浅谈几种无线视频传输技术

赵雨农 / 任亚武

(中国建筑设计研究院， 北京 100044)

浅谈几种无线视频传输技术

赵雨农 / 任亚武

(中国建筑设计研究院， 北京 100044)

随着时代的发展，高清图像传输技术在人们的生活和工作中已变得不可缺少。近几年，无线高清视频传输技术也渐渐映入大家的眼帘。无线显示技术的应用非常广泛，打开随身设备，不需要连接线缆，即可在大屏幕、投影仪上浏览影像资料，之前只有在科幻电影或科技展望中才能见到的场景现在已经步入大家的生活。不久的将来，无线图像传输技术会应用在每个人的生活和工作中。无线图像传输技术会为人们的生活和工作带来很大便利：在家中，将随身电子设备中的视频影像资料，通过无线图像传输技术，无需连接视频线缆，直接发送到大屏幕、投影仪上浏览观看；工作中，会议室内的多个计算机通过简单的软件操作，就能实现图像源的无缝切换；使用手持设备，更是没有线缆的束缚，讲解方案，论述课题，轻松自如。本文向大家介绍几种目前常见的无线视频传输解决方案。

1 Intel Wireless Display

Intel的移动平台，是现在笔记本电脑的主流配置，下面首先介绍Intel公司的WiDi技术。

Intel WiDi是英特尔推出的基于802.11n通信协议的无线高清技术，WiDi(Intel WirelessDisplay)全称为无线高清技术，它是通过WiFi信号来实现电脑和显示设备的无线连接，该技术使用处理器进行压缩，主要原理是利用CPU对视频信号进行编码并通过WiFi发送到接收器，再传输到显示器或电视机上。想要实现WiDi功能，需要一套Arrandale/Clarkdale/Sandy Bridge/Ivy Bridge平台、一个英特尔无线网卡，以及一个符合WiDi标准的信号接收器或支持该功能的电视机。WiDi的实现原理是：笔记本通过无线网卡发出无线信号，电视端无线接收装置接收WiFi信号，无线接收装置通过HDMI或A/V线缆把信号传输到显示设备。

WiDi技术在新发布的3.5版本中加入了USB设备无线连接支持，接收器上会配置有USB接口，用户可以通过该USB接口连接鼠标、键盘甚至游戏手柄等设备，实现与主机无线连接。除此之外，WiDi 3.5还对WiFi联盟提出的Miracast规范实现了部分支持，虽然未能实现该规范的全部功能，但在Miracast接收器上同样可以实现WiDi功能。

2 AirPlay

随着iPhone手机的世界性风靡，苹果公司在短短几年内颠覆了整个科技行业，智能设备再一次被重新定义。苹果公司的多项创新技术引导了整个科技行业的发展。下面介绍苹果公司的AirPlay技术。

AirPlay是由美国苹果公司于2010年推出的无线技术，AirPlay初期命名为AirTunes，苹果公司在2004年发布，意在将iTunes上的流音频文件通过无线技术传输至扬声器(扬声器与AirPort Express连接)。2010年苹果公司将AirTunes更名为AirPlay。当时苹果已为AirPlay扩展了播放视频/相片流的功能，并将其整合到Apple TV中。虽然iTunes已经可以在Apple TV上重播流音频和视频文件，但还是无法从其他应用上获取音、视频流。

2010年11月苹果公司发布全面支持AirPlay无线技术的iTunes 10.1软件，几周后，苹果公司正式发布的iOS更新版本 iOS 4.2中加入了AirPlay播放技术。2012年7月，苹果公司正式发售的新一代操作系统OS X Mountain Lion(美洲狮)中也加入了该播放技术。现在这项技术已经预置在所有新出厂的iOS及Mac OS设备中。

AirPlay技术在最初的iTunes 10.1中，允许用户在许可的扬声器底座、影音接收器和立体声系统等设备上使用整个iTunes资料库无线同步播放音乐。

伴随着iOS 4.2的更新，AirPlay无疑是一项重要的功能，通过AirPlay，用户可以将iPhone、iPad和iPod touch 上的数字流媒体内容无线传送到支持 AirPlay 的产品上播放。

AirPlay功能的使用很简单，一台苹果智能设备，一台兼容AirPlay的接收设备(如苹果公司的Apple TV和智能网络机顶盒等)，然后将它们连接至同一个Wi-Fi(802.11a/g/n)网络环境。通过几个简单操作，就可以借助 AirPlay在显示器或投影仪上播放从iOS设备上的不同位置(如照片、音乐软件、视频软件、浏览器等)流化的视频、音乐或照片，如图1所示。

图1 通过Airplay在电视上观看高清视频

虽然AirPlay功能可以轻松地将移动设备中的音乐、照片和视频等进行无线传输投送，但只能投送上述几种多媒体文件，功能比较单一，达不到日常工作的需要，如会议或汇报过程中幻灯片文件的播放。2011年10月，苹果公司发布的iOS 5系统中新增了AirPlay Mirroring(AirPlay镜像)功能，在AirPlay功能的进出上进行了增强功能，可以将iOS设备的整个系统镜像输出到其他显示终端上。

通过AirPlay Mirroring功能，可以将移动设备的屏幕内容完整地镜像到显示设备上，不再受文件类型的限制，简单地说，就是将移动设备的屏幕复制到其他显示设备上，如图2所示。

图2 通过AirPlay在电视上镜像显示游戏画面

3 Miracast

谈到苹果的iOS系统，就不能不提智能终端的另一大阵营——Android系统。提到iOS的AirPlay功能，就不能不提Android系统的Miracast功能。Miracast具有类似AirPlay的镜像功能，弥补了DLNA功能的不足。另外，在微软公司发布的最新一版Windows 8.1系统中，也内嵌了Miracast功能。

Miracast是Wi-Fi Alliance于2012年9月19日宣布启动的Wi-Fi CERTIFIED Miracast认证项目。Miracast设备提供简化发现和设置，用户可以迅速在设备间传输视频。该技术与认证项目由Wi-Fi联盟中的移动与消费性电子设备制造商及芯片厂商共同制定。Miracast用户可以尽情地在大屏电视上浏览智能手机拍下的照片，通过会议室投影仪实时共享笔记本屏幕，或者在平板电脑上收看家庭电视机顶盒的直播节目。Miracast通过Wi-Fi CERTIFIED Wi-Fi Direct形成连接，因此无需接入任何 Wi-Fi网络——Miracast认证设备内部具备连接功能。

当使用者希望在设备间无线分享设备的画面内容时，无需再透过繁复的手续连接传输线或进行设定，即可彼此识别、连结，并能管理链接，根据设备的功能与网络条件，协调合适的影音传输格式，使影音画面能在不同的装置间串流分享。除此之外，智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机等设备不再需要设计各种连接接口，就能与其他的输出设备(如电视机、机顶盒(STB)、投影仪、音响、耳机等)连接，将多媒体与应用服务的内容在远程影音设备上播放。

Miracast建立在其他几项Wi-Fi联盟所发展的基础技术之上，包括无线传输技术802.11n(兼容于未来其他传输规格，如802.11ac)、点对点连接技术的Wi-Fi Direct与TDLS(Tunneled DirectLink Setup)、安全性方面的WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)加密、提供服务质量(QoS)及流量管理的WMM(Wi-Fi Multimedia)技术、省电相关机制的WMM Power Save技术，以及方便用户配置网络的WPS(Wi-Fi Protected Setup)技术。

在Miracast规格中，将设备分为两类，一类称为传送端(Source)，另一类称为接收端(Sink)。接收端又分为主接收端(Primary Sink)及次接收端(Secondary Sink)，差别在于主接收端能支持影像或声音的数据输出；而次接收端只支持声音的数据输出，区别在于由Miracast提出配对接收端(Coupled Sink)的操作架构，使用者可选择将影音分流至不同设备并同时呈现影音信息。

Miracast的操作程序：Miracast定义了服务搜寻功能(选择性的)，会以Wi-Fi Direct寻找附近的Miracast装置，将寻找的讯息传达给用户。使用者可以从寻找到或先前联机过的装置中选择想要连接的装置，建立好无线联机后，两边的装置会进行设备功能与网络条件的协调，以选择适合的影音传输格式。建立影音串流的联机协议(Session)后，是一连串的实时串流协议(RTSP)控制命令，以控制影音串流的播放及终止。

Miracast规格中也有提到建议的流量控制方式。在网络传输不稳定时，可透过改变压缩率、略过画面或聚集区块以及改变影音编码格式等方法达到流量的控制，以维持影音播放的流畅性。

4 结束语

以上几种无线传输技术覆盖了个人计算机、平板电脑、手机甚至是数码相机、随身听等智能设备，原理和功能效果也不尽相同。无线视频传输技术已经深入到我们身边的每一处。

无线视频传输技术除基本的小屏幕镜像到大屏幕的影音多媒体应用外，镜像技术还可发展出许多种不同的变形应用，如可以扩展到一对多的应用，会议中可将简报传送到其他与会者的个人装置，也可把文件分享整合，让与会者能同时在文件上进行协作编辑，会议结束后能将纪录储存于与会者的个人装置。在教学的应用环境中，教学者能将画面传送到学生的装置，或是将教学者或特定学生的画面传送到电子黑板上。

随着网络技术和高清显示技术的发展，802.11AC无线网络的应用与普及，4K超高清替代传统高清，无线视频传输技术日后也会有更好的发展，期待与有线视频传输技术一样高效稳定、功能丰富的无线视频传输技术在工作和生活中大放异彩。

赵雨农

2009年7月毕业于北京工业大学。现就职于中国建筑设计研究院智能工程中心，担任助理工程师。参与设计的项目有：中石化小营办公区智能化设计、大同机场新航站楼智能化设计、新华日报报业集团河西新闻传媒中心、奥体金融中心项目A栋楼数据智能化工程项目及中国建设银行北京生产基地一期项目等。

Brief Discussion on Several Kinds of Wireless Display Technology

Zhao Yunong / Ren Yawu

近年来，无线视频传输技术逐渐普及，在智能家居、智能会议等领域有广泛的应用空间。本文介绍了目前几种应用较为广泛的无线视频传输技术。

无线视频传输技术 Intel Widi DLNA Airplay Miracast

Wireless video transmission technology is getting popular and it has broad applications in the field of intelligent home furnishing, intelligent meeting, etc. This paper introduces several kinds of wireless video transmission technology those are used widely at present.

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