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专题
2011/11/4 09:30

Dr.Ali Sadri:WiGig未来超高速无线通信技术

C114中国通信网  

2011年11月3日,“2011中国无线世界暨物联网大会”在北京新世纪日航饭店正式召开。

主持人:各位来宾下午好,欢迎各位来参加家庭互联WiGig专题会议,下面有请Dr.Ali Sadri先生给我们演讲WiGig未来超高速无线通信技术。

Dr.Ali Sadri:非常感谢,首先欢迎各位参加今天的会议,这是我们第一次在北京召开WiGig专题方面的会议。我们和天地互联通力合作组织本次会议,希望给大家提供一些有用的信息,有问题欢迎和我们交流。谢谢主持人热情洋溢的介绍,首先我介绍一下WiGig联盟的背景以及我们的技术现在的现状以及未来几年的发展趋势。

关于本次会议看法在今年早些时候我认为这是很好的机会,来到这里我看到如此多的人给我留下很深的印象,我希望明年和大家重聚,感谢大家参加今天会议。

下面我介绍一下我们现在所面临的一些问题,在通信领域以及设备对设备的通信,那么通过介绍这些问题的背景,我会和大家解释为什么我们要成立WiGig联盟。过去,大部分的用户模型在无线技术方面都是对设备的通信,这些对设备通信模型有的是手持设备,或者是个人电脑、笔记本,通过一种介质,无论是无线还是LTE3GWi-Fi,还是有线,连接到一个服务器上,从而下载文件,浏览网页,这是过去大部分的使用模式,今天也认为是这样,我将这个称之为过去的世界。因为这一情况已经持续很久,但是我们面向未来的时候,随着更小的设备的技术演进以及更大的容量,以及我们所面对的内容,比如说高清晰度的图片,高清晰视频,音乐等等。我们需要有更多有潜力的技术,来帮助我们来传输这些文件,从一个设备传输到另外一个设备。比如说,我们可以看一下今天的设备之间进行内容分享的拓扑图,我们可以看到有很多设备可以彼此之间分享内容,比如说个人电脑可以把内容传到电视上。一些平板电脑可以同笔记本电脑进行一个同步信息,或者是下载高清晰度电影,还有远程医疗,远程健康教育。医生可以和病人通过个人电脑或者通过平板电脑进行交流,同时从另外一个信息体验或者另外一个信息源头那里拿到数据。我们仍然希望与一个服务器连接,浏览网站,或者下载或者上载一些文件。

但是当我们展望未来得时候,在这些设备之间实现互联互通,在我们使用普通的英特网之外,我们仍然讲到这个内容的容量越来越大,因此我们现在所面临的无线技术有可能会不够用。我们今天所使用的一些设备,比如说更小的电话、手机、平板电脑、个人电脑、笔记本,这些设备都有一些潜在共同点。仔细观察会发现他们的厚度都非常小,非常薄,尺寸越来越小,这样耗电变得越来越重要,设备大部分都要依靠电池来工作。如果你从这一侧来看的话,有空间来建立一个连接器,这些设备有一个共同点,就是我们能不能把这个连接器去掉。可以看一下你的平板电脑和你的手机还有又轻又薄的笔记本电脑。实际上他都有一个连接位置,并且非常有限,这就是我们现在所面临的问题。

我们发现现有技术没有办法使我们利用所有平台,无论是视频内容、音频内容、数据,无论是怎样的内容,我们希望去掉所有连接头和线缆。这个情景我们可以看在一个很整洁的办公室,跟我的办公室差不多,我们称之为意大利面条的。因为我们看有很乱的线,如果我们不需要这些线这么麻烦会很好。这是我们很清洁很整洁的办公室,这样会更好。这张图不仅为我们显示我们可以去掉所有有线连接,也向我们显示任何一个设备都可以和任何显示器以及其他的外部件相连,外围件相连,不仅仅局限于一台电脑。我们可以把这台电脑和手机相连以及和其他所有的外围设备相连,但是今天这是不可能的,今天你需要买一个中继站,一个对接站来实现设备之间的连接。因此我们需要有一个虚拟的这种中继站,来去掉所有的线缆。

出于这个原因,我们成立了WiGig Alliance,是08年成立,两年之前我来这里进行演讲,当时是WiGig Alliance刚刚诞生,三年之后的今天我们已经有了很大进步。我们现在已经发布了6个新闻快报,如果你看我们官方网站的话,可以发现,并且这些文档还有中文版。我们有两个办公室在美国,从创立之初到现在我们走到了扩张过程,我们目标就是设备之间实现设备互操,无人电脑设备实现高速每秒数千兆的数据连接和传输。我们知道这种组网能力和Wi-Fi能力对每一个设备来说是基本、非常重要的。我们不需要去掉Wi-Fi连接和组网,只需要在Wi-Fi连接之外需要P2P的连接。因此这种组网应用是普通Wi-Fi还有一些非组网元件。也就是代替PCIE,代替USB节点的其他的线缆设备。出于这个原因我们基于现有Wi-Fi发展我们的技术,来保持未来应用和标准Wi-Fi之间可以实现兼容,正如之前提到的我们同时提供非网络应用。

WiGig显示扩展,我们还有其他的一些应用代替传统的有线连接。如果你是一个设备开发者,认识有一点是非常重要的,为什么WiGig是联盟,是唯一的能够向这些会员提供免征办税许可,这个非常重要。其中一个原因是除了我们刚才讨论的问题之外,我们这个联盟成立,当时有一些其他的标准也正在建立起来。比如说在无线HD,还有IEEE标准,当时有多种标准共存,他们之间无法实现互操。与此同时我们非常关注IP以及版权,因此我们认识到需要开发一个全世界通用标准,并且不收版权费。因此,我们为什么要在WiGig基础上开发产品,这就是原因之一。

这是我们的会员公司,有一些董事会成员,我们一共有三种汇集,有一种是贡献者,接受者还有董事会成员,这种董事会成员是从政策的层面来领导整个联盟的发展。比如说知识产权方面提供引导,我们什么时候开始一个项目,我们什么时候开始一个新的认证项目,这些都在董事会的授权范围之内。贡献者直接对标准或者规范作出贡献,提出建议。他们和董事会成员是一个公司一票,从技术层面来讲他们享有同样的投票权。我希望这个信息足够新,这是一些接受性成员,我想一些中国同事也在其中。

这是一些应用模式,也许这个幻灯片和我几年之前放映有点重复,为什么我今天仍然向大家播放这个幻灯片呢?是为了让大家更好回顾历史,更好记住我们两年之前提到每一个应用模式,现在都仍然适用。

比如说通过IO同步实现顺时无线同步,还有无线显示,英特尔接入,IP连接信,这三者结合起来就意味着无线对接,也许这是最复杂的一种。但这正是我们这个联盟所希望达到的一个目标。

我现在给大家举一个家用例子,如果你躺在沙发上,你希望在电视上播放高清晰照片,这是另外一个无线对接的例子,因为这个无线对接不需要重装硬盘,不需要新的外围件,而是直接实现设备到设备对接。这种情况下,我们可以看实现到电视连接,同时这个信息从一个手持终端同步。从数据传输速率达到每秒6个WiGig。

我放这几个幻灯片,配合大家介绍一下我们现在的应用。我们另外需要关注的一点就是60GHZ频段,我在一生中没有看到大量带宽还可用,作为产品研发我们可以看到在韩国、加拿大、美国、日本、欧盟7-9GHZ还仍然可用,中国稍稍短一点,到5GHZ,希望也可以在这方面跟世界同步起来。这是一个非常有意思的比较和传统的Wi-Fi比较,现在我们有更多带宽可用,因为6GHZ的物理特性,这个干扰对其他用户造成干扰非常之小。如果我们要进行一个比较,5GHZ和6GHZ之间的是,有20到25分贝信号在这个传输中丢失。另外一方面来讲如果我们考虑到天线尺寸的话和5GHZ天线尺寸相比的话,如果你运气好他的争议是非常小的。他的尺寸只需要无线型天线,现在即使有20-25分贝信号丢失在传输过程,仍然可以通过天线重新增益。这个传输器可能是15DB,接受是10DB,这样就有了40DB差异我可以利用。如果可以通过天线来重新增益,天线或者是放大器重新增益来晚会这些损失的话,因此我们可以看到如果一个Wi-Fi提到15米,每秒一个GHZ的话,15米可以实现3到5GHZ。其中有一些丢失的信号通过天线增益晚会。这就是我们把这个能量朝着一个方向输送,而不是四面八方。在60GHz,我们可以把这个能量传输对准一个方向,这就是天线增益的来源。这是一个非常有意思的现象。我们有很多办公楼空间,每个设备都以60GHZ这个功率来工作的话我们可以更频繁实现频率复用。和Wi-Fi比较的话,整个办公楼只通过一个无线信道来工作,因为Wi-Fi能穿透距离更长。因此我们通过传统Wi-Fi利用不可能的。如果我们使用60GHZ带宽可以轻松视频进行传播。整个波速成型方面设备形成一个最佳领域,然后对接收领域进行检测。一旦到去年就会形成微调,形成这样一个波束。这样一个流程是整个数据传输过程一部分,他整个设施不长。可能20、30微秒就可以完成传输,取决于里面的检测。右边的幻灯片可以看到,整个区域有两个通道,有两个Wi-Fi通道,我并不知道你是不是在电脑里边试着连接电脑,有时候我们连的不是特别好。也许整个这个房间当中只有一个连接口,旁边房间有另外一个连接口,数百人想通过一个通道连接网络,分散到各个人员他的带宽就会很窄,这样就会很难成功联络到网上。这里可以设想在这个区域里面设置多个接口,这样我们就可以设置至少一个WiGig的接口,这样我们可以通过不同的爬,让他们同时连接到这些网络上。这样他整个网络他的整个传输能力会加强,可能会提高到5倍。此外,我们也会计算一下如果整个速度在提高十倍的话,传输速度会更好。如果我们要使用WiGig设备的话,整个速度可能会提高大约十倍左右。

这里给大家介绍一下Wi-Fi和WiGig一个覆盖面。我们从接口方面谈了很多,我们离接口越进,整个通道就会越高。我们专注一下LAN和PAN,这是传统6000兆赫一个速度。我们设想一下当我们离的比较远的时候,我们可能会连接一个2.4千兆赫的一个网络,离的越近会提高到4.6Gbps。所以说2.4和5、6千兆赫网速可能并不是说是完全固定,我们可以根据对他们进行调整来更广泛的将网络覆盖到广泛的区域。

那么就WiGig技术而言我们不仅提供网络应用,我们提供有线网和无线网的应用。这种WiGig技术可以进一步实现Wi-Fi的互联。WiGig的相关成员也会向IEEE提交一系列的相关规格和文件,现在整个规格已经标准化了,它的整个标准化已经达到8-10个AD。这样他跟整个1.1这样的标准化技术也是比较相近,刚才我们提到WiGig这种技术,他对于成员来说,他们整个认证使用的过程当中是免税的,他们不用交任何税,对他们其他成员就要交一些费用。

刚才我们谈到一系列关于协议应用状况,这些相关标准化一系列协议,只是针对WiGig技术的相关协议。我们在IEEE,8到11的认证过程当中,还有很多其他的应用,它的一系列WiGig延伸技术等等,他也可以帮助我们提供一系列的WiGig节点。如果我们嵌入WiGig相关技术和其他相关设备,这样我们就不需要直接把他的路途输入到WiGig另外一个设备当中。在PC、IE里边我们也有很多USB和YWE,它是一个界面,因此这些都是WiGig规划一个重要组成部分以及WiGig母线它的一个规格还有其他相关技术规格。他都是在WiGig技术的指引下所建立这样一种母线规格和其他相关主线。这些技术我们得到很好开发,目前正在进行认证。

如果我们对他的可用性和创新性进行一系列的比较的话,我要给大家介绍一下如果向电视介绍整个电脑一些内容或者是我要介绍一个电影或者显示一个高清晰视频等等,这样并不是在创造一个数据,而是展示一个数据。现在我们只是在消耗这些相关数据,但是当我们做高清晰度的图表的时候,3G图表或者是创造性的时候,每个小的图表都会得到很严格展示。这种情况下WiGig是我们今天唯一一个高质服务的一个展现,他可以帮助我们展现高质服务,目前可以帮我们展现高清晰度,无论是电影、视频无唯一一种技术,有很多通量,可以压缩来进行。同时我们也有H264的一系列高质量的压缩组件,我们都可以在当地市场上进行很多传输。现在在市场上我们有很多非常重要的时间公用,比如说在我们画图表的时候玩游戏的时候,我们希望有一个很快的反应时间,我们一旦绘图的时候先马上能在图上展现出来,不希望等。这只是数数毫秒时间内得到很好反应,可以通过WiGig技术来实现。我们可以和IO共同共享视频,我们不需要将整个视频的波段进行分配,可以实现他的一个全程共享。在连接方面,我们要处理很多垃圾,比如说我们要改变整个传输速度,改变传输速率,这样的话我们就要在整个传输过程当中启动一种压缩,这样才会让整个频率能够快速传播,并且避免偏离。在省电模式上,这样一个展示上面有很的图片我们并不需要进行很快传输,我们也不需要做一些网上一系列活动,所有字都是在整个PPT上展示,这样我们可以同时实时对多个重要显示屏进行内容的实时共享。

我们也谈到了高效率性,我们提到一系列的协议,那他是在介质接入层上,而不是在物理层上,取决于这是操作系统还是硬件在控制和IP协议站进行互动。在WiGig IO扩展上给大家举一个例子,关于对接的例子,他的接口可以连到总线延长或者是不久之后要开发的IO上,外围件可以被连接到服务器上,这可能是虚拟的。从这里一直到IP,可能有一个远程现实或者是当地现实。无论如何这是一个无线对接的例子,因此我们不需要物理层上的外围件联通,只是一件完成。

总结一下,大家刚才听的有一点不明白的话,这是我们联盟希望提供一个是省电,我们的效率比普通Wi-Fi高五倍。频分速率比Wi-Fi高五倍,适合高密度环境下工作。比如在办公环境下设备非常密集,并且同时开工,低时延以及数据传输,我们数据传输效率可以达到每秒7个WiGig,时延是最低,在应用层和波束复型方面。它的产出更高,服务质量更好。从世界监管的角度,大部分的频段都已经实现和谐化,希望中国可以加入这一行列,希望中国的政府也可以与整个世界在这方面相连接。

刚才我们讲到无线PAN,是一个短距离无线传输,但是无线个人局域网之外我们仍然有其他的机会。到现在为止,我还没有介绍这部分的内容。因为我希望能够确认,大家先了解第一步,一个无线的个人局域网这样的应用模式,或许会给WiGig技术最大的用武之地,然而从技术层面来看会给用户提供。它的用途比无线个人局域网广的多,这是非常有趣的现象。从3G、LTE角度来讲,越来越多的设备连入英特网,如果你看你的手机我敢保证大部分的人都拥有一台智能手机,可以智能手机上网。因为这个回传链路成为受人关注的问题。第二就是媒体内容越来越大,我们所交换的信息比五年前容量大得多。手持设备,人们越来越频繁的使用手持设备来处理数据,而不是传输声音,如果你们看你们的用户模式的话,你打了多少分钟电话,又花了多长时间来上网,花多长时间来浏览Facebook或者刷微博,我们用手持设备传输数据而不是单单使用话音。每个人接入网络都传输数据的话,传统上人们采用语音通话,他的要求相对比较低。但是突然每秒我们有几千个,如果每个人希望通过同样基站来处理业务的话,比如说实现高速接入就会出现基站的交通堵塞。还有一点是不是对于我们,而是对于电话设备的制造商来说,他们通过数据的传输可以说是大发一笔横财。比如说在美国,有一个我可以通过手机来上网,但是我来到中国,在用同样的手机上网的话就会贵得多。因为我用的蜂窝网是用于语音的,但是现在却用于数据传输,因此对于服务提供商来说是一笔很大的成本,这笔成本最后转嫁给消费者身上。我们每个人都需要连接到数据网络上,这种依存性越来越高,与时俱进。服务提供商也深知这一点,唯一出路在哪里?我们必须把数据放到一个其他的地方,我们进行很多讨论,Wi-Fi能不能做到这一点?在某种程度上是能的,在某范围内是可以的。在座的听众也许你们试图用Wi-Fi浏览网页的话,也需要等30秒钟才能够打开同一个网页,与此同时其他的人也希望用同样的网络来接入。因此WiGig他的一个很大的用武之地就在于这种高密度设备应用,比如说我们在开发这种微微蜂窝网络或者超微蜂窝网络,它的半径只是几百米。60GHZ,可能很轻易被传到400、500米之外,达到每秒2-3个Gbps,这些设备通过光网连接的话,用了WiGig你只需要连接一次,到主机回传,我们可以做到这一点。每一个街道上可能有一个电线杆,每一个都安装一个WiGig的接入点的话,就可以实现回传链接,最后传到光缆上。WiGig在回传上是很有用的,在这个领域上可以用传统的WIFI,回传链路就不会发生堵车。同样一条Wi-Fi给我们提供数据,也可以进行回传,因此回传是一个瓶颈。在机场你们都有这样的经历,在机场大部分航班会在每一个机场提供3G的接入点,因此他们需要把数据春村到其他地方,来传输声音。在一个机场可能同时又几千人,这几千人他们要多少接入点在同一个区域,我们看一下这个数据非常可观。我只用一个Wi-Fi接入点的话我们会发现跟这个会场同样的问题上万人试图接入同一个接入点上,如果我们用WiGig接入点的话V,我们再次聚焦与波束成型,,我们可以由有更多信道资源通过部署,如果有一个人在这个区域之内的话,只需要接入这样一个接入点,在另外一个区域的话需要另外一个接入点,也解决了回程链路拥塞问题。

最后在这个会场中,可以看到这个图片,正如我之前提一个问题就是没有办法实现数据连接,一个接入点给所有人提供数据连接服务,,但是把他分成四个接入点,每两三排有一个接入点进行数据连接,不会发生交通拥塞。这是潜在的WiGig技术演进趋势。,可以称之为3.0,之前给大家介绍2.0蜂窝电话接入热点,这种潜力我们可以将其称之为媒体服务器,可以下载媒体内容,因为有更大吞吐量。如果你去一家咖啡店,等咖啡的时候你可以通过手持终端来接收一条推送短信,提醒你接受最近的一个更高清电影。把这个高清电影在你的手持设备存储带会家先上。

最后我做一个总结,WiGig的高速连接,今天我们最近规格称之为1.1,今天已经可用。之后又把他提交给IEEE,主线扩张或者是PCIE,今年晚些时候也会被提交,以及基站规格,基站技术规范,可能在几周之后会颁布。12月会颁布,1.1已经被提交到ITU-R,WiGig标准化也是我们现在非常努力一方面,也是ITU-R给我们的推荐。技术推荐也许今年年底明年年初正式颁布,我们合作伙伴在IP以及组网应用方面,WiGig和Wi-Fi联盟在60Ghz方面有一个合作伙伴关系。在现实方面我们和VESA有协议。我们的显示可以进一步扩展,比如在路由器。在认证方面两周之前进行第一届工程师整体测试大会,任何一个无线标准推出都需要进行若干次工程师现场测试大会,工程师坐在一起测每一个元件才可以完成认证。第一次大会是有十个工程师成员参加大会,不久之后我们会拿到这个测试结果,可能在几周之后我们就会开新闻发布会,这个新闻简报将以中文版提供。

完整产品认证,将在2012年底或者是2013年初推出,这并不以为这一个公司不能够出售他们认证之前的产品,公司不一定要等到认证结束,认证时间表是在2012年底或者2013年年初。还有七个GHZ频段在中国可用,在中国是5个GHZ。我们是唯一一个6GHZ的规则规范,并且是以免版税方式为所有WiGigAlliance提供。

如果大家有问题的话欢迎和我交流,非常感谢。

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