新式的車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)包含日益多元化的內(nèi)容來(lái)源,，包括專為乘客設(shè)計(jì)的前座和后座顯示器、來(lái)自便攜式設(shè)備的內(nèi)容,，以及便攜式計(jì)算設(shè)備的互聯(lián)網(wǎng)接入等,。乘客有時(shí)會(huì)想要共享相同的內(nèi)容，但卻并非每次都如此,，因此音頻傳送系統(tǒng)必須能夠傳送多路內(nèi)容,，并將每路內(nèi)容傳送給特定的乘客。也就是說(shuō),，每個(gè)乘客都能控制內(nèi)容的選擇,，也能控制此內(nèi)容所提供的所有互動(dòng)選項(xiàng)。為符合這樣的環(huán)境需求，音頻傳送系統(tǒng)必須具備某些特定的特性,。

耳機(jī)

　　新式的車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)具有多種內(nèi)置的音頻來(lái)源,，例如CD播放器和可提供內(nèi)容至多臺(tái)顯示器的DVD播放器，以及各種類(lèi)型的廣播無(wú)線電接收器,。攜帶便攜式音頻/媒體播放器和智能手機(jī)的每位乘客會(huì)有自己的內(nèi)容來(lái)源,，并通過(guò)輔助輸入連接到信息娛樂(lè)系統(tǒng)中。此外,，車(chē)內(nèi)提供的上網(wǎng)功能也會(huì)提供另一種個(gè)人內(nèi)容來(lái)源,，且往往是與音樂(lè)有關(guān)。

　　盡管車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)中有豐富的內(nèi)容來(lái)源,，但汽車(chē)的內(nèi)置喇叭卻使得每位乘客都必須同時(shí)聆聽(tīng)相同的音頻信息,。顯然地，若每位乘客想要聽(tīng)自己喜歡的音樂(lè),，就得使用耳機(jī)才行(圖1),。

圖1：配備耳機(jī)的后座顯示器。

　　車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)的耳機(jī)可以采用無(wú)線或有線設(shè)計(jì),。當(dāng)然,，在汽車(chē)的有限空間中，使用有線耳機(jī)的缺點(diǎn)顯而易見(jiàn),，因此汽車(chē)OEM廠商轉(zhuǎn)而尋求無(wú)線解決方案,。

無(wú)線技術(shù)：紅外線與數(shù)字射頻

　　紅外線(IR)和射頻(RF)是無(wú)線耳機(jī)主要選用的兩種技術(shù)，它們都各自有其優(yōu)缺點(diǎn),。

　　音頻質(zhì)量: 通常,，大多數(shù)IR解決方案是傳輸模擬音頻，且音頻是通過(guò)動(dòng)態(tài)范圍約70dB的調(diào)頻IR載波來(lái)傳送,。因此,，它的質(zhì)量與FM廣播相近，明顯低于具96dB動(dòng)態(tài)范圍的CD和DVD音頻質(zhì)量,。

　　此外,，除了陽(yáng)光之外，汽車(chē)內(nèi)還會(huì)有其它的IR干擾源,。在模擬音頻的傳輸過(guò)程中,，不會(huì)有任何修正錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，因此任何微小的IR信道問(wèn)題都會(huì)在音頻碼流中造成聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲,，常被稱為“靜態(tài)噪聲”,。

　　模擬RF解決方案也存在同樣的音頻質(zhì)量較低，以及易受干擾的問(wèn)題,。而且,，在支持Wi-Fi和藍(lán)牙連接技術(shù)的汽車(chē)中,，由于Wi-Fi及藍(lán)牙連接與RF無(wú)線音頻共享相同的頻段，故RF干擾問(wèn)題會(huì)更嚴(yán)重,。

　　不管是IR還是RF,，任一種無(wú)線傳輸都會(huì)有干擾存在。因此,，數(shù)字無(wú)線音頻傳輸技術(shù)是更佳的解決方案,，因?yàn)樗邆鋫蓽y(cè)傳輸錯(cuò)誤、并在信號(hào)送達(dá)聽(tīng)者前對(duì)之進(jìn)行修正的能力,，而且還能夠采取行動(dòng)避免未來(lái)再發(fā)生錯(cuò)誤,。

　　視距: IR需要一條從來(lái)源至耳機(jī)的不受干擾的視距通道，但是要從儀表板到后座乘客間建立這樣的通道是有困難的,，尤其是對(duì)于較大型的三排座椅車(chē)輛而言,。因此，制造商試圖在多個(gè)位置安裝IR發(fā)射器,，以確保其中至少有一個(gè)能夠與耳機(jī)建立視距通道,。當(dāng)然，這種解決方案會(huì)增加成本和功耗,。而且,，只要帶耳機(jī)的乘客轉(zhuǎn)頭，此通道就會(huì)中斷,。

　　相比之下,，RF解決方案并不需要視距通道，而且在有限的汽車(chē)空間中,，只需要一個(gè)發(fā)射器就能傳送到所有的耳機(jī)位置,。

　　多音頻信道: 一般來(lái)說(shuō)，IR僅提供單一廣播信道,。多個(gè)試圖傳送不同內(nèi)容的發(fā)射器會(huì)互相干擾。因此,，模擬IR技術(shù)僅能處理單個(gè)音頻碼流,，這對(duì)具有多個(gè)顯示屏和其它音源的新型汽車(chē)來(lái)說(shuō)，顯然具有其局限性,。有些IR解決方案會(huì)通過(guò)在單個(gè)數(shù)字IR鏈路上采用時(shí)分多路復(fù)用數(shù)個(gè)音頻信道的方式來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,。這種方案的缺點(diǎn)是，所有音頻內(nèi)容都必須先送到某個(gè)地方被多路復(fù)用之后,，才能進(jìn)行IR傳輸,。

　　RF解決方案具有將各個(gè)音頻信道分配給不同音頻碼流的能力。無(wú)線音源會(huì)在車(chē)內(nèi)盡可能地被傳送(請(qǐng)見(jiàn)圖2)至靠近音頻來(lái)源,，而耳機(jī)能通過(guò)接收無(wú)線電信道的方式選擇想聽(tīng)的音頻內(nèi)容,。

圖2：多重來(lái)源與多個(gè)耳機(jī),。

　　廣播: 除了能讓每位乘客利用耳機(jī)欣賞各自想聽(tīng)的音樂(lè)外，也能讓多位乘客共享內(nèi)容,，例如在他們觀看相同屏幕的時(shí)候,。

　　紅外線技術(shù)本質(zhì)上一是個(gè)廣播媒介，因此所有與發(fā)射器間具有視距通道的耳機(jī)都能共享相同的音頻碼流,。

　　數(shù)字RF技術(shù)在這方面有所不同,。舉例來(lái)說(shuō)，采用藍(lán)牙的串流音頻解決方案僅支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,。因此,，每個(gè)耳機(jī)都需要一個(gè)發(fā)射器，這會(huì)造成成本和功耗的增加,。共享內(nèi)容是指將所需的音頻串流連接到所有想要分享此內(nèi)容的耳機(jī)發(fā)射器,。相較之下，SMSC的Kleer技術(shù)能夠允許多達(dá)4個(gè)耳機(jī)與相同的音頻來(lái)源連接,，同時(shí)還能允許耳機(jī)在不同來(lái)源中做選擇,。

　　反向信道(Back-channel)通信: 耳機(jī)提供了一個(gè)讓用戶控制音頻信道切換、暫停播放等功能的理想位置,。然而,，這需要從耳機(jī)到音頻來(lái)源建立一個(gè)回傳通道，在此將其稱為反向信道,。

　　很可惜,，IR連接包含了不同的發(fā)射器和接收器，因此耳機(jī)往往僅能接收,，而無(wú)法在耳機(jī)上實(shí)現(xiàn)播放控制功能,。

　　大多數(shù)數(shù)字RF設(shè)備都同時(shí)擁有發(fā)射和接收功能，這是最低條件,，這樣才能讓耳機(jī)回傳確認(rèn)信號(hào)給音源,，告知音頻數(shù)據(jù)包已正確收到，不需要再重發(fā)一次,。這個(gè)從耳機(jī)到音源間建立的反向信道還能做為其它用途,，包括播放控制、電池狀態(tài),、和辨認(rèn)耳機(jī)品牌以確認(rèn)是否支持,。

　　許多信息娛樂(lè)系統(tǒng)還包含有手持遙控裝置(見(jiàn)圖3)，可從車(chē)內(nèi)的任何角落控制各種系統(tǒng)功能,。與無(wú)線耳機(jī)相同,，這些裝置通常采用IR技術(shù)，但也都遭遇了同樣的問(wèn)題,。支持反向信道的數(shù)字RF解決方案,，能利用此反向信道做為遙控之用,。因此，一個(gè)內(nèi)置在汽車(chē)音響主機(jī)(head-unit)中用來(lái)將音頻碼流傳至一個(gè)或多個(gè)無(wú)線耳機(jī)的RF組件,，亦能用來(lái)接收從一個(gè)或多個(gè)遙控裝置傳來(lái)的控制命令,，如此一來(lái)，便無(wú)需在音響主機(jī)中額外增加專門(mén)用來(lái)接收遙控裝置命令的接收器,。

圖3：信息娛樂(lè)系統(tǒng)的遙控裝置,。

　　反向信道的另一個(gè)有趣應(yīng)用是語(yǔ)音通信。這能讓耳機(jī)(headphone)成為一個(gè)帶麥克風(fēng)的耳麥(headset),，可通過(guò)車(chē)內(nèi)的免提式語(yǔ)音系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)人語(yǔ)音通話,，不用再切換到另一個(gè)耳麥。

RF技術(shù)的選擇

　　有鑒于有線和IR耳機(jī)的多個(gè)缺點(diǎn),，汽車(chē)OEM廠商遂轉(zhuǎn)而考慮采用數(shù)字RF技術(shù)作為解決方案,。目前市面上有多種RF方案可供汽車(chē)耳機(jī)選用，包括Wi-Fi,、藍(lán)牙,，以及多款專屬無(wú)線技術(shù)，SMSC的Kleer便是其中之一,。汽車(chē)OEM廠商應(yīng)該為此應(yīng)用選擇哪一種RF技術(shù)呢,？

　　音頻質(zhì)量是首要考慮事項(xiàng)。特別是,，RF技術(shù)不應(yīng)該成為耳機(jī)音頻質(zhì)量的限制因素,。如果汽車(chē)擁有CD/DVD播放器的高質(zhì)量音頻來(lái)源，就應(yīng)該將同樣的質(zhì)量傳送到耳機(jī),。這是藍(lán)牙在此應(yīng)用中的主要缺點(diǎn)之一,。藍(lán)牙的有限帶寬使其需要采用有損壓縮(lossy compression)來(lái)傳送音頻，因此僅能獲得與FM廣播或IR差不多的音頻質(zhì)量,。

　　其次是考慮功耗,。由于車(chē)載耳機(jī)主要是放置于車(chē)內(nèi)，經(jīng)常更換電池或充電是非常不方便的,。因此,，RF方案的功耗必須能盡可能地小，以延長(zhǎng)電池壽命,。這項(xiàng)要求就基本上剔除了采用Wi-Fi技術(shù)的可能性。因?yàn)閃i-Fi設(shè)備支持較高帶寬和較長(zhǎng)傳輸距離,，這意味著它會(huì)較其它技術(shù)消耗更多的功率,。即使是藍(lán)牙的功耗都比SMSC的Kleer方案高，因?yàn)镵leer是專為電池供電無(wú)線音頻應(yīng)用所設(shè)計(jì)的,。

　　能與其它無(wú)線電技術(shù)共存也是一重要考慮事項(xiàng),，因?yàn)槠?chē)系統(tǒng)也開(kāi)始內(nèi)置Wi-Fi接入點(diǎn),，以支持無(wú)線筆記本電腦和藍(lán)牙免提語(yǔ)音裝置。選用的RF技術(shù)必須能夠在此環(huán)境中不產(chǎn)生音頻丟幀(audio drop),，也不會(huì)干擾Wi-Fi的吞吐量和藍(lán)牙的語(yǔ)音質(zhì)量,。評(píng)測(cè)一項(xiàng)無(wú)線電技術(shù)是否能夠與其它無(wú)線電共存的方法之一是，檢查其占用的無(wú)線電頻譜,。所有2.4GHz無(wú)線電技術(shù)都必須在2.40GHz和2.48GHz之間找到約80MHz的可用頻譜,。Wi-Fi占用的頻譜為這個(gè)值的一半，而藍(lán)牙為四分之一,。相較之下,，窄帶無(wú)線電僅消耗不到3MHz的頻段，因此會(huì)有較高的機(jī)率找到可用頻譜,。

　　此RF技術(shù)必須能支持多重音頻碼流的同步傳輸,，因?yàn)槎鷻C(jī)設(shè)計(jì)的主要用途就是要讓每位乘客都能聽(tīng)到自己喜歡的內(nèi)容。由于這些音頻串流不一定是來(lái)自相同的位置(例如,，除了汽車(chē)音響主機(jī)中的一或多個(gè)發(fā)射器,，每部后座顯示器都可能會(huì)有自己的RF發(fā)射器)，因此RF技術(shù)必需能夠支持多個(gè)位置各異的發(fā)射器,。有多種方案可以滿足這一需求,，比如Wi-Fi的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)(CSMA/CD)，這是一種較復(fù)雜的機(jī)制,，其將頻譜簡(jiǎn)單分割為多個(gè)窄頻信道,，并動(dòng)態(tài)選取可用信道。

　　此RF技術(shù)必須具備支持將多個(gè)耳機(jī)連接至相同來(lái)源的能力,。當(dāng)然,，規(guī)避這項(xiàng)要求的一種方法是采用多個(gè)RF發(fā)射器(每個(gè)耳機(jī)一個(gè))，但此做法不但成本昂貴,，而且功率效率低下,。較好的方式是讓每個(gè)耳機(jī)都能接收到乘客想聽(tīng)的音頻來(lái)源，而不管是否還有其它人也在聽(tīng)同一個(gè)音頻,。

　　此RF技術(shù)必須能夠以不超過(guò)70毫秒的延遲(latency)時(shí)間傳送音頻,，最好是能在45毫秒以內(nèi)。如果延遲過(guò)長(zhǎng),，乘客在觀賞影片時(shí)便會(huì)感受到視頻和音頻之間不同步,。按照不同的耳機(jī)類(lèi)型，有時(shí)可能會(huì)要求延遲時(shí)間低于25微秒,。若耳機(jī)的延遲時(shí)間較長(zhǎng),，會(huì)使大量的環(huán)境聲音被傳送到耳機(jī)配戴者的耳朵里，如果聽(tīng)者正在聆聽(tīng)的音頻信道與汽車(chē)?yán)日诓シ诺南嗤?，就?huì)形成低沉的空響聲(hollow sound),。

　　此RF技術(shù)必須支持雙向通信,，讓耳機(jī)的信息能傳回至音頻來(lái)源。此信息可能是與耳機(jī)有關(guān)的信息,，比如其剩余的電池壽命,，或者可能包含音頻播放命令，如播放/暫停和音軌前進(jìn)等,。

　　此RF技術(shù)必須支持安全傳輸,，以確保車(chē)內(nèi)乘客無(wú)法聽(tīng)到其它車(chē)輛的音頻來(lái)源。該項(xiàng)要求剔除了FM無(wú)線電這類(lèi)的“廣播式”RF技術(shù),。此外,，如果兩家不同的汽車(chē)OEM廠商選用相同的RF技術(shù)，他們可能得需要建立一種安全機(jī)制,，確保這家OEM廠商的汽車(chē)只能使用從這家OEM廠商購(gòu)買(mǎi)的耳機(jī),。

本文小結(jié)

　　在為車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)選用無(wú)線音頻傳送方案時(shí)，不同的無(wú)線技術(shù)都各有其優(yōu)缺點(diǎn),。一般來(lái)說(shuō),，數(shù)字傳輸較模擬技術(shù)更受青睞，而RF傳輸比IR為佳,。不過(guò),，各種數(shù)字RF技術(shù)間仍有差異，因此,，必須仔細(xì)全面地評(píng)估不同技術(shù)在音頻質(zhì)量,、功耗、多點(diǎn)至多點(diǎn)連接,、播放控制,、音頻延遲、語(yǔ)音通話支持,，以及與Wi-Fi和藍(lán)牙共存等方面的特性,。

關(guān)于作者：

　　Brent Allen是SMSC公司Kleer產(chǎn)品線的全球產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)。SMSC在2010年二月通過(guò)并購(gòu)取得Kleer技術(shù),，這是業(yè)界領(lǐng)先的低功耗無(wú)線音頻技術(shù),，適用于便攜式、家庭和汽車(chē)產(chǎn)品中的無(wú)線耳機(jī),、耳塞式耳機(jī)(earbud)和喇叭,。

圖4：SMSC公司Kleer產(chǎn)品線的全球產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監(jiān)Brent Allen。