在設(shè)計(jì)條形音箱時(shí)，確保您的無(wú)線技術(shù)能夠提供最高質(zhì)量的、可靠的音頻

隨著高清晰度電視機(jī)(HDTV)變得越來(lái)越薄，能夠在其中打造高質(zhì)量?jī)?nèi)部揚(yáng)聲器也變得極具挑戰(zhàn)性。結(jié)果是什么?視頻和音頻體驗(yàn)的質(zhì)量之間出現(xiàn)了巨大的差距。條形音箱已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)，為消費(fèi)者提供了一種便捷的方式來(lái)提高音頻體驗(yàn)的質(zhì)量，但對(duì)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(yàn)。

入門(mén)級(jí)條形音箱只是電視機(jī)內(nèi)置揚(yáng)聲器的擴(kuò)展——可以通過(guò)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(yàn)。有些可能帶有與條形音箱之間采用無(wú)線連接的超重低音揚(yáng)聲器(又稱(chēng)低音炮)，以提供增強(qiáng)的低音。盡管這種設(shè)置很方便，但有限數(shù)量的揚(yáng)聲器永遠(yuǎn)無(wú)法提供與HDTV中現(xiàn)有的視頻體驗(yàn)相同的音頻體驗(yàn)。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(diǎn)的唯一方法是在觀眾前后都安裝揚(yáng)聲器。

許多中檔條形音箱能無(wú)線連接后置揚(yáng)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(wú)線環(huán)境中可靠地傳輸高質(zhì)量音頻是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，但通過(guò)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(jí)對(duì)于創(chuàng)造高質(zhì)量的沉浸式音頻體驗(yàn)至關(guān)重要。

真正的空間音頻需要環(huán)繞聽(tīng)眾的揚(yáng)聲器

選擇正確的無(wú)線技術(shù)，以創(chuàng)造一個(gè)可靠和高品質(zhì)的沉浸式音頻體驗(yàn)

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(gè)音頻流同時(shí)傳輸?shù)酵獠繐P(yáng)聲器。您不僅需要支持多個(gè)音頻流的帶寬，而且還需要足夠的帶寬來(lái)加載未壓縮的高比特率音頻，它相當(dāng)于決定了音頻質(zhì)量的高低。

· 緊密的揚(yáng)聲器同步：多個(gè)揚(yáng)聲器需要同步工作才能創(chuàng)造逼真的沉浸式體驗(yàn)。在5.1聲道場(chǎng)景中，會(huì)有一個(gè)中置揚(yáng)聲器、左右前置揚(yáng)聲器、左右后置揚(yáng)聲器和一個(gè)低音炮，音頻傳輸技術(shù)需要使所有揚(yáng)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(shí)，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(jué)

· 可靠性：如果技術(shù)不能可靠地傳輸音頻流，那么緊密的揚(yáng)聲器同步和低延遲就無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。在無(wú)線通路越來(lái)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(wú)線媒介?什么是正確的無(wú)線傳輸?

在選擇無(wú)線空間音頻技術(shù)時(shí)，要有兩個(gè)基本考慮因素：媒介和傳輸。媒介是用以將音頻信號(hào)從音頻源傳輸?shù)酵獠繐P(yáng)聲器的無(wú)線技術(shù)。

傳輸是在媒介之上運(yùn)行的技術(shù)層，它管理關(guān)鍵要求以提供沉浸式音頻體驗(yàn)：揚(yáng)聲器之間的同步要求和所需的延遲，使視頻和音頻流無(wú)縫協(xié)同工作。

傳播媒介：藍(lán)牙與Wi-Fi比較

家庭設(shè)備互連中最常見(jiàn)的無(wú)線協(xié)議是藍(lán)牙和Wi-Fi。這兩種協(xié)議都是為傳輸數(shù)據(jù)而設(shè)計(jì)的，而不是為多通道音頻。因此，目前市場(chǎng)上的解決方案傾向于使用專(zhuān)有的窄帶或?qū)拵f(xié)議，它們都不兼容藍(lán)牙或Wi-Fi。

藍(lán)牙是一種窄帶無(wú)線協(xié)議，只能以單聲道(單通道)或立體聲(雙通道)來(lái)傳輸音頻。藍(lán)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(méi)有足夠的帶寬來(lái)支持多聲道的空間音頻。市場(chǎng)上有很多條形音箱使用藍(lán)牙連接到低音炮，因?yàn)檠舆t和同步對(duì)低音炮產(chǎn)生的低頻聲音并不重要。藍(lán)牙從來(lái)都不是為高比特率、未壓縮的多通道音頻流而設(shè)計(jì)的，并且通常只在低成本、提供單一低音炮無(wú)線連接的入門(mén)級(jí)系統(tǒng)上使用。

Wi-Fi無(wú)處不在且速度極快，因此它似乎顯而易見(jiàn)是首選媒介，可以提供品質(zhì)最高的且又是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的多通道無(wú)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(jì)用于管理沉浸式音頻體驗(yàn)所需的揚(yáng)聲器同步和關(guān)鍵延遲。因此，市場(chǎng)上的大多數(shù)多通道音頻產(chǎn)品都提供自己專(zhuān)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(yùn)行。

專(zhuān)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(diǎn)來(lái)運(yùn)行專(zhuān)有無(wú)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(jī)構(gòu)和Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)開(kāi)放了以前保留的頻譜區(qū)段。專(zhuān)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(wú)線環(huán)境中可靠地管理多通道音頻，但在未來(lái)這是無(wú)法繼續(xù)下去。市場(chǎng)上的新路由器正在這些新開(kāi)放的頻段中運(yùn)行，并導(dǎo)致當(dāng)前的多通道音頻發(fā)射器和接收器出現(xiàn)問(wèn)題。

WiSA Technologies：高品質(zhì)、多通道無(wú)線音頻技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者

WiSA Technologies有限公司擁有十余年開(kāi)發(fā)高品質(zhì)、多通道、空間音頻傳輸解決方案的經(jīng)驗(yàn)。該公司(以前被稱(chēng)為Summit Wireless)的技術(shù)已被一些最負(fù)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(jí)音響系統(tǒng)公司，以及海信、TCL和LG等高清電視機(jī)制造商。

在過(guò)去的10年里，市場(chǎng)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(jì)有效的方式。

將低音炮和后置揚(yáng)聲器用無(wú)線方式連接到條形音箱上，已經(jīng)成為在家庭中實(shí)現(xiàn)真正的沉浸式音頻體驗(yàn)的最簡(jiǎn)單方式，但如果沒(méi)有合適的傳輸層，就不可能提供滿(mǎn)足聽(tīng)眾期望的性能。

是什么讓W(xué)iSA的傳輸層如此強(qiáng)大

WiSA的多通道音頻傳輸技術(shù)是WiSA及其客戶(hù)取得成功的核心驅(qū)動(dòng)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(dá)揚(yáng)聲器，并保持揚(yáng)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(shí)間開(kāi)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(yǔ)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(jì)

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(chǎng)的無(wú)線音頻質(zhì)量。WiSA DS技術(shù)專(zhuān)為將高品質(zhì)的多通道無(wú)線音頻帶入條形音箱而設(shè)計(jì)，使入門(mén)級(jí)到中檔音頻系統(tǒng)能夠以相宜的價(jià)格提供無(wú)與倫比的空間音頻……并且能夠可靠地做到這一點(diǎn)。

運(yùn)行在2.4 GHz頻段，具有超過(guò)市場(chǎng)上其他5 GHz解決方案的性能和可靠性

WiSA DS運(yùn)行在一個(gè)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(gè)通道(4個(gè)全音域音頻通道和1個(gè)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(guò)了CD的音質(zhì)

o 發(fā)送端(TX)：傳輸高達(dá)4個(gè)獨(dú)立音頻頻道加上超重低音通道

o 接收端(RX)：在RX模式下的單個(gè)模塊可以輸出多達(dá)兩個(gè)音頻通道

· ±1個(gè)音頻樣本內(nèi)的揚(yáng)聲器同步

· 30ms的固定傳輸延遲符合國(guó)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(jì)為可在Wi-Fi協(xié)議中工作，并能夠在高度擁塞的無(wú)線環(huán)境中運(yùn)行

WiSA DS模組的用例：

DS模組的目標(biāo)市場(chǎng)是希望提供一流音頻技術(shù)的條形音箱，并用以驅(qū)動(dòng)諸如低音炮和后置音箱等額外的外部無(wú)線揚(yáng)聲器。

首要用例：被嵌入一個(gè)條形音箱，以無(wú)線方式驅(qū)動(dòng)兩個(gè)后置音箱和一個(gè)低音炮。

由于DS模組的成本超低，它還可以與入門(mén)級(jí)條形音箱一起使用，實(shí)現(xiàn)通常通過(guò)藍(lán)牙技術(shù)連接的無(wú)線低音炮。

其他用例包括通過(guò)HDMI ARC或eARC將高清電視機(jī)(HDTV)連接到一個(gè)支持DS模組的外部適配器，以無(wú)線方式連接和驅(qū)動(dòng)一個(gè)中心揚(yáng)聲器、左右前置揚(yáng)聲器，以及一個(gè)低音炮(左圖)。將DS模組嵌入高清電視也可以實(shí)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(yáng)聲器通過(guò)ARC/eARC連接到高清電視，用無(wú)線方式連接2個(gè)前置揚(yáng)聲器，2個(gè)后置揚(yáng)聲器和一個(gè)低音炮，以實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的5.1沉浸式系統(tǒng)。

使用DS模組創(chuàng)建一個(gè)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(dú)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(lái)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(gè)非常有競(jìng)爭(zhēng)力的價(jià)格推入市場(chǎng)。

可靠性是關(guān)鍵

賦能無(wú)線音頻新的用例是令人興奮的，但對(duì)無(wú)線音頻最重要的要求是音頻流的可靠性。運(yùn)行在2.4 GHz頻段將給可靠性帶來(lái)更多的挑戰(zhàn)。但WiSA的工程師們十多年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)高質(zhì)量的、可靠的無(wú)線音頻技術(shù)，并已成為許多世界頂級(jí)音響品牌中無(wú)線音頻的主要技術(shù)。即使在最擁塞的無(wú)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(zhuān)長(zhǎng)——采用2.4 GHz物聯(lián)網(wǎng)芯片使得在音響系統(tǒng)中添加無(wú)線音頻功能所需的成本非常實(shí)惠。

將WiSA DS技術(shù)與市場(chǎng)上其他解決方案進(jìn)行對(duì)比的獨(dú)立測(cè)試

在任何產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，最關(guān)鍵的部分是在真實(shí)環(huán)境中測(cè)試產(chǎn)品性能。在使用Wi-Fi作為媒介的同時(shí)，越來(lái)越多的設(shè)備正在傳輸越來(lái)越高分辨率的內(nèi)容，實(shí)際測(cè)試可用來(lái)評(píng)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(dú)立實(shí)驗(yàn)室，以測(cè)試WiSA DS模組，并將其性能與市場(chǎng)上最受歡迎的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的模組進(jìn)行比較——這兩種競(jìng)品模塊都在5 GHz頻段運(yùn)行。Novus Labs是一家備受推崇的測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，擁有音頻和無(wú)線方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并與Bose、Sonos、Roku和Sony等音頻品牌合作。

測(cè)試的前提非常簡(jiǎn)單：創(chuàng)建一個(gè)有Wi-Fi數(shù)據(jù)流量基準(zhǔn)(包括2.4 GHz和5 GHz)的環(huán)境，并將Wi-Fi擁塞量從基準(zhǔn)增加到25%、50%、75%和直到最后的100%擁塞，這時(shí)可用帶寬完全充滿(mǎn)了Wi-Fi數(shù)據(jù)流量。在每個(gè)擁塞等級(jí)上，Novus Labs都會(huì)記錄10分鐘內(nèi)發(fā)生的音頻異常數(shù)量。下表說(shuō)明了使用在普通家庭中產(chǎn)生Wi-Fi數(shù)據(jù)流量的實(shí)際設(shè)備和活動(dòng)，在每個(gè)等級(jí)上向環(huán)境注入相應(yīng)的擁塞量。

測(cè)試結(jié)果如下圖所示：灰色條表示普通消費(fèi)者可以檢測(cè)到的音頻異常的數(shù)量等級(jí)，灰色條上方是音頻異常數(shù)量達(dá)到一個(gè)系統(tǒng)故障點(diǎn)所需的時(shí)間。

從測(cè)試結(jié)果中，您可以看到：

· 解決方案A即使在相對(duì)不擁塞的無(wú)線環(huán)境中(剛好超過(guò)基線擁塞)，也會(huì)顯示出大量的音頻異常，并且在50%的擁塞等級(jí)時(shí)停止工作

· 解決方案B是市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，目前已被市場(chǎng)上數(shù)百萬(wàn)條形音箱產(chǎn)品使用，在50%的擁塞點(diǎn)之前開(kāi)始出現(xiàn)音頻異常，并在75%的擁塞等級(jí)時(shí)停止工作

· WiSA的DS模組在達(dá)到75%擁塞等級(jí)時(shí)仍繼續(xù)運(yùn)行，并在超過(guò)75%擁塞等級(jí)時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)音頻異常，并在達(dá)到100%擁塞等級(jí)時(shí)停止工作

這些擁塞等級(jí)對(duì)一個(gè)普通的消費(fèi)者家居意味著什么

從現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的角度來(lái)看，這些擁塞的等級(jí)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(jìn)行無(wú)線通信

2. 25%等級(jí)：在基線等級(jí)上添加了一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)高清視頻流的設(shè)備數(shù)據(jù)流

3. 50%等級(jí)：在基線等級(jí)上添加了一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)4K視頻流的設(shè)備數(shù)據(jù)流

4. 75%等級(jí)：在基線等級(jí)上添加了一個(gè)相當(dāng)于一個(gè)4K視頻流加上三個(gè)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(yùn)行的無(wú)線音頻解決方案即被認(rèn)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(yùn)行，是無(wú)線音頻技術(shù)的重大突破。

為什么要設(shè)計(jì)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(wú)線音頻設(shè)計(jì)，原因很簡(jiǎn)單：成本。對(duì)于大多數(shù)消費(fèi)者而言，條形音箱是沉浸式音頻解決方案的切入點(diǎn)。能夠使用2.4 GHz物聯(lián)網(wǎng)芯片這種現(xiàn)成的技術(shù)來(lái)提供強(qiáng)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(huì)增加產(chǎn)品材料清單成本(BOM)負(fù)擔(dān)。

成本是將DS產(chǎn)品推向市場(chǎng)的一個(gè)重要因素，但如果產(chǎn)品性能不可靠，成本就無(wú)關(guān)緊要了。WiSA DS模組優(yōu)于市場(chǎng)上其他5 GHz解決方案的基本原因有兩個(gè)：

1. 設(shè)計(jì)策略：目前市場(chǎng)上其他解決方案的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)是在無(wú)線數(shù)據(jù)流量變得過(guò)于擁塞時(shí)，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?yàn)楸O(jiān)管機(jī)構(gòu)以及Wi-Fi聯(lián)盟(管理Wi-Fi規(guī)范的機(jī)構(gòu))正在開(kāi)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(wú)線音頻專(zhuān)業(yè)知識(shí)：WiSA Technologies多年來(lái)一直為頂級(jí)音響設(shè)備品牌設(shè)計(jì)多通道無(wú)線音頻模組。滿(mǎn)足這些品牌的技術(shù)要求極其困難，需要對(duì)關(guān)鍵功能的管理中存在的挑戰(zhàn)和復(fù)雜性有最高水平的理解，包括但不限于揚(yáng)聲器同步、音頻延遲等，最重要的是無(wú)線鏈路的可靠性。DS模組帶來(lái)了WiSA在提供最可靠的無(wú)線音頻傳輸方面多年的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)有技術(shù)。但這次WiSA的工程師并沒(méi)有只為高端產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是設(shè)計(jì)了一個(gè)針對(duì)條形音箱市場(chǎng)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(fèi)者設(shè)計(jì)入門(mén)級(jí)和中檔音頻系統(tǒng)的公司使用。