在尋求將設(shè)備與系統(tǒng)提升至更高水平的過(guò)程中，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)/虛擬現(xiàn)實(shí) (AR/VR) 的設(shè)計(jì)人員都將大部分的精力用在了內(nèi)容開(kāi)發(fā)當(dāng)中。另一方面，數(shù)據(jù)進(jìn)入到設(shè)備的方式一直都處于不那么優(yōu)先的位置。但是，在設(shè)計(jì)人員投身到商業(yè)化的過(guò)程中，如果沒(méi)有數(shù)據(jù)通信方面的進(jìn)展，就不可能實(shí)現(xiàn)重要的改進(jìn)。通信系統(tǒng)和天線(xiàn)技術(shù)對(duì)于這一進(jìn)展來(lái)說(shuō)是非常重要的一步。

1.脫離網(wǎng)絡(luò)

時(shí)至今日，優(yōu)質(zhì)的 AR/VR 體驗(yàn)所需的數(shù)據(jù)量使得無(wú)法避免的要采用網(wǎng)絡(luò)共享。然而，大多數(shù)的專(zhuān)家都同意的是，為了使 AR/VR 達(dá)到所需的移動(dòng)性，從而提供實(shí)際并且/或者全沉浸式的體驗(yàn)，設(shè)備需要脫離開(kāi)網(wǎng)絡(luò)(VR 之路，2018 年 1 月)。那么，如何在不接線(xiàn)的情況下，傳輸高品質(zhì) AR/VR 體驗(yàn)所需的海量數(shù)據(jù)呢?

“當(dāng)前，對(duì)于 AR/VR 的設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，通信似乎是一個(gè)事后再考慮的事項(xiàng)。”Molex 天線(xiàn)業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理 Matt McWhinney 表示。“他們傾向于關(guān)注的是圖形以及需要為應(yīng)用和內(nèi)容提供支持的復(fù)雜的軟件/固件層。這就是大多數(shù)的 AR/VR 設(shè)備仍然采用有線(xiàn)方式的原因;當(dāng)前來(lái)說(shuō)，與內(nèi)容相比，是否轉(zhuǎn)為無(wú)線(xiàn)應(yīng)用則是一個(gè)關(guān)注度較低的問(wèn)題。”

此外，極高數(shù)據(jù)速率的無(wú)線(xiàn)傳輸仍然要等待新通信技術(shù)的部署，例如 5G 網(wǎng)絡(luò)等，這類(lèi)技術(shù)將部分的依賴(lài)于新一代的天線(xiàn)。尤其在于，在 5G 的部署中，根據(jù)有關(guān) 5G 無(wú)線(xiàn)接入的愛(ài)立信白皮書(shū)，多天線(xiàn)傳輸和波束成型將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用。

2. 通過(guò)波束控制命中移動(dòng)目標(biāo)

許多的 AR/VR 系統(tǒng)都希望用戶(hù)有所動(dòng)作 – 不僅僅是活動(dòng)他們的頭部和雙手，還包括他們的雙腳，需要移動(dòng)步伐。在系統(tǒng)的一端或兩端同時(shí)發(fā)生移動(dòng)的過(guò)程中，傳輸發(fā)揮出 AR/VR 的有效性能所需的海量數(shù)據(jù)，已經(jīng)被證明是極其困難的。為了以極高的效率在運(yùn)動(dòng)的網(wǎng)絡(luò)之間傳輸大量的數(shù)據(jù)，一種稱(chēng)為“波束控制”的技術(shù)將發(fā)揮關(guān)鍵的作用。波束控制技術(shù)不再在所有方向上發(fā)射寬帶無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)，而是將數(shù)據(jù)發(fā)送到需要該數(shù)據(jù)的具體的用戶(hù)位置處。這樣可以節(jié)省功率，使更多的用戶(hù)可以獲得高帶寬的無(wú)線(xiàn)信號(hào)，防止信號(hào)之間相互干擾。

如何實(shí)現(xiàn)波束控制：

第 1 步：識(shí)別并定位 AR/VR 模塊;確定其各端點(diǎn)位于何處。

第 2 步：計(jì)算如何以及在何處形成無(wú)線(xiàn)窄束圖形，從而可以只將精確的直接信號(hào)發(fā)送到所需的端點(diǎn)天線(xiàn)處。

第 3 步：設(shè)置發(fā)往端點(diǎn)的通信信號(hào)。

“波束控制現(xiàn)已成為可能。”McWhinney 表示說(shuō)。“但是，如果發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)大，那么需要額外的工作才能持續(xù)的更新“波束”所指向的位置，從而保持兩端的連接。目前來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)較為困難，可能這就是數(shù)據(jù)密集型的 AR/VR 系統(tǒng)并未采用無(wú)線(xiàn)鏈路來(lái)交換信息的最大的一個(gè)原因。新興的 5G 通信將必須解決這一問(wèn)題。”

3. 解決延遲問(wèn)題

提供實(shí)際內(nèi)容所需的海量數(shù)據(jù)往往跟不上我們的頭部和雙眼的運(yùn)動(dòng)，這樣就會(huì)造成延遲問(wèn)題，然后，導(dǎo)致無(wú)法達(dá)到沉浸式的 AR/VR 體驗(yàn)。目前來(lái)說(shuō)，對(duì)于在線(xiàn)游戲，從鼠標(biāo)移動(dòng)到屏幕上發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作，會(huì)有 50 毫秒 (ms) 的滯后時(shí)間。另一方面，如果要使 AR/VR 真正達(dá)到沉浸式的效果，滯后時(shí)間需要控制在 15 到 7 ms。

如果要解決延遲上的問(wèn)題，那么將需要速度更快的處理器。因此，對(duì)于 AR/VR 的網(wǎng)絡(luò)共享來(lái)說(shuō)，延遲的解決辦法在于開(kāi)發(fā)超高速的通信技術(shù)，例如 5G 等等，以及開(kāi)發(fā)各種天線(xiàn)。通過(guò)實(shí)現(xiàn)極高數(shù)據(jù)速率的無(wú)線(xiàn)傳輸，5G 將發(fā)揮關(guān)鍵性的作用，將延遲降低至低達(dá) 2 ms 的水平。

4. 縮小體積和重量

然后，就是有關(guān)尺寸和重量的問(wèn)題。當(dāng)今許多的 AR/VR 頭戴設(shè)備都過(guò)于笨重，無(wú)法舒適的在工作場(chǎng)所穿戴，或者無(wú)法穿戴較長(zhǎng)的時(shí)間。如果要使 AR/VR 設(shè)備在日常生活中有效的發(fā)揮作用 – 比如說(shuō)，讓外科醫(yī)生佩戴智能眼鏡，那么設(shè)備就必須做到緊湊、舒適。這意味著需要減輕設(shè)備電源、內(nèi)部組件和功能的體積和重量，其中便包括了天線(xiàn)。在設(shè)計(jì)階段的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，應(yīng)該盡早的實(shí)施這類(lèi)的考量因素。

“比如說(shuō)，笨拙的原型機(jī)中可以使用的標(biāo)準(zhǔn)天線(xiàn)可能對(duì)于精巧的消費(fèi)版本來(lái)說(shuō)過(guò)大。”McWhinney 解釋說(shuō)。“與今天相比，天線(xiàn)的集成、規(guī)格制定以及設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在 AR/VR 設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中盡早的開(kāi)始。”

為 AR/VR 設(shè)備交付天線(xiàn)解決方案

Molex 正在發(fā)揮自身的作用，通過(guò)創(chuàng)新性的定制天線(xiàn)、MID/LDS 功能以及特定應(yīng)用電子封裝 (ASEP) 解決方案來(lái)助力突破 AR/VR 技術(shù)中的一些障礙。Molex 還與從事 5G 系統(tǒng)創(chuàng)新的企業(yè)開(kāi)展密切的合作，隨著下一代的網(wǎng)絡(luò)將于 2020 年開(kāi)始部署，將協(xié)助設(shè)備制造商，例如開(kāi)發(fā) AR/VR 系統(tǒng)的制造商，來(lái)將 5G 通信功能集成到他們自身的模塊當(dāng)中。

此外，在從數(shù)據(jù)通信到緊湊性在內(nèi)的范圍內(nèi)，有效的天線(xiàn)設(shè)計(jì)將對(duì) AR/VR 設(shè)備的性能產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。“我們往往從標(biāo)準(zhǔn)天線(xiàn)開(kāi)始，與客戶(hù)一道來(lái)將天線(xiàn)集成到他們的設(shè)計(jì)當(dāng)中。”McWhinney 解釋道。“如果性能或尺寸達(dá)不到他們的要求，我們就將轉(zhuǎn)向定制的解決方案。”

通過(guò)將成型互連設(shè)備 (MID) 技術(shù)與激光直接成型 (LDS) 相結(jié)合，Molex 可以通過(guò)一次成型的設(shè)備提供集成的細(xì)螺距三維電路。另外，ASEP 作為 Molex 的創(chuàng)新成果，可以實(shí)現(xiàn)電子功能制造工藝的轉(zhuǎn)型。MID/LDS 和 ASEP 技術(shù)都是 Molex 的實(shí)力所在，可以將天線(xiàn)集成到您的設(shè)計(jì)中，與此同時(shí)還可節(jié)省空間并提高性能。