CN101867760B - 一种高清影音无线传输系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高清影音无线传输系统及方法，其中高清影音无线传输系统包括用于发射高清视音频数据信号的发射模块和用于接收高清视音频数据信号的接收模块，发射模块和接收模块之间采用无线通信方式无压缩的传输高清视音频数据信号；其中，发射模块或接收模块对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道进行传输。本发明通过对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道，实现最大限度地利用无线信道的带宽，同时保证各数据信号传输的正确性，不会对图像质量产生太大的影响，从而实现高清音视频数据信号的无压缩无线传输。
Description
技术领域
本发明涉及多媒体通信技术领域，尤其涉及基于MIMO技术的高清影音无线传输系统及方法。
背景技术
由于受带宽的限制，在常规的无线系统中难于实现对高清影音节目的无线传输，而MIMO技术的出现则为高清影音节目的无线传输提供了可能。
多入多出(Multiple-Input Multiple-Out-put，MIMO)技术利用多天线来抑制信道衰落。MIMO技术目前被广泛应用于802.11N WLAN网络中，在该技术的支持下，无线传输的距离和速率都得到了很大的提升。
然而，即使是使用了MIMO技术的无线系统，还是不能提供满足无压缩高清音视频数据信号传输所需要的带宽，所以通常的做法是对高清音视频数据信号进行压缩后再传输，这样将会以牺牲图像质量为代价。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于MIMO技术的高清影音无线传输系统及方法，其能实现最高1080P、60Hz高清音视频数据信号的无压缩无线传输。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
构造一种高清影音无线传输系统，包括用于发射高清视音频数据信号的发射模块和用于接收高清视音频数据信号的接收模块，所述发射模块和所述接收模块之间采用无线通信方式无压缩的传输所述高清视音频数据信号；其中，
所述发射模块或所述接收模块对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道进行传输。
本发明所述的高清影音无线传输系统，其中，所述发射模块和所述接收模块均包括高清信号源输入输出接口、基带处理模块、射频处理模块和应用控制微处理器；其中，
所述高清信号源输入输出接口，用于获取高清视音频数据信号；
所述基带处理模块，用于将接收到的高清视音频数据信号进行加密、包封，再发送至所述射频处理模块；
所述射频处理模块，用于对接收到的数据信号进行调制，并将调制好的数据信号分别经过功率放大器放大后，经天线以无线电波方式发送到自由空间；
所述应用控制微处理器，通过人机界面显示系统当前工作状态，并接收人机界面的按键状态控制命令。
本发明所述的高清影音无线传输系统，其中，需要经所述无线信道传输的数据信号包括所述高清视音频数据信号和系统控制信号，其中所述高清视音频数据信号包括音频数据信号和视频数据信号。
本发明所述的高清影音无线传输系统，其中，所述基带处理模块包括无线信道优先级划分单元，用于将系统控制信号和音频数据信号划分于无线信道底端，将视频数据信号中的亮度信号划分于无线信道的中间，将视频数据信号中的色度信号划分于无线信道的顶端，并且将色度信号中影响较大的部分远离无线信道的容限。
本发明所述的高清影音无线传输系统，其中，所述接收模块还包括用于实现频率自动调整的动态频率选择模块。
本发明还提供了一种基于前面所述的高清影音无线传输系统的高清影音无线传输方法，其中，包括以下步骤：
A、通过高清信号源输入输出接口获取高清视音频数据信号；
B、基带处理模块将接收到的高清视音频数据信号进行加密、包封，对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道发送至射频处理模块；
C、射频处理模块对接收到的数据信号进行调制，调制好的数据信号分别经过功率放大器放大后，经天线以无线电波方式发送到自由空间。
本发明所述的高清影音无线传输方法，其中，需要经所述无线信道传输的数据信号包括所述高清视音频数据信号和系统控制信号，其中所述高清视音频数据信号包括音频数据信号和视频数据信号。
本发明所述的高清影音无线传输方法，其中，所述步骤B中，将系统控制信号和音频数据信号划分于无线信道底端，将视频数据信号中的亮度信号划分于无线信道的中间，将视频数据信号中的色度信号划分于无线信道的顶端，并且将色度信号中影响较大的部分远离无线信道的容限。
本发明通过对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道，实现最大限度地利用无线信道的带宽，同时保证各数据信号传输的正确性，不会对图像质量产生太大的影响，从而实现最高1080P、60Hz高清音视频数据信号的无压缩无线传输。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明实施例的高清影音无线传输系统原理框图；
图2是本发明实施例的无线信道中数据信号分布图。
具体实施方式
下面结合图示，对本发明的优选实施例作详细介绍。
本发明较佳实施例的基于多入多出(Multiple-InputMultiple-Out-put，MIMO)技术的高清影音无线传输系统原理框图如图1所示，其包括用于发射高清视音频数据信号的发射模块和用于接收高清视音频数据信号的接收模块，发射模块和接收模块之间采用无线通信方式无压缩的传输高清视音频数据信号。其中，发射模块或接收模块对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道进行传输，实现最大限度地利用无线信道的带宽，同时保证各数据信号传输的正确性，不会对图像质量产生太大的影响，从而实现最高1080P、60Hz高清音视频数据信号的无压缩无线传输。
进一步地，以上实施例中，如图1所示，发射模块和接收模块均包括高清信号源输入输出接口、基带处理模块、射频处理模块和应用控制微处理器。其中，高清信号源输入输出接口用于获取高清视音频数据信号，可支持高清晰多媒体接口(High Definition Multimedia Interface，HDMI)、视频图形阵列(Video Graphics Array，VGA)、USB等多种接口输入，并提供对红外遥控信号、消费电子控制(Consumer Electronic Control，CEC)等控制命令的传输功能。基带处理模块用于将接收到的高清视音频数据信号进行加密、包封，再发送至射频处理模块。射频处理模块用于将接收到的数据信号进行调制，调制好的数据信号分别经过功率放大器放大后，经天线以无线电波方式发送到自由空间，其主要使用MIMO技术实现对无线信号的收发，并使用5GHz ISM频段。应用控制微处理器用于对无线通信进行控制，并响应用户界面输入等操作，主要通过人机界面显示系统当前工作状态，并接收人机界面的按键状态控制命令。
以上各实施例中，需要经无线信道传输的数据信号包括高清视音频数据信号和系统控制信号，其中高清视音频数据信号包括音频数据信号和视频数据信号，视频数据信号又进一步包括色度信号和亮度信号。
以上实施例中的基带处理模块包括无线信道优先级划分单元，用于对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理。具体划分如图2所示，包括：
(1)、将系统控制信号和人类感知比较敏感的音频数据信号划分于无线信道底端L，远离无线信道的传输容限，从而保证这些数据能正确传输；
(2)、将视频数据中比较重要的分量数据，如亮度信号处于无线通道的中间M，因为人眼对亮度信号的感知要比色度信号敏感；
(3)、将视频数据信号中的色度信号划分于无线信道的顶端H，并且将色度信号中影响较大的部分远离无线信道的容限，所以无线当信道出现噪声时丢失的也只是影响比较小的数据部分，不会对图像效果造成太大的影响。
采用以上信道优先级划分后，可使得传输数据的带宽接近无线信道的真实传输容限，信道的利用率远比常规的无线传输技术要大得多。
在某些国家和地区，要求在一些可以与其他无线设备共用的频段，但其他无线设备有使用优先权。为使接收模组控制更加方便，使用更加人性化，接收模块还包括动态频率选择模块，即动态频率选择(Dynamic FrequencySelection，DFS)侦测器，可以实现在使用这些频段前，进行频率自动调整，侦测是否有其他无线电设备在使用，在受其它射频信号源设备干扰时，能自动切换至信号良好的频率上，使得高清数据信号传输更加稳定。接收模块还包括用于实现频率自动调整的动态频率选择模块。
本发明的另一实施例中，还提供了一种基于前面所述的高清影音无线传输系统的高清影音无线传输方法，其中，包括以下步骤：(a)、通过高清信号源输入输出接口获取高清视音频数据信号；(b)、基带处理模块将接收到的高清视音频数据信号进行加密、包封，对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道发送至射频处理模块；(c)、射频处理模块对接收到的数据信号进行调制，调制好的数据信号分别经过功率放大器放大后，经天线以无线电波方式发送到自由空间。
其中，需要经无线信道传输的数据信号包括高清视音频数据信号和系统控制信号，其中高清视音频数据信号包括音频数据信号和视频数据信号，视频数据信号又进一步包括色度信号和亮度信号。
步骤(b)中，对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理方式包括：将系统控制信号和人类感知比较敏感的音频数据信号划分于无线信道底端，使其远离无线信道的传输容限，从而可以保证这些数据能正确传输；将视频数据中比较重要的分量数据，如亮度信号处于无线通道的中间，因为人眼对亮度信号的感知要比色度信号敏感；将视频数据信号中的色度信号划分于无线信道的顶端，并且将色度信号中影响较大的部分远离无线信道的容限，所以当无线信道出现噪声时丢失的也只是影响比较小的数据部分，不会对图像效果造成太大的影响。采用以上信道优先级划分后，可使得传输数据的带宽接近无线信道的真实传输容限，信道的利用率远比常规的无线传输技术要大得多。
本发明通过采用MIM0技术作为无线收发部分的核心技术，并以被称为视频调制解调(Video Modem)的特殊信道处理技术对音视频数据进行调制，将需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道，实现最大限度地利用无线信道的带宽，同时保证各数据信号传输的正确性，不会对图像质量产生太大的影响，从而实现最高1080P、60Hz高清音视频数据信号的无压缩无线传输，且可以在5GHz ISM频段下实现高清影音节目的无压缩无线传输。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种高清影音无线传输系统，包括用于发射高清视音频数据信号的发射模块和用于接收高清视音频数据信号的接收模块，其特征在于，所述发射模块和所述接收模块之间采用无线通信方式无压缩的传输所述高清视音频数据信号；其中，
所述发射模块或所述接收模块对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道进行传输；
所述优先级处理用于将系统控制信号和音频数据信号划分于无线信道底端，将视频数据信号中的亮度信号划分于无线信道的中间，将视频数据信号中的色度信号划分于无线信道的顶端，并且将色度信号中影响较大的部分远离无线信道的容限。
2.根据权利要求1所述的高清影音无线传输系统，其特征在于，所述发射模块和所述接收模块均包括高清信号源输入输出接口、基带处理模块、射频处理模块和应用控制微处理器；其中，
所述高清信号源输入输出接口，用于获取高清视音频数据信号；
所述基带处理模块，用于将接收到的高清视音频数据信号进行加密、包封，再发送至所述射频处理模块；
所述射频处理模块，用于对接收到的数据信号进行调制，并将调制好的数据信号分别经过功率放大器放大后，经天线以无线电波方式发送到自由空间；
所述应用控制微处理器，通过人机界面显示系统当前工作状态，并接收人机界面的按键状态控制命令。
3.根据权利要求2所述的高清影音无线传输系统，其特征在于，需要经所述无线信道传输的数据信号包括所述高清视音频数据信号和系统控制信号，其中所述高清视音频数据信号包括音频数据信号和视频数据信号。
4.根据权利要求3所述的高清影音无线传输系统，其特征在于，所述基带处理模块包括用于所述优先级处理的无线信道优先级划分单元。
5.根据权利要求4所述的高清影音无线传输系统，其特征在于，所述接收模块还包括用于实现频率自动调整的动态频率选择模块。
6.一种基于权利要求1所述的高清影音无线传输系统的高清影音无线传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、通过高清信号源输入输出接口获取高清视音频数据信号；
B、通过基带处理模块将接收到的高清视音频数据信号进行加密、包封，对需要进行无线传输的数据信号进行优先级处理后，采用无线信道的最大容限作为数据传输信道发送至射频处理模块；
C、通过射频处理模块对接收到的数据信号进行调制，调制好的数据信号分别经过功率放大器放大后，经天线以无线电波方式发送到自由空间；
所述优先级处理用于将系统控制信号和音频数据信号划分于无线信道底端，将视频数据信号中的亮度信号划分于无线信道的中间，将视频数据信号中的色度信号划分于无线信道的顶端，并且将色度信号中影响较大的部分远离无线信道的容限。
7.根据权利要求6所述的高清影音无线传输方法，其特征在于，需要经所述无线信道传输的数据信号包括所述高清视音频数据信号和系统控制信号，其中所述高清视音频数据信号包括音频数据信号和视频数据信号。
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