未來物聯(lián)網、智能家庭產品將會越來越多,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品質量與實際消費者體驗的關鍵:
?1.? 無線訊號不穩(wěn)定?
產品與產品、無線基地臺之間,距離的遠近、傳輸路徑上經過的材質,會影響無線網絡傳輸訊號的強弱,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。
「無線網絡」與「IoT產品」、「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損失,對消費者、產品及品牌,都會是傷害。
圖說:未來智能家庭應用眾多,網絡聯(lián)機是物聯(lián)串接的重要關鍵。
百佳泰在無線網絡領域深耕十多年,更是許多無線(Wi-Fi、Bluetooth?)及物聯(lián)網技術(LoRa、OCF)協(xié)會所指定的認證測試實驗室,早已從物聯(lián)網產品的應用面、技術面著手,運用「Heat Map場域分析」,設計出「從產品到場域」的完整驗證方案,來確保產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)在無線產品的效能驗證,已與過去有非常大的差異。對IoT產品而言,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,都會影響到產品效能。以往無線訊號的質量,都是圖表「點」對「點」的方式呈現(xiàn);百佳泰經過長時間的驗證研究,以多年專業(yè)的測試經驗,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)效能與質量。
以上圖的Heat Map場域實測為例,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)機質量。而在Heat Map場域分析中,還會輔以三種指針作為聯(lián)機質量參考:
這三種指針能夠協(xié)助分析出裝置無線聯(lián)機質量,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)境千變萬化,無線訊號也會受到各種影響。IoT產品開發(fā)過程,要以各種環(huán)境條件來測試,以確保無線質量可靠度。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,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、但將產品擺在不同材質的桌面上時,在訊號傳輸上也產生了不同程度的延遲差異;有的產品完全不受影響,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有關。他的桌子為金屬材質,當移到木質桌面上時,情況就有好轉;當產品放置在金屬表面材質上,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:產品位置相同,但擺放在不同材質表面上時,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?
在這次的場域實測中,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物品的干擾。
未來物聯(lián)網的智能生活,網絡聯(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。當所有家電產品智能化,連電飯鍋、冰箱、洗衣機都可連網之際,無線訊號問題若未被重視,反而會成為智能產品的隱憂。
RF效能測試 可協(xié)助除錯改善無線效能
物聯(lián)網產品開發(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、模塊到最終產品逐步測試,各有不同的驗證項目,三項環(huán)節(jié)缺一不可。
另外,各種裝置本身中的電子組件,也會產生電磁干擾,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品解決方案。
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