在物聯(lián)網(wǎng)時代，所有裝置幾乎都將透過無線技術連接上網(wǎng)。然而，無線環(huán)境宛如無形高速公路，頻道、帶寬相當有限，物聯(lián)產(chǎn)品的無線功能驗證方式，與過去已有非常大差異，本篇文章將從常見的無線連接問題談起，透過實境場域的熱區(qū)圖（Heat Map）聯(lián)機分析，為各位介紹物聯(lián)網(wǎng)時代的無線驗證趨勢。
未來物聯(lián)網(wǎng)、智能家庭產(chǎn)品將會越來越多，所使用的無線頻段越來越擁擠，消費者將會更不能接受無線質(zhì)量差的使用體驗。無線技術應用已逾二十年，大多數(shù)用戶早已熟悉Wi-Fi、Bluetooth?等等應用技術，但仍有一些常見的聯(lián)機問題，卻將是最直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與實際消費者體驗的關鍵：
?1.? 無線訊號不穩(wěn)定?
產(chǎn)品與產(chǎn)品、無線基地臺之間，距離的遠近、傳輸路徑上經(jīng)過的材質(zhì)，會影響無線網(wǎng)絡傳輸訊號的強弱，也就直接造成無線傳輸效能上的差異。舉一個家中常見的例子，當手機連接家中無線網(wǎng)絡的時候，坐在家中客廳還連得上，但把手機帶進臥室或其他房間，隔了道水泥墻，瞬間從滿格變成訊號微弱。
?2. 狀態(tài)顯示已聯(lián)機，但網(wǎng)絡超慢延遲高?
這也是很常見的無線聯(lián)機問題，明明就顯示已聯(lián)機、與AP訊號聯(lián)機滿格，但網(wǎng)絡速度就是慢、延遲高，有時甚至等同于無法操作。這類型問題常常發(fā)生在同頻段的同頻干擾，或是其他無線技術的訊號干擾。
?3. 「無線漫游」有聯(lián)機卻無作用?
當使用范圍比較廣的時候，往往會需要擴展無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍。然而，無線漫游（Wireless Roaming）在不同AP切換之間，仍然會有短暫斷線的時間差，而這時間差就會有無法重連、程序作用中斷的可能。像是掃地機器人在家中打掃，走到另一個空間，在A位置還能被操控，走到B雖然裝置顯示有聯(lián)機，卻什么指令都傳不出去，得再重新連接才能上網(wǎng)。
「無線網(wǎng)絡」與「IoT產(chǎn)品」、「使用場域」之間息息相關、密不可分；未來智能家庭的面貌，從攝影機，到插座、燈光、甚至是煙霧偵測器等等，所有的裝置，都得透過無線技術連上網(wǎng)絡。如果因為剛剛那些問題，而影響使用者體驗，嚴重者甚至可能造成生命財產(chǎn)損失，對消費者、產(chǎn)品及品牌，都會是傷害。
圖說：未來智能家庭應用眾多，網(wǎng)絡聯(lián)機是物聯(lián)串接的重要關鍵。
百佳泰在無線網(wǎng)絡領域深耕十多年，更是許多無線（Wi-Fi、Bluetooth?）及物聯(lián)網(wǎng)技術（LoRa、OCF）協(xié)會所指定的認證測試實驗室，早已從物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的應用面、技術面著手，運用「Heat Map場域分析」，設計出「從產(chǎn)品到場域」的完整驗證方案，來確保產(chǎn)品最佳的無線效能表現(xiàn)。
為何需要無線 Heat Map 場域分析？
現(xiàn)在無線產(chǎn)品的效能驗證，已與過去有非常大的差異。對IoT產(chǎn)品而言，一般的無線效能測試已不足夠，必須以實際情境為考慮，從使用者行為角度出發(fā)，模擬真實無線環(huán)境，才可避免發(fā)生「實驗室Pass、市場Fail」的尷尬處境。
「無線Heat Map場域分析」考慮到不同產(chǎn)品有著不同的聯(lián)機需求，結合了實境場域概念，具備了以下兩種有別于以往的驗證特點：
?1. 無線質(zhì)量可視化 確保訊號完整性及最佳效能?
無線訊號觸不著、摸不到，在不同場域中的質(zhì)量較難掌握，Heat Map 則補足了這部份的不足，能做出高效清楚的圖形化場域分析。
像是AP放置的位置、周邊環(huán)境、設備，甚至是家具的材質(zhì)，都會影響到產(chǎn)品效能。以往無線訊號的質(zhì)量，都是圖表「點」對「點」的方式呈現(xiàn)；百佳泰經(jīng)過長時間的驗證研究，以多年專業(yè)的測試經(jīng)驗，設計開發(fā)了一套由Heat Map做為工具，從「點」到「面」的分析方法。以更全貌的方式，完整呈現(xiàn)訊號強度 (RSSI)，可以具體掌握智能裝置的無線連接（如Wi-Fi、Bluetooth?、ZigBee等）效能與質(zhì)量。
以上圖的Heat Map場域?qū)崪y為例，在這Wi-Fi的場域環(huán)境中，紅色為訊號較強的區(qū)域，裝置會有較佳的效能表現(xiàn)，黃色則代表著訊號強度中等，綠色、藍色則為訊號強度尚可、或較差的覆蓋環(huán)境。我們實際量測后發(fā)現(xiàn)，不同的智能裝置在不同的訊號環(huán)境下，效能的確都有差異。透過實測分析，我們可藉此確保在整個場域中都能有一定的聯(lián)機質(zhì)量。而在Heat Map場域分析中，還會輔以三種指針作為聯(lián)機質(zhì)量參考：
- 延遲（Latency）
- 吞吐量（Throughput）
- 丟包率（Packet Loss）
這三種指針能夠協(xié)助分析出裝置無線聯(lián)機質(zhì)量，找出訊號不穩(wěn)定的問題點，進而改善聯(lián)機狀況。
?2. 環(huán)境因子模擬 發(fā)掘裝置關鍵問題?
使用環(huán)境千變?nèi)f化，無線訊號也會受到各種影響。IoT產(chǎn)品開發(fā)過程，要以各種環(huán)境條件來測試，以確保無線質(zhì)量可靠度。百佳泰控制各種會影響訊號的因子，仿真出訊號單純、復雜的環(huán)境，來協(xié)助找出影響裝置效能的關鍵問題。
以下圖為例，圖左是訊號單純的環(huán)境，右邊則是訊號復雜的環(huán)境，訊號源很多，很有可能也參雜著不同的無線技術。因此，同頻、鄰頻的無線射頻（如Wi-Fi、Zigbee、Thread皆使用2.4G網(wǎng)段），很有可能造成訊號干擾，造成裝置效能差異。此外，我們也能藉此判斷出環(huán)境死角、訊號強弱點，藉此改善裝置效能。
然而，要營造控制變因的測試環(huán)境，不論是技術或成本皆有一定門坎。百佳泰現(xiàn)已建構了實境場域，透過各種困難測試環(huán)境，控制訊號差異的變因，并輔以Heat Map，來協(xié)助廠商找出無線裝置的關鍵問題。
IT玩家實測 無線問題狀況多
為了驗證智能型裝置的無線效能，我們情商一位長期關注智能產(chǎn)品的IT玩家，其家中已有多種不同類型、品牌的智能裝置，包含了攝影機、語音助理、門鎖甚至是煙霧傳感器等等。在這IT玩家55坪的家里，已經(jīng)配置了兩臺無線AP供這些裝置聯(lián)機使用。我們以他的情況，以Heat Map實地分析；驗證后發(fā)現(xiàn)，部份的智能裝置的無線連接效能不如預期，甚至雙AP情況下，家中仍有3分之1區(qū)域是沒訊號或訊號不良。我們就舉當中的幾個例子，說明實測所遇到的狀況與發(fā)現(xiàn)的問題點。
圖說：IT玩家55坪的家中，即使已配置兩臺AP，仍有3分之1是收不到訊號或訊號不良。
?1. 智慧攝影機：距離近卻常瞬間斷線?
這位IT玩家將智慧攝影機裝在家門口，希望能遠程監(jiān)控家中狀況。剛開始使用時，功能聯(lián)機還算正?？捎茫贿^后來卻發(fā)現(xiàn)，雖然攝影機距離無線AP僅有5公尺，各項訊號指數(shù)（延遲、吞吐量、訊號強度）皆良好，但卻常常發(fā)生瞬斷，造成使用上極大困擾。
這是一個很典型的使用情境案例，當智能裝置聯(lián)機時，即使在互聯(lián)裝置間的直視性（Line Of Sight；LOS）范圍內(nèi)，仍然有可能會斷線。而這樣的結果，造成的原因除了可能是裝置間的互操作性問題，也有很大機率是室內(nèi)裝潢導致裝置可靠度不夠。
后來，我們將智能攝影機移動位置之后，功能運作就恢復正常。以此實測案例來看，原因是來自攝影機鄰近家中的風水裝潢，受到其金屬材質(zhì)干擾的影響。這種例子，在臺灣的消費者家中環(huán)境，絕非少見的單一個案。
圖說：攝影機距離AP僅有5公尺，但仍然會發(fā)生瞬間斷線的聯(lián)機問題。
?2. 智慧音箱：反應時快時慢，延遲導致效果差?
這位IT玩家擁有著許多不同廠牌的智能音箱、智能插座，并習慣將其擺放在家中桌上使用。他發(fā)現(xiàn)，環(huán)境條件相同、但將產(chǎn)品擺在不同材質(zhì)的桌面上時，在訊號傳輸上也產(chǎn)生了不同程度的延遲差異；有的產(chǎn)品完全不受影響，效能表現(xiàn)依舊極佳，但有的就出現(xiàn)了延遲（Delay）問題。
無線裝置遇上了延遲問題，消費者會立即對其印象分數(shù)大打折扣，這類問題在智慧音箱上更尤其明顯。
深究其原因，我們發(fā)現(xiàn)，這跟這位玩家家中的桌子材質(zhì)有關。他的桌子為金屬材質(zhì)，當移到木質(zhì)桌面上時，情況就有好轉；當產(chǎn)品放置在金屬表面材質(zhì)上，有可能會讓無線訊號時好時壞，而導致延遲問題。除此之外，其他電子產(chǎn)品也會造成影響（短距離訊號干擾），例如在家中，不少人都會把無線AP、數(shù)字機頂盒或其他網(wǎng)絡設備放在一起，但我們實測時也發(fā)現(xiàn)，這些裝置彼此間也會造成訊號干擾。
圖說：產(chǎn)品位置相同，但擺放在不同材質(zhì)表面上時，效能也會有明顯差異。
?3. 無線AP：特定區(qū)域收不到無線訊號?
在這次的場域?qū)崪y中，我們也遇到一個狀況：明明這位玩家家中無線訊號穩(wěn)定，裝置也運作正常，更沒有其他無線訊號的干擾，但一樣坐在餐桌上，有些位置就是訊號不穩(wěn)定或收不到訊號；但稍稍離開或走幾步路之后，卻又有了收訊。
這種訊號不穩(wěn)定、甚至無訊號的問題，倘若沒有透過Heat Map 找出收訊問題點，很難找到最根本的原因。通常無線訊號覆蓋率不足的原因，可能是受到家具、墻柱、鏡面，或是其他特殊物品、金屬材質(zhì)的干擾。以這次案例為例，后來發(fā)現(xiàn)導致裝置無法作用的關鍵，是來自家中室內(nèi)裝潢及按摩椅的干擾。
圖說：家中無線訊號不穩(wěn)定、甚至無訊號，很有可能是受到裝潢或是金屬材質(zhì)物品的干擾。
未來物聯(lián)網(wǎng)的智能生活，網(wǎng)絡聯(lián)機能力重要性如同電力一般，缺一都不可。這位IT玩家的使用情境，可能你我家中都是如此。當所有家電產(chǎn)品智能化，連電飯鍋、冰箱、洗衣機都可連網(wǎng)之際，無線訊號問題若未被重視，反而會成為智能產(chǎn)品的隱憂。
RF效能測試 可協(xié)助除錯改善無線效能
物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)過程中，除了發(fā)現(xiàn)問題，如何改善也很重要。當透過「Heat Map 場域分析」發(fā)現(xiàn)聯(lián)機問題后，我們可再由「RF效能測試」來協(xié)助找出根本原因。RF效能測試能夠驗證無線組件的效能，從天線、模塊到最終產(chǎn)品逐步測試，各有不同的驗證項目，三項環(huán)節(jié)缺一不可。
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另外，各種裝置本身中的電子組件，也會產(chǎn)生電磁干擾，從CPU、無線芯片組，到甚至USB、HDMI接口或屏幕，都有可能干擾效能。不同的使用情境也會也可能影響無線傳輸速度，甚至造成訊號中斷。例如Wi-Fi聯(lián)機時，USB裝置進行數(shù)據(jù)存取，可能會導致Wi-Fi傳輸速率下降，甚至無法正常聯(lián)機。
除了裝置本身的干擾源之外，其他無線技術更是一大隱憂。2.4G頻帶的使用技術非常多，Wi-Fi、Bluetooth?、Zigbee甚至是無線電話，皆使用2.4GHz頻率。使用手機時，就很有可能因為Wi-Fi、Bluetooth?同時開啟而受到干擾。
智能裝置需整合性驗證 才能打造最佳使用體驗
物聯(lián)網(wǎng)裝置功能復雜，以往純效能導向驗證，已不足以應付智能裝置所需要的應用類型測試。目前百佳泰已備有各種的RF測試環(huán)境，包括843 Chamber、333 Shielding Room、Shielding Box等等，能提供完善的RF訊號測試量測與分析；而為了仿真真實的智能裝置用戶場景，百佳泰以其多年專業(yè)經(jīng)驗，投入IoT測試研究，設計了最常見的五大應用情境，也已于2017年底正式啟用IoT實驗場域，透過裝置互連驗證，協(xié)助廠商發(fā)掘智能產(chǎn)品可能遭遇的技術問題。
未來智能裝置測試趨勢，將會朝著整合式驗證邁進。百佳泰還會持續(xù)推出更多測試驗證服務，對癥下藥，提供最符合您需求的產(chǎn)品解決方案。