作者：Steve Venuti，WiSA Technologies市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)副總裁

隨著(zhù)高清晰度電視機（HDTV）變得越來(lái)越薄，能夠在其中打造高質(zhì)量?jì)炔繐P聲器也變得極具挑戰性。結果是什么？視頻和音頻體驗的質(zhì)量之間出現了巨大的差距。條形音箱已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)，為消費者提供了一種便捷的方式來(lái)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(mén)級條形音箱只是電視機內置揚聲器的擴展——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。有些可能帶有與條形音箱之間采用無(wú)線(xiàn)連接的超重低音揚聲器（又稱(chēng)低音炮），以提供增強的低音。盡管這種設置很方便，但有限數量的揚聲器永遠無(wú)法提供與HDTV中現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(diǎn)的唯一方法是在觀(guān)眾前后都安裝揚聲器。

許多中檔條形音箱能無(wú)線(xiàn)連接后置揚聲器，但并非所有條形音箱的性能都相同。在房間內擁塞的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中可靠地傳輸高質(zhì)量音頻是一項挑戰，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(tīng)眾的揚聲器

選擇正確的無(wú)線(xiàn)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

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)傳輸到外部揚聲器。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，它相當于決定了音頻質(zhì)量的高低。

• 緊密的揚聲器同步：多個(gè)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(chǎng)景中，會(huì )有一個(gè)中置揚聲器、左右前置揚聲器、左右后置揚聲器和一個(gè)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(shí)，即使是視頻和相應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，那么緊密的揚聲器同步和低延遲就無(wú)法發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)。在無(wú)線(xiàn)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(xiàn)媒介？什么是正確的無(wú)線(xiàn)傳輸？

在選擇無(wú)線(xiàn)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從音頻源傳輸到外部揚聲器的無(wú)線(xiàn)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(wú)縫協(xié)同工作。

傳播媒介：藍牙與Wi-Fi比較

家庭設備互連中最常見(jiàn)的無(wú)線(xiàn)協(xié)議是藍牙和Wi-Fi。這兩種協(xié)議都是為傳輸數據而設計的，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)有的窄帶或寬帶協(xié)議，它們都不兼容藍牙或Wi-Fi。

藍牙是一種窄帶無(wú)線(xiàn)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(lái)都不是為高比特率、未壓縮的多通道音頻流而設計的，并且通常只在低成本、提供單一低音炮無(wú)線(xiàn)連接的入門(mén)級系統上使用。

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)濟實(shí)惠的多通道無(wú)線(xiàn)音頻解決方案。大多數家庭都有Wi-Fi網(wǎng)絡(luò )，而Wi-Fi芯片的成本也在持續下降。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(chǎng)上的大多數多通道音頻產(chǎn)品都提供自己專(zhuān)有的窄帶或寬帶解決方案，在與Wi-Fi相同的2.4 - 5 GHz頻段內運行。

專(zhuān)有協(xié)議正面臨著(zhù)新的挑戰

這種使用2.4 – 5 GHz頻段中部分頻點(diǎn)來(lái)運行專(zhuān)有無(wú)線(xiàn)協(xié)議的策略面臨著(zhù)許多新的挑戰。隨著(zhù)Wi-Fi技術(shù)的成熟，監管機構和Wi-Fi聯(lián)盟已經(jīng)開(kāi)放了以前保留的頻譜區段。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(xiàn)環(huán)境中可靠地管理多通道音頻，但在未來(lái)這是無(wú)法繼續下去。市場(chǎng)上的新路由器正在這些新開(kāi)放的頻段中運行，并導致當前的多通道音頻發(fā)射器和接收器出現問(wèn)題。

WiSA Technologies：高品質(zhì)、多通道無(wú)線(xiàn)音頻技術(shù)的領(lǐng)導者

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。該公司（以前被稱(chēng)為Summit Wireless）的技術(shù)已被一些最負盛名的音頻品牌應用到其產(chǎn)品中，包括Bang & Olufsen和Harmon Kardon等頂級音響系統公司，以及海信、TCL和LG等高清電視機制造商。

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)濟有效的方式。

將低音炮和后置揚聲器用無(wú)線(xiàn)方式連接到條形音箱上，已經(jīng)成為在家庭中實(shí)現真正的沉浸式音頻體驗的最簡(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(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、控制數據、系統設置和語(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計

為高端音頻品牌打造音頻技術(shù)后，WiSA Technologies將注意力轉向了提高條形音箱市場(chǎng)的無(wú)線(xiàn)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(xiàn)音頻帶入條形音箱而設計，使入門(mén)級到中檔音頻系統能夠以相宜的價(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運行在一個(gè)具有內置天線(xiàn)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)

  發(fā)送端（TX）：傳輸高達4個(gè)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(gè)模塊可以輸出多達兩個(gè)音頻通道

• ±1個(gè)音頻樣本內的揚聲器同步

• 30ms的固定傳輸延遲符合國際電信聯(lián)盟（ITU） 口型同步規范

• 兼容Wi-Fi協(xié)議：被設計為可在Wi-Fi協(xié)議中工作，并能夠在高度擁塞的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中運行

WiSA DS模組的用例：

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

首要用例：被嵌入一個(gè)條形音箱，以無(wú)線(xiàn)方式驅動(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)級條形音箱一起使用，實(shí)現通常通過(guò)藍牙技術(shù)連接的無(wú)線(xiàn)低音炮。

其他用例包括通過(guò)HDMI ARC或eARC將高清電視機（HDTV）連接到一個(gè)支持DS模組的外部適配器，以無(wú)線(xiàn)方式連接和驅動(dòng)一個(gè)中心揚聲器、左右前置揚聲器，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

利用智能中心揚聲器通過(guò)ARC/eARC連接到高清電視，用無(wú)線(xiàn)方式連接2個(gè)前置揚聲器，2個(gè)后置揚聲器和一個(gè)低音炮，以實(shí)現一個(gè)完整的5.1沉浸式系統。

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

更令人興奮并且能夠展示DS模組的獨特功能集的是，音頻設備制造商可以使用這種低成本技術(shù)來(lái)構建新的條形音箱用例，包括5.1.2和5.1.4系統，從而將真正的杜比（Dolby）全景聲空間音頻以一個(gè)非常有競爭力的價(jià)格推入市場(chǎng)。

可靠性是關(guān)鍵

賦能無(wú)線(xiàn)音頻新的用例是令人興奮的，但對無(wú)線(xiàn)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(lái)更多的挑戰。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(xiàn)音頻技術(shù)，并已成為許多世界頂級音響品牌中無(wú)線(xiàn)音頻的主要技術(shù)。即使在最擁塞的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中，WiSA也擁有構建可靠系統所需的深厚技術(shù)專(zhuān)長(cháng)——采用2.4 GHz物聯(lián)網(wǎng)芯片使得在音響系統中添加無(wú)線(xiàn)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)行對比的獨立測試

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)越多的設備正在傳輸越來(lái)越高分辨率的內容，實(shí)際測試可用來(lái)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(shí)驗室，以測試WiSA DS模組，并將其性能與市場(chǎng)上最受歡迎的競爭對手的模組進(jìn)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(shí)驗室，擁有音頻和無(wú)線(xiàn)方面的專(zhuān)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(jiǎn)單：創(chuàng )建一個(gè)有Wi-Fi數據流量基準（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(shí)可用帶寬完全充滿(mǎn)了Wi-Fi數據流量。在每個(gè)擁塞等級上，Novus Labs都會(huì )記錄10分鐘內發(fā)生的音頻異常數量。下表說(shuō)明了使用在普通家庭中產(chǎn)生Wi-Fi數據流量的實(shí)際設備和活動(dòng)，在每個(gè)等級上向環(huán)境注入相應的擁塞量。

測試結果如下圖所示：灰色條表示普通消費者可以檢測到的音頻異常的數量等級，灰色條上方是音頻異常數量達到一個(gè)系統故障點(diǎn)所需的時(shí)間。

從測試結果中，您可以看到：

• 解決方案A即使在相對不擁塞的無(wú)線(xiàn)環(huán)境中（剛好超過(guò)基線(xiàn)擁塞），也會(huì )顯示出大量的音頻異常，并且在50%的擁塞等級時(shí)停止工作

• 解決方案B是市場(chǎng)的領(lǐng)導者，目前已被市場(chǎng)上數百萬(wàn)條形音箱產(chǎn)品使用，在50%的擁塞點(diǎn)之前開(kāi)始出現音頻異常，并在75%的擁塞等級時(shí)停止工作

• WiSA的DS模組在達到75%擁塞等級時(shí)仍繼續運行，并在超過(guò)75%擁塞等級時(shí)開(kāi)始出現音頻異常，并在達到100%擁塞等級時(shí)停止工作

這些擁塞等級對一個(gè)普通的消費者家居意味著(zhù)什么

從現實(shí)應用的角度來(lái)看，這些擁塞的等級符合以下近似值：

1. 基線(xiàn)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(xiàn)通信
2. 25%等級：在基線(xiàn)等級上添加了一個(gè)相當于一個(gè)高清視頻流的設備數據流
3. 50%等級：在基線(xiàn)等級上添加了一個(gè)相當于一個(gè)4K視頻流的設備數據流
4. 75%等級：在基線(xiàn)等級上添加了一個(gè)相當于一個(gè)4K視頻流加上三個(gè)高清視頻流的設備數據流

從歷史上看，在擁塞度為50%的環(huán)境中能夠運行的無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)音頻技術(shù)的重大突破。

為什么要設計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(wú)線(xiàn)音頻設計，原因很簡(jiǎn)單：成本。對于大多數消費者而言，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)芯片這種現成的技術(shù)來(lái)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(huì )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(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. 設計策略：目前市場(chǎng)上其他解決方案的設計出發(fā)點(diǎn)是在無(wú)線(xiàn)數據流量變得過(guò)于擁塞時(shí)，在Wi-Fi頻譜中尋找那些可以被“隱藏”的區段。但是這種策略已不再有效，因為監管機構以及Wi-Fi聯(lián)盟（管理Wi-Fi規范的機構）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段中不再是可行的策略。

2. 多通道無(wú)線(xiàn)音頻專(zhuān)業(yè)知識：WiSA Technologies多年來(lái)一直為頂級音響設備品牌設計多通道無(wú)線(xiàn)音頻模組。滿(mǎn)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(wú)線(xiàn)鏈路的可靠性。DS模組帶來(lái)了WiSA在提供最可靠的無(wú)線(xiàn)音頻傳輸方面多年的專(zhuān)業(yè)知識和專(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)行設計，而是設計了一個(gè)針對條形音箱市場(chǎng)的模組，這是一種低成本的解決方案，現在可以提供給為消費者設計入門(mén)級和中檔音頻系統的公司使用。