先前無線藍牙?耳機的共存測試(TWS 真無線藍牙耳機干擾與不同步之研究)目的在于關(guān)注于耳機實體按鍵控制的延遲問題，以及聆聽音樂時因無線干擾而產(chǎn)生的異常音狀況。為了要重現(xiàn)干擾情境中藍牙耳機的狀況，在電波隔離室中以實際的無線產(chǎn)品當(dāng)作干擾源，來影響藍牙耳機訊號的傳輸。在此情境下所觀察到的音頻狀況以音頻分析儀解析，判斷SER (Sound Error Rate)是否在5%以下。
? 其他細部的解說請見原稿出處：https：//www.allion.com.tw/tws-bluetooth-earbuds-testing/

在概述完先前藍牙?耳機共存測試的架設(shè)目的及手法后，我們將說明先前測試架設(shè)中所會遇到限制或需要調(diào)整的問題，請見下圖一為測試架設(shè)簡圖：

(圖一) 無線藍牙?耳機的無線共存測試架設(shè)圖

環(huán)境架設(shè)相關(guān)問題及限制：

• 此架設(shè)只能執(zhí)行藍牙?耳機的BT Mode測試 (直接與PC配對)，無法執(zhí)行耳機Dongle Mode的測試(經(jīng)由Dongle配對)
• 此架設(shè)只能驗證耳機，無法驗證麥克風(fēng)的效能
• 藍牙?耳機的收音工具并非專業(yè)的聲學(xué)量測設(shè)備，可能造成測試無法一致。
• 干擾源為實際的WiFi無線產(chǎn)品時，WiFi干擾源間較容易互相干擾，造成WiFi干擾源訊號不穩(wěn)定的情形，而可能致使測試無法一致。
• 以SER(Sound Error Rate)的結(jié)果來判斷藍牙耳機的表現(xiàn)，SER越大表示藍牙耳機的表現(xiàn)越差，是負相關(guān)的判讀方式，因此沒有那么直觀且好理解。

那在了解先前藍牙?耳機共存測試中的相關(guān)問題后，接下來透過下列事項說明百佳泰在無線藍牙耳機共存測試手法中的精進與改變:

• 環(huán)境架設(shè)說明
• 無線耳機功能測試項目
• SCR vs SER 理解度差異
• 實際測試結(jié)果

環(huán)境架設(shè)說明：

為了模擬藍牙?耳機在不同干擾場域的使用情形，執(zhí)行測試時會將藍牙耳機放在電波隔離室內(nèi)，以隔絕外在訊號干擾，再藉由調(diào)整干擾源來達成模擬不同場域的測試情境。
新的架設(shè)簡圖，以下再分做幾項重點來說明與之前架設(shè)的不同處 (下圖二) :

(圖二) 新無線藍牙?耳機的無線共存測試架設(shè)圖

• 無線信號架設(shè)連接模式
  以計算機與藍牙?耳機聯(lián)機進行測試，聯(lián)機方式可由計算機的藍牙功能直接聯(lián)機(BT Mode)或是透過Dongle聯(lián)機(Dongle Mode)。
• 音頻分析架設(shè) (Audio Analyzer & HATs)
  在測試過程中為了要分析藍牙?耳機在干擾情況下的音訊表現(xiàn)，我們把藍牙耳機待測物掛上聲學(xué)人偶HATs (Head and Torso Simulator) (如圖三)，以聲學(xué)人偶上的仿人耳與仿人嘴模型，來仿真真人的相關(guān)聲學(xué)效應(yīng)，再搭配上音頻分析儀( Audio Analyzer)連接于后端分析音頻。
  
  (圖三) 聲學(xué)人偶 (HATs)
• 2.4GHz干擾天線
  由架設(shè)簡圖可知與訊號產(chǎn)生器連接的干擾天線架設(shè)共有4支，且4支天線擺放于HATs周圍的4個方向。干擾天線擺放以HATs為中心位置，HATs的正面、背面、左邊、右邊，四個方向各有一只干擾天線。當(dāng)4支天線一起發(fā)射干擾訊號時，我們可以仿真藍牙?耳機四周都有干擾源的情境?；蚴菃为毷褂靡恢桓蓴_天線發(fā)射干擾訊號，則可以仿真不同單方向的干擾情境，而可以得知藍牙耳機在哪個角度下較容易受到干擾訊號的影響。
  
  (圖四)干擾源方向的架設(shè)示意圖
• 2.4GHz干擾源
  WiFi干擾源改由訊號產(chǎn)生器(Signal Generator)來產(chǎn)生，以方便控制不同的干擾變因，而讓干擾模擬情境接近實際場域情形，干擾環(huán)境的變因如下： 干擾訊號的強弱、頻道使用率(Utilization %)、使用的無線技術(shù)(DSSS、OFDM…)、使用帶寬、干擾來源數(shù)量。另外，藍牙?之跳頻干擾部分，因其跳頻機制較為復(fù)雜，所以為了要更貼近實際藍牙的跳頻行為，所以藍牙干擾都以實際藍牙裝置來產(chǎn)生。以上藉由調(diào)整不同干擾變因而能有不同程度的干擾情境設(shè)計，以鑒別出藍牙耳機抗干擾能力之優(yōu)劣。

無線耳機功能測試項目：
無線耳機的共存測試目的是以使用者體驗的感受為判斷依據(jù)，在使用場域中可能的聯(lián)機模式有兩種，BT Mode及Dongle Mode。 而這兩種聯(lián)機方式下的無線耳機在受到干擾時，耳機的麥克風(fēng)功能(Mic)以及聆聽功能(Speaker)皆可能有影響。因此對上述問題，相對應(yīng)的檢測項目為:

• 無線耳機聯(lián)機模式
  使用具藍牙?聯(lián)機功能的計算機直接與藍牙耳機聯(lián)機，就可執(zhí)行BT Mode的相關(guān)測試。而若把Dongle插上計算機的USB Port再與耳機聯(lián)機，則可執(zhí)行Dongle Mode的相關(guān)測試。
• 無線耳機播放測試
  透過無線耳機撥放單音頻檔案，再由聲學(xué)人偶收音之后，經(jīng)后端的音頻分析儀分析當(dāng)中的異常音狀況次數(shù)，如此評估出耳機的聆聽功能(Speaker)所受干擾影響的程度。
  
• 無線耳機麥克風(fēng)測試
  透過聲學(xué)人偶的人工嘴撥放出單音頻音源，再由耳機之麥克風(fēng)錄音至聯(lián)機計算機端，錄音文件由音頻分析儀分析當(dāng)中的異常音狀況，來評估耳機的麥克風(fēng)(Mic)所受干擾影響之程度。
  

SCR vs SER 理解度差異：
在無線耳機共存實驗中，皆以單音頻為測試音檔，當(dāng)耳機受干擾時，音頻表現(xiàn)上就會有一些異常狀態(tài)，而在統(tǒng)計這些異常狀態(tài)后而得到SER (Sound Error Rate)，其判讀上與藍牙?抗干擾能力為負相關(guān)，但我們希望以更直觀的指標來觀察無線耳機抗干擾能力的優(yōu)劣，而將音頻錯誤率(Sound Error Rate)結(jié)果轉(zhuǎn)換成音頻正確率 (Sound Correct Rate)，也就是以100%減去SER的結(jié)果，而得到SCR的結(jié)果，而SCR的數(shù)值判讀就會是與無線抗干擾能力為正相關(guān)，讓判讀上較容易理解。另外，無線耳機的使用者對于SER容忍范圍約落在5%內(nèi)，而相對于SCR數(shù)值來說就會是95%以上，為可接受的范圍，詳細聽感對比結(jié)果請見下表一。

(表一) 使用者對于音頻正確率的實際感受

實際測試結(jié)果：
本次測試包含三款無線耳機，每款耳機皆有兩種聯(lián)機模式： Bluetooth Mode、Dongle Mode，以這兩種不同的聯(lián)機方式之下去觀察耳機的聆聽功能(Speaker)及麥克風(fēng)功能(Mic)所受干擾環(huán)境的影響。以下的圖五是Bluetooth Mode的結(jié)果，三只測試耳機的Speaker部分，SCR都有95%以上，都屬于使用者能接受的表現(xiàn)范圍。然而Mic的部分(請見圖五)，J牌在左邊的干擾角度之下及全方向的干擾時SCR都低于95%，而其他兩只耳機則仍保持SCR：95%以上的水平。可見Bluetooth Mode麥克風(fēng)功能受干擾的影響大于聆聽功能，而在麥克風(fēng)測試中J牌的表現(xiàn)是最差。

(圖五) BT Mode Speaker/Mic Test

以下圖六是Dongle Mode的結(jié)果，Speaker功能的部分，三只耳機的差異不大，且SCR數(shù)值都大于95%以上。而Mic的結(jié)果看來，只有P牌的結(jié)果最差，且不論是在什么樣的干擾角度情形，可見此耳機在Dongle Mode之下的麥克風(fēng)功能，較其他兩只耳機更容易受干擾影響。

(圖六) Dongle Mode Speaker/Mic Test

由以上Bluetooth Mode及Dongle Mode的結(jié)果來觀察，Speaker功能不論是以哪種聯(lián)機模式進行測試，大部分耳機的SCR都能維持在95%以上 ; 然而Mic功能的SCR結(jié)果不論以哪種聯(lián)機模式進行測試，不同廠牌耳機彼此差異比較大。在說明造成此差異的原因之前，需要先說明一下，Mic和Speaker測試時發(fā)射端與接收端的角色關(guān)系 : 在Speaker的使用行為，耳機主要是作接收，計算機是發(fā)射端；而Mic的使用行為，耳機則是作傳輸，計算機是接收端。而通常計算機整體的無線發(fā)射效能會比耳機高，因此這可能就造成Mic測試下，因耳機的無線發(fā)射效能較低的關(guān)系，讓Mic功能容易受干擾影響而有不同的SCR結(jié)果。

在互聯(lián)技術(shù)不斷演進以及互連裝置數(shù)量不斷激增的世界，無線共存的問題會越趨于復(fù)雜且頻繁出現(xiàn)，百佳泰重視無線共存的問題，并會持續(xù)提升無線共存測試的能力，以提供點線面的全方位測試服務(wù)及一致性的測試過程和環(huán)境，協(xié)助您強化產(chǎn)品對于無線共存訊號的耐受性，讓產(chǎn)品用戶能有可靠的用戶體驗，并提升產(chǎn)品的市場競爭力。