[资料] Android Wi-Fi Display(Miracast)介绍

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发表于 2016-10-9 11:47:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
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1,Android Wi-Fi Display(Miracast)介绍 2012年11月中旬,Google发布了Android 4.2。虽然它和Android 4.1同属Jelly Bean系列,但却添加了很多新的功能。其中,在显示部分,Android 4.2在Project Butter基础上再接再厉,新增了对Wi-Fi Display功能的支持。由此也导致整个显示架构发生了较大的变化。 本文首先介绍Wi-Fi Display的背景知识,然后再结合代码对Android 4.2中Wi-Fi Display的实现进行介绍。 2,一背景知识介绍 Wi-Fi Display经常和Miracast联系在一起。实际上,Miracast是Wi-Fi联盟(Wi-Fi Alliance)对支持Wi-Fi Display功能的设备的认证名称。通过Miracast认证的设备将在最大程度内保持对Wi-Fi Display功能的支持和兼容。由此可知,Miracast考察的就是Wi-Fi Display(本文后续将不再区分Miracast和Wi-Fi Display)。而Wi-Fi Display的核心功能就是让设备之间通过Wi-Fi无线网络来分享视音频数据。以一个简单的应用场景为例:有了Wi-Fi Display后,手机和电视机之间可以直接借助Wi-Fi,而无需硬连线(如HDMI)就可将手机中的视频投递到TV上去显示[①]。以目前智能设备的发展趋势来看,Wi-Fi Display极有可能在较短时间内帮助我们真正实现多屏互动。 从技术角度来说,Wi-Fi Display并非另起炉灶,而是充分利用了现有的Wi-Fi技术。图1所示为Wi-Fi Display中使用的其他Wi-Fi技术项。 图1 Miracast的支撑体系结构 由图1可知,Miracast依赖的Wi-Fi技术项[②]有: [*]Wi-Fi Direct,也就是Wi-Fi P2P。它支持在没有AP(Access Point)的情况下,两个Wi-Fi设备直连并通信。 [*]Wi-Fi Protected Setup:用于帮助用户自动配置Wi-Fi网络、添加Wi-Fi设备等。 [*]11n/WMM/WPA2:其中,11n就是802.11n协议,它将11a和11g提供的Wi-Fi传输速率从56Mbps提升到300甚至600Mbps。WMM是Wi-Fi Multimedia的缩写,是一种针对实时视音频数据的QoS服务。而WPA2意为Wi-Fi Protected Acess第二版,主要用来给传输的数据进行加密保护。 上述的Wi-Fi技术中,绝大部分功能由硬件厂商实现。而在Android中,对Miracast来说最重要的是两个基础技术: [*]Wi-Fi Direct:该功能由Android中的WifiP2pService来管理和控制。 [*]Wi-Fi Multimedia:为了支持Miracast,Android 4.2对MultiMedia系统也进行了修改。 下边我们对Miracast几个重要知识点进行介绍,首先是拓扑结构和视音频格式方面的内容。 Miracast一个重要功能就是支持Wi-Fi Direct。但它也考虑了无线网络环境中存在AP设备的情况下,设备之间的互联问题。读者可参考如图2所示的四种拓扑结构。 图2 Miracast的四种拓扑结构 图2所示内容比较简单,此处就不再详述。另外,在Wi-Fi Display规范中,还存在着Source将Video和Audio内容分别传送给不同Render Device的情况。感兴趣的读者可参考Wi-Fi Display技术规范。 另外,Miracast对所支持的视音频格式也进行了规定,如表1所示。 表1 Miracast 视音频格式支持 最后,我们简单介绍一下Miracast的大体工作流程。Miracast以session为单位来管理两个设备之间的交互的工作,主要步骤包括(按顺序): [*]Device Discovery:通过Wi-Fi P2P来查找附近的支持Wi-Fi P2P的设备。 [*]Device Selection:当设备A发现设备B后,A设备需要提示用户。用户可根据需要选择是否和设备B配对。 [*]Connection Setup:Source和Display设备之间通过Wi-Fi P2P建立连接。根据Wi-Fi Direct技术规范,这个步骤包括建立一个Group Owner和一个Client。此后,这两个设备将建立一个TCP连接,同时一个用于RTSP协议的端口将被创建用于后续的Session管理和控制工作。 [*]Capability Negotiation:在正式传输视音频数据前,Source和Display设备需要交换一些Miracast参数信息,例如双方所支持的视音频格式等。二者协商成功后,才能继续后面的流程。 [*]Session Establishment and streaming:上一步工作完成后,Source和Display设备将建立一个Miracast Session。而后就可以开始传输视音频数据。Source端的视音频数据将经由MPEG2TS编码后通过RTP协议传给Display设备。Display设备将解码收到的数据,并最终显示出来。 [*]User Input back channel setup:这是一个可选步骤。主要用于在传输过程中处理用户发起的一些控制操作。这些控制数据将通过TCP在Source和Display设备之间传递。 [*]Payload Control:传输过程中,设备可根据无线信号的强弱,甚至设备的电量状况来动态调整传输数据和格式。可调整的内容包括压缩率,视音频格式,分辨率等内容。 [*]Session teardown:停止整个Session。 通过对上面背景知识的介绍,读者可以发现: [*]Miracast本质就是一个基于Wi-Fi的网络应用。这个应用包括服务端和客户端。 [*]服务端和客户端必须支持RTP/RTSP等网络协议和相应的编解码技术
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