音頻，其可靠性等級對于創(chuàng)造高質(zhì)量的沉浸式音頻體驗至關(guān)重要。
真正的空間音頻需要環(huán)繞聽眾的揚聲器
選擇正確的無線技術(shù)，以創(chuàng)造一個可靠和高品質(zhì)的沉浸式音頻體驗
了解傳輸和接收高品質(zhì)空間音頻的基本技術(shù)要求非常重要：
•
帶寬：空間音頻需要多個音頻流同時傳輸?shù)酵獠繐P聲器。您不僅需要支持多個音頻流的帶寬，而且還需要足夠的帶寬來加載未壓縮的高比特率音頻，它相當于決定了音頻質(zhì)量的高低。
•
緊密的揚聲器同步：多個揚聲器需要同步工作才能創(chuàng)造逼真的沉浸式體驗。在5.1聲道場景中，會有一個中置揚聲器、左右前置揚聲器、左右后置揚聲器和一個低音炮，音頻傳輸技術(shù)需要使所有揚聲器保持緊密同步。
•
低延遲：傳輸延遲至關(guān)重要，尤其是在播放視頻時，即使是視頻和相應(yīng)音軌之間有最輕微的延遲也很容易被察覺
•
可靠性：如果技術(shù)不能可靠地傳輸音頻流，那么緊密的揚聲器同步和低延遲就無法發(fā)揮其優(yōu)點。在無線通路越來越擁塞的環(huán)境中管理通信可靠性至關(guān)重要。
什么是正確的無線媒介？什么是正確的無線傳輸？
在選擇無線空間音頻技術(shù)時，要有兩個基本考慮因素：媒介和傳輸。媒介是用以將音頻信號從音頻源傳輸?shù)酵獠繐P聲器的無線技術(shù)。
傳輸是在媒介之上運行的技術(shù)層，它管理關(guān)鍵要求以提供沉浸式音頻體驗：揚聲器之間的同步要求和所需的延遲，使視頻和音頻流無縫協(xié)同工作。
傳播媒介：藍牙與Wi-Fi比較
家庭設(shè)備互連中最常見的無線協(xié)議是藍牙和Wi-Fi。這兩種協(xié)議都是為傳輸數(shù)據(jù)而設(shè)計的，而不是為多通道音頻。因此，目前市場上的解決方案傾向于使用專有的窄帶或?qū)拵f(xié)議，它們都不兼容藍牙或Wi-Fi。
藍牙是一種窄帶無線協(xié)議，只能以單聲道（單通道）或立體聲（雙通道）來傳輸音頻。藍牙不支持2.1聲道的音頻，或任何環(huán)繞立體聲格式——它只是沒有足夠的帶寬來支持多聲道的空間音頻。市場上有很多條形音箱使用藍牙連接到低音炮，因為延遲和同步對低音炮產(chǎn)生的低頻聲音并不重要。藍牙從來都不是為高比特率、未壓縮的多通道音頻流而設(shè)計的，并且通常只在低成本、提供單一低音炮無線連接的入門級系統(tǒng)上使用。
Wi-Fi無處不在且速度極快，因此它似乎顯而易見是首選媒介，可以提供品質(zhì)最高的且又是經(jīng)濟實惠的多通道無線音頻解決方案。大多數(shù)家庭都有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，而Wi-Fi芯片的成本也在持續(xù)下降。雖然Wi-Fi具有多通道音頻所需的帶寬，但該協(xié)議本身從最初就不是設(shè)計用于管理沉浸式音頻體驗所需的揚聲器同步和關(guān)鍵延遲。因此，市場上的大多數(shù)多通道音頻產(chǎn)品都提供自己專有的窄帶或?qū)拵Ы鉀Q方案，在與Wi-Fi相同的2.4
- 5 GHz頻段內(nèi)運行。
專有協(xié)議正面臨著新的挑戰(zhàn)
這種使用2.4 – 5
GHz頻段中部分頻點來運行專有無線協(xié)議的策略面臨著許多新的挑戰(zhàn)。隨著Wi-Fi技術(shù)的成熟，監(jiān)管機構(gòu)和Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)開放了以前保留的頻譜區(qū)段。專有的多通道音頻協(xié)議利用這些以前保留的頻段，在擁塞的無線環(huán)境中可靠地管理多通道音頻，但在未來這是無法繼續(xù)下去。市場上的新路由器正在這些新開放的頻段中運行，并導致當前的多通道音頻發(fā)射器和接收器出現(xiàn)問題。
WiSA
Technologies：高品質(zhì)、多通道無線音頻技術(shù)的領(lǐng)導者
WiSA
Technologies有限公司擁有十余年開發(fā)高品質(zhì)、多通道、空間音頻傳輸解決方案的經(jīng)驗。該公司（以前被稱為Summit
Wireless）的技術(shù)已被一些最負盛名的音頻品牌應(yīng)用到其產(chǎn)品中，包括Bang & Olufsen和Harmon
Kardon等頂級音響系統(tǒng)公司，以及海信、TCL和LG等高清電視機制造商。
在過去的10年里，市場已經(jīng)發(fā)生了變化，條形音箱已成為將多通道音頻帶入家庭的方式，且是日益流行和經(jīng)濟有效的方式。
將低音炮和后置揚聲器用無線方式連接到條形音箱上，已經(jīng)成為在家庭中實現(xiàn)真正的沉浸式音頻體驗的最簡單方式，但如果沒有合適的傳輸層，就不可能提供滿足聽眾期望的性能。
是什么讓WiSA的傳輸層如此強大
WiSA的多通道音頻傳輸技術(shù)是WiSA及其客戶取得成功的核心驅(qū)動力，該傳輸層技術(shù)確保了多通道音頻流以非常低的延遲到達揚聲器，并保持揚聲器間的同步。最重要的是，該傳輸層確保了音頻流的可靠性。WiSA花了10多年的時間開發(fā)其傳輸層技術(shù)。
WiSA的傳輸層技術(shù)可管理音頻流、控制數(shù)據(jù)、系統(tǒng)設(shè)置和語音輔助
WiSA推出兼容Wi-Fi的DS解決方案：為在擁塞的Wi-Fi環(huán)境中管理多通道音頻而設(shè)計
為高端音頻品牌打造音頻技術(shù)后，WiSA
Technologies將注意力轉(zhuǎn)向了提高條形音箱市場的無線音頻質(zhì)量。WiSA
DS技術(shù)專為將高品質(zhì)的多通道無線音頻帶入條形音箱而設(shè)計，使入門級到中檔音頻系統(tǒng)能夠以相宜的價格提供無與倫比的空間音頻……并且能夠可靠地做到這一點。
運行在2.4 GHz頻段，具有超過市場上其他5 GHz解決方案的性能和可靠性
WiSA
DS運行在一個具有內(nèi)置天線的超低成本2.4 GHz Wi-Fi物聯(lián)網(wǎng)收發(fā)器模塊上，并能夠：
•
支持傳輸5個通道（4個全音域音頻通道和1個高保真超重低音通道）未壓縮的，采樣率為48 kHz的16位音頻，超過了CD的音質(zhì)
發(fā)送端（TX）：傳輸高達4個獨立音頻頻道加上超重低音通道
接收端（RX）：在RX模式下的單個模塊可以輸出多達兩個音頻通道
•
±1個音頻樣本內(nèi)的揚聲器同步
• 30ms的固定傳輸延遲符合國際電信聯(lián)盟（ITU） 口型同步規(guī)范
•
兼容Wi-Fi協(xié)議：被設(shè)計為可在Wi-Fi協(xié)議中工作，并能夠在高度擁塞的無線環(huán)境中運行
WiSA
DS模組的用例：
DS模組的目標市場是希望提供一流音頻技術(shù)的條形音箱，并用以驅(qū)動諸如低音炮和后置音箱等額外的外部無線揚聲器。
首要用例：被嵌入一個條形音箱，以無線方式驅(qū)動兩個后置音箱和一個低音炮。
由于DS模組的成本超低，它還可以與入門級條形音箱一起使用，實現(xiàn)通常通過藍牙技術(shù)連接的無線低音炮。
其他用例包括通過HDMI
ARC或eARC將高清電視機（HDTV）連接到一個支持DS模組的外部適配器，以無線方式連接和驅(qū)動一個中心揚聲器、左右前置揚聲器，以及一個低音炮（左圖）。將DS模組嵌入高清電視也可以實現(xiàn)相同的功能，但消除了外部音頻適配器的必要性（右圖）
5.1使用WiSA的DS模組的系統(tǒng)
利用智能中心揚聲器通過ARC/eARC連接到高清電視，用無線方式連接2個前置揚聲器，2個后置揚聲器和一個低音炮，以實現(xiàn)一個完整的5.1沉浸式系統(tǒng)。
使用DS模組創(chuàng)建一個帶有條形音箱的5.1.4全景聲（ATMOS）空間音頻系統(tǒng)
更令人興奮并且能夠展示DS模組的獨特功能集的是，音頻設(shè)備制造商可以使用這種低成本技術(shù)來構(gòu)建新的條形音箱用例，包括5.1.2和5.1.4系統(tǒng)，從而將真正的杜比（Dolby）全景聲空間音頻以一個非常有競爭力的價格推入市場。
可靠性是關(guān)鍵
賦能無線音頻新的用例是令人興奮的，但對無線音頻最重要的要求是音頻流的可靠性。運行在2.4
GHz頻段將給可靠性帶來更多的挑戰(zhàn)。但WiSA的工程師們十多年來一直在開發(fā)高質(zhì)量的、可靠的無線音頻技術(shù)，并已成為許多世界頂級音響品牌中無線音頻的主要技術(shù)。即使在最擁塞的無線環(huán)境中，WiSA也擁有構(gòu)建可靠系統(tǒng)所需的深厚技術(shù)專長——采用2.4
GHz物聯(lián)網(wǎng)芯片使得在音響系統(tǒng)中添加無線音頻功能所需的成本非常實惠。
將WiSA
DS技術(shù)與市場上其他解決方案進行對比的獨立測試
在任何產(chǎn)品的開發(fā)過程中，最關(guān)鍵的部分是在真實環(huán)境中測試產(chǎn)品性能。在使用Wi-Fi作為媒介的同時，越來越多的設(shè)備正在傳輸越來越高分辨率的內(nèi)容，實際測試可用來評估高度擁塞情況下的性能。
WiSA將他們的技術(shù)提交給了一家獨立實驗室，以測試WiSA
DS模組，并將其性能與市場上最受歡迎的競爭對手的模組進行比較——這兩種競品模塊都在5 GHz頻段運行。Novus
Labs是一家備受推崇的測試實驗室，擁有音頻和無線方面的專業(yè)知識，并與Bose、Sonos、Roku和Sony等音頻品牌合作。
測試的前提非常簡單：創(chuàng)建一個有Wi-Fi數(shù)據(jù)流量基準（包括2.4
GHz和5
GHz）的環(huán)境，并將Wi-Fi擁塞量從基準增加到25%、50%、75%和直到最后的100%擁塞，這時可用帶寬完全充滿了Wi-Fi數(shù)據(jù)流量。在每個擁塞等級上，Novus
Labs都會記錄10分鐘內(nèi)發(fā)生的音頻異常數(shù)量。下表說明了使用在普通家庭中產(chǎn)生Wi-Fi數(shù)據(jù)流量的實際設(shè)備和活動，在每個等級上向環(huán)境注入相應(yīng)的擁塞量。
測試結(jié)果如下圖所示：灰色條表示普通消費者可以檢測到的音頻異常的數(shù)量等級，灰色條上方是音頻異常數(shù)量達到一個系統(tǒng)故障點所需的時間。
從測試結(jié)果中，您可以看到：
•
解決方案A即使在相對不擁塞的無線環(huán)境中（剛好超過基線擁塞），也會顯示出大量的音頻異常，并且在50%的擁塞等級時停止工作
•
解決方案B是市場的領(lǐng)導者，目前已被市場上數(shù)百萬條形音箱產(chǎn)品使用，在50%的擁塞點之前開始出現(xiàn)音頻異常，并在75%的擁塞等級時停止工作
•
WiSA的DS模組在達到75%擁塞等級時仍繼續(xù)運行，并在超過75%擁塞等級時開始出現(xiàn)音頻異常，并在達到100%擁塞等級時停止工作
這些擁塞等級對一個普通的消費者家居意味著什么
從現(xiàn)實應(yīng)用的角度來看，這些擁塞的等級符合以下近似值：
1.
基線水平：包括自家和鄰居家里的路由器在正常地進行無線通信
2. 25%等級：在基線等級上添加了一個相當于一個高清視頻流的設(shè)備數(shù)據(jù)流
3.
50%等級：在基線等級上添加了一個相當于一個4K視頻流的設(shè)備數(shù)據(jù)流
4.
75%等級：在基線等級上添加了一個相當于一個4K視頻流加上三個高清視頻流的設(shè)備數(shù)據(jù)流
從歷史上看，在擁塞度為50%的環(huán)境中能夠運行的無線音頻解決方案即被認為是非常好的方案。WiSA的解決方案能夠在擁塞度為75%的環(huán)境中運行，是無線音頻技術(shù)的重大突破。
為什么要設(shè)計2.4
GHz的解決方案？2.4 GHz解決方案如何優(yōu)于5 GHz解決方案？
WiSA DS采用了2.4
GHz無線音頻設(shè)計，原因很簡單：成本。對于大多數(shù)消費者而言，條形音箱是沉浸式音頻解決方案的切入點。能夠使用2.4
GHz物聯(lián)網(wǎng)芯片這種現(xiàn)成的技術(shù)來提供強大可靠的功能集，就能夠促使條形音箱公司去打造功能豐富的產(chǎn)品，而不會增加產(chǎn)品材料清單成本（BOM）負擔。
成本是將DS產(chǎn)品推向市場的一個重要因素，但如果產(chǎn)品性能不可靠，成本就無關(guān)緊要了。WiSA
DS模組優(yōu)于市場上其他5 GHz解決方案的基本原因有兩個：
1.
設(shè)計策略：目前市場上其他解決方案的設(shè)計出發(fā)點是在無線數(shù)據(jù)流量變得過于擁塞時，在Wi-Fi頻譜中尋找那些可以被“隱藏”的區(qū)段。但是這種策略已不再有效，因為監(jiān)管機構(gòu)以及Wi-Fi聯(lián)盟（管理Wi-Fi規(guī)范的機構(gòu)）正在開放Wi-Fi頻譜的這些部分，試圖隱藏在未充分利用的頻譜區(qū)段中不再是可行的策略。
2.
多通道無線音頻專業(yè)知識：WiSA
Technologies多年來一直為頂級音響設(shè)備品牌設(shè)計多通道無線音頻模組。滿足這些品牌的技術(shù)要求極其困難，需要對關(guān)鍵功能的管理中存在的挑戰(zhàn)和復雜性有最高水平的理解，包括但不限于揚聲器同步、音頻延遲等，最重要的是無線鏈路的可靠性。DS模組帶來了WiSA在提供最可靠的無線音頻傳輸方面多年的專業(yè)知識和專有技術(shù)。但這次WiSA的工程師并沒有只為高端產(chǎn)品進行設(shè)計，而是設(shè)計了一個針對條形音箱市場的模組，這是一種低成本的解決方案，現(xiàn)在可以提供給為消費者設(shè)計入門級和中檔音頻系統(tǒng)的公司使用。
|
