WFD简介和连接过程

Posted 2020-09-27 hecheng2009

　　WiFI Display（WFD）是WiFI Alliance 开发出的一种规范，使多媒体设备之间建立和维持一个基于WiFi的连接，并且利用这个连接推进视频/音频的在目标设备的呈现播放。

1 WFD简介

　　 Wi-Fi Display，手机/移动PC-电视/显示器将可以实现无线连接。该标准由WiFi无线产业联盟制定，还在测试中，技术可以压缩3D视频，从而通过Wi-Fi传输。3D视频很耗宽带，如果不压缩就会迟滞，Wi-Fi Display技术可以将延迟时间降到百分之一毫秒以下。

　　 Miracast实际上就是WiFi联盟（WiFi Alliance）对支持WiFi Display功能的设备的认证名称（该认证项目已经在2012年9月正式启动）。而通过Miracast认证的设备，便可提供简化发现和设置，实现设备间高速传输视频。

2 WFD建立和检测

（1）设备间建立WFD

1）必要的部件

　　这里所说的设备，是指有android系统的手机、平板、TV等，或者有HDMI口的TV。

　　设备间创建WFD是由2个设备来建立的，其中一个为发送端（Source），另一个为接收端（Sink）。 如下图所示为WFD的建立示意图。

 

2）使用无线传屏器同电视建立连接

　　1.将无线传屏器和电视使用HDMI线连接；

　　2.将电视打开，同时确保电视选择HDMI接入，而不是在其他接入方式；

　　3.使用micro-USB线给无线传屏器供电；

　　4.打开手机、平板或电脑的投射功能进行连接。

（2）测试Wifi Display（使用两台手机）

1）打开手机设置界面点击“显示”  

2）在显示界面点击投射  

3）在投射界面点击右上方的图标  

4）点击勾选“开启无线显示”  

5）在另一台手机进行上述同样的操作

6）打开此设备，让其他设备可检测到此设备  

7）此时等待其他设备连接

8）此时另一台设备界面会有已打开设备的设备号，点击连接，第一台设备将收到建立连接的提示   9）点击“接收”，此时投射成功  

3 WFD调试基础

（1）文件位置 在平台基线的base的Vendor/qcom/proprietary/下。

Kernel 中的WFD代码位于\\kernel\\drivers\\media\\platform\\msm\\wfd

 

（2）JNI的交互 在WFD代码中，WFD的实现是通过JNI同使用C/C++写的framework层和java写的API组成的。其控制流如下：

WFD app->SessionManagerService.java(SM-A)->WFDNative.java->JNI Layer->WFDNative.cpp->Wifidislay.cpp->SessionManager.cpp(SM-B)。

（3）WFD连接基础

　　WFD建立在wifi p2p连接基础上的，支持以下两种连接方式

1）wifi direct:（必须支持）

　　 设备无需通过无线路由器即可相互连接的技术，需要一台设备作为组织者建立一个类似ap功能的网络，其他设备可以搜索到并用wifi连接上

2）TDLS:（可选）

　　2台wifi设备连接在同一个Ap上，它们可以直接建立一个点对点的通道实现数据传输。 如下图所示为WFD建立的11个过程。

  1.Device Discovery

　　wfd设备之间的搜索探测功能，使用现有的wifi p2p技术为基础，并在wifi信标、探测信号中加入了wfd特有格式的探测信号。

  2.Service discovery

　　此功能是可选功能，也是建立在wifi p2p原有的servicediscovery基础上，并加入wfd特有格式的请求和回应命令。

 3.Device selection

　　 用户选择一个需要连接的设备，Wifi-direct 连接的强制和默认的，TDLS可选。若有2个sink，一级和二级sink，wifi p2p组织者必须是source。

4.Wifi connection setup

　　使用wifi direct和tdls技术，建立wfd基础线路。 将设备建立TCP连接，并创建一个控制端口来建立和维护session，该端口跑的协议是RTSP。

5.Display capability negotiation

　　参数协定，决定需要使用的最佳参数，包括音视频解码率、分辨率、信道负载等等。

　　若有一级和二级sink存在，都需要单独设定。

　　过程和命令如下图。

 6.UIBC

　　 setup user input back channel，用户输入反向通道，此功能是可选的。

　　有两种类型：1）generic：硬件无关型，如鼠标点击，按键点击、touch点击、放大缩小等。 2）HIDC人机接口设备控制：包括红外线、USB、蓝牙、WIFI、游戏杆、遥控器等。

7.Link content protection

　　 建立内容保护机制，可选功能。采用的是HDCP2.0安全协议，需要在数据流传输前建立。 8.WFD Session setup

　　WFD核心步骤，必须在能力协定的基础上建立。建立过程使用RTSP通信，具体见下图。

9.AV Streaming

　　先将Audio和video多路复用成一个MPEG2传输流。

　　在传输流头部用MPEG2-TS格式打包，并封装RTP、UDP、IP报头如下图。

 

10.Payload control capability

　　在数据流建立之后，需要有控制管道负载的能力，包含以下功能： 1）时间同步  如果有2个sink设备，二者音视频必须同步，实现保真。2）编码速率控制：因信道条件和电源管理优化控制管道负载。

11.Display Session Teardown

　　WFD会话终止，按连接分两种方法：

　　　　1）Wifi-direct：跟 wifi p2p规范一样，source和sink有序拆除连接。

　　　　2）TDLS： IEEE P802.11z specification规范动作，有序的拆除终止连接。