無(wú)線Heat Map場(chǎng)域是怎樣一情況

在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，所有裝置幾乎都將透過(guò)無(wú)線技術(shù)連接上網(wǎng)。然而，無(wú)線環(huán)境宛如無(wú)形高速公路，頻道、帶寬相當(dāng)有限，物聯(lián)產(chǎn)品的無(wú)線功能驗(yàn)證方式，與過(guò)去已有非常大差異，本篇文章將從常見的無(wú)線連接問(wèn)題談起，透過(guò)實(shí)境場(chǎng)域的熱區(qū)圖（Heat Map）聯(lián)機(jī)分析，為各位介紹物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的無(wú)線驗(yàn)證趨勢(shì)。

未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)、智能家庭產(chǎn)品將會(huì)越來(lái)越多，所使用的無(wú)線頻段越來(lái)越擁擠，消費(fèi)者將會(huì)更不能接受無(wú)線質(zhì)量差的使用體驗(yàn)。無(wú)線技術(shù)應(yīng)用已逾二十年，大多數(shù)用戶早已熟悉Wi-Fi、Bluetooth等等應(yīng)用技術(shù)，但仍有一些常見的聯(lián)機(jī)問(wèn)題，卻將是最直接影響產(chǎn)品質(zhì)量與實(shí)際消費(fèi)者體驗(yàn)的關(guān)鍵：

1. 無(wú)線訊號(hào)不穩(wěn)定

產(chǎn)品與產(chǎn)品、無(wú)線基地臺(tái)之間，距離的遠(yuǎn)近、傳輸？徑上經(jīng)過(guò)的材質(zhì)，會(huì)影響無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸訊號(hào)的強(qiáng)弱，也就直接造成無(wú)線傳輸效能上的差異。舉一個(gè)家中常見的例子，當(dāng)手機(jī)連接家中無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，坐在家中客廳還連得上，但把手機(jī)帶進(jìn)臥室或其他房間，隔了道水泥墻，瞬間從滿格變成訊號(hào)微弱。

2. 狀態(tài)顯示已聯(lián)機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)超慢延遲高

這也是很常見的無(wú)線聯(lián)機(jī)問(wèn)題，明明就顯示已聯(lián)機(jī)、與AP訊號(hào)聯(lián)機(jī)滿格，但網(wǎng)絡(luò)速度就是慢、延遲高，有時(shí)甚至等同于無(wú)法操作。這類型問(wèn)題常常發(fā)生在同頻段的同頻干擾，或是其他無(wú)線技術(shù)的訊號(hào)干擾。

3. 「無(wú)線漫游」有聯(lián)機(jī)卻無(wú)作用

當(dāng)使用范圍比較廣的時(shí)候，往往會(huì)需要擴(kuò)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。然而，無(wú)線漫游（Wireless Roaming）在不同AP切換之間，仍然會(huì)有短暫斷線的時(shí)間差，而這時(shí)間差就會(huì)有無(wú)法重連、程序作用中斷的可能。像是掃地機(jī)器人在家中打掃，走到另一個(gè)空間，在A位置還能被操控，走到B雖然裝置顯示有聯(lián)機(jī)，卻什么指令都傳不出去，得再重新連接才能上網(wǎng)。

「無(wú)線網(wǎng)絡(luò)」與「IoT產(chǎn)品」、「使用場(chǎng)域」之間息息相關(guān)、密不可分；未來(lái)智能家庭的面貌，從攝影機(jī)，到插座、燈光、甚至是煙霧偵測(cè)器等等，所有的裝置，都得透過(guò)無(wú)線技術(shù)連上網(wǎng)絡(luò)。如果因?yàn)閯倓偰切﹩?wèn)題，而影響使用者體驗(yàn)，嚴(yán)重者甚至可能造成生命財(cái)產(chǎn)損失，對(duì)消費(fèi)者、產(chǎn)品及品牌，都會(huì)是傷害。

圖說(shuō)：未來(lái)智能家庭應(yīng)用眾多，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)是物聯(lián)串接的重要關(guān)鍵

百佳泰在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域深耕十多年，更是許多無(wú)線（Wi-Fi、Bluetooth）及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（LoRa、OCF）協(xié)會(huì)所指定的認(rèn)證測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，早已從物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的應(yīng)用面、技術(shù)面著手，運(yùn)用「Heat Map場(chǎng)域分析」，設(shè)計(jì)出「從產(chǎn)品到場(chǎng)域」的完整驗(yàn)證方案，來(lái)確保產(chǎn)品最佳的無(wú)線效能表現(xiàn)。

為何需要無(wú)線 Heat Map 場(chǎng)域分析？

現(xiàn)在無(wú)線產(chǎn)品的效能驗(yàn)證，已與過(guò)去有非常大的差異。對(duì)IoT產(chǎn)品而言，一般的無(wú)線效能測(cè)試已不足夠，必須以實(shí)際情境為考慮，從使用者行為角度出發(fā)，模擬真實(shí)無(wú)線環(huán)境，才可避免發(fā)生「實(shí)驗(yàn)室Pass、市場(chǎng)Fail」的尷尬處境。

「無(wú)線Heat Map場(chǎng)域分析」考慮到不同產(chǎn)品有著不同的聯(lián)機(jī)需求，結(jié)合了實(shí)境場(chǎng)域概念，具備了以下兩種有別于以往的驗(yàn)證特點(diǎn)：

1. 無(wú)線質(zhì)量可視化　確保訊號(hào)完整性及最佳效能

無(wú)線訊號(hào)觸不著、摸不到，在不同場(chǎng)域中的質(zhì)量較難掌握，Heat Map 則補(bǔ)足了這部份的不足，能做出高效清楚的圖形化場(chǎng)域分析。

像是AP放置的位置、周邊環(huán)境、設(shè)備，甚至是家具的材質(zhì)，都會(huì)影響到產(chǎn)品效能。以往無(wú)線訊號(hào)的質(zhì)量，都是圖表「點(diǎn)」對(duì)「點(diǎn)」的方式呈現(xiàn)；百佳泰經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的驗(yàn)證研究，以多年專業(yè)的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套由Heat Map做為工具，從「點(diǎn)」到「面」的分析方法。以更全貌的方式，完整呈現(xiàn)訊號(hào)強(qiáng)度 （RSSI），可以具體掌握智能裝置的無(wú)線連接（如Wi-Fi、Bluetooth、ZigBee等等）效能與質(zhì)量。

以上圖的Heat Map場(chǎng)域?qū)崪y(cè)為例，在這Wi-Fi的場(chǎng)域環(huán)境中，紅色為訊號(hào)較強(qiáng)的區(qū)域，裝置會(huì)有較佳的效能表現(xiàn)，黃色則代表著訊號(hào)強(qiáng)度中等，綠色、藍(lán)色則為訊號(hào)強(qiáng)度尚可、或較差的覆蓋環(huán)境。我們實(shí)際量測(cè)后發(fā)現(xiàn)，不同的智能裝置在不同的訊號(hào)環(huán)境下，效能的確都有差異。透過(guò)實(shí)測(cè)分析，我們可藉此確保在整個(gè)場(chǎng)域中都能有一定的聯(lián)機(jī)質(zhì)量。而在Heat Map場(chǎng)域分析中，還會(huì)輔以三種指針作為聯(lián)機(jī)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(wú)線聯(lián)機(jī)質(zhì)量，找出訊號(hào)不穩(wěn)定的問(wèn)題點(diǎn)，進(jìn)而改善聯(lián)機(jī)狀況。

2. 環(huán)境因子仿真　發(fā)掘裝置關(guān)鍵問(wèn)題

使用環(huán)境千變?nèi)f化，無(wú)線訊號(hào)也會(huì)受到各種影響。IoT產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程，要以各種環(huán)境條件來(lái)測(cè)試，以確保無(wú)線質(zhì)量可靠度。百佳泰控制各種會(huì)影響訊號(hào)的因子，仿真出訊號(hào)單純、復(fù)雜的環(huán)境，來(lái)協(xié)助找出影響裝置效能的關(guān)鍵問(wèn)題。

以下圖為例，圖左是訊號(hào)單純的環(huán)境，右邊則是訊號(hào)復(fù)雜的環(huán)境，訊號(hào)源很多，很有可能也參雜著不同的無(wú)線技術(shù)。因此，同頻、鄰頻的無(wú)線射頻（如Wi-Fi， Zigbee， Thread皆使用2.4G網(wǎng)段），很有可能造成訊號(hào)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(hào)強(qiáng)弱點(diǎn)，藉此改善裝置效能。

然而，要營(yíng)造控制變因的測(cè)試環(huán)境，不論是技術(shù)或成本皆有一定門坎。百佳泰現(xiàn)已建構(gòu)了實(shí)境場(chǎng)域，透過(guò)各種困難測(cè)試環(huán)境，控制訊號(hào)差異的變因，并輔以Heat Map，來(lái)協(xié)助廠商找出無(wú)線裝置的關(guān)鍵問(wèn)題。

IT玩家實(shí)測(cè)　無(wú)線問(wèn)題狀況多

為了驗(yàn)證智能型裝置的無(wú)線效能，我們情商一位長(zhǎng)期關(guān)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(jī)、語(yǔ)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(tái)無(wú)線AP供這些裝置聯(lián)機(jī)使用。我們以他的情況，以Heat Map實(shí)地分析；驗(yàn)證后發(fā)現(xiàn)，部份的智能裝置的無(wú)線連接效能不如預(yù)期，甚至雙AP情況下，家中仍有3分之1區(qū)域是沒(méi)訊號(hào)或訊號(hào)不良。我們就舉當(dāng)中的幾個(gè)例子，說(shuō)明實(shí)測(cè)所遇到的狀況與發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題點(diǎn)。

圖說(shuō)：IT玩家55坪的家中，即使已配置兩臺(tái)AP，仍有3分之1是收不到訊號(hào)或訊號(hào)不良

1. 智慧攝影機(jī)：距離近卻常瞬間斷線

這位IT玩家將智慧攝影機(jī)裝在家門口，希望能遠(yuǎn)程監(jiān)控家中狀況。剛開始使用時(shí)，功能聯(lián)機(jī)還算正?？捎茫贿^(guò)后來(lái)卻發(fā)現(xiàn)，雖然攝影機(jī)距離無(wú)線AP僅有5公尺，各項(xiàng)訊號(hào)指數(shù)（延遲、吞吐量、訊號(hào)強(qiáng)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(gè)很典型的使用情境案例，當(dāng)智能裝置聯(lián)機(jī)時(shí)，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(huì)斷線。而這樣的結(jié)果，造成的原因除了可能是裝置間的互操作性問(wèn)題，也有很大機(jī)率是室內(nèi)裝潢導(dǎo)致裝置可靠度不夠。

后來(lái)，我們將智能攝影機(jī)移動(dòng)位置之后，功能運(yùn)作就恢復(fù)正常。以此實(shí)測(cè)案例來(lái)看，原因是來(lái)自攝影機(jī)鄰近家中的風(fēng)水裝潢，受到其金屬材質(zhì)干擾的影響。這種例子，在臺(tái)灣的消費(fèi)者家中環(huán)境，絕非少見的單一個(gè)案。

圖說(shuō)：攝影機(jī)距離AP僅有5公尺，但仍然會(huì)發(fā)生瞬間斷線的聯(lián)機(jī)問(wèn)題。

2. 智慧音箱：反應(yīng)時(shí)快時(shí)慢，延遲導(dǎo)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(xí)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(shí)，在訊號(hào)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(wèn)題。

無(wú)線裝置遇上了延遲問(wèn)題，消費(fèi)者會(huì)立即對(duì)其印象分?jǐn)?shù)大打折扣，這類問(wèn)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(guān)。他的桌子為金屬材質(zhì)，當(dāng)移到木質(zhì)桌面上時(shí)，情況就有好轉(zhuǎn)；當(dāng)產(chǎn)品放置在金屬表面材質(zhì)上，有可能會(huì)讓無(wú)線訊號(hào)時(shí)好時(shí)壞，而導(dǎo)致延遲問(wèn)題。除此之外，其他電子產(chǎn)品也會(huì)造成影響（短距離訊號(hào)干擾），例如在家中，不少人都會(huì)把無(wú)線AP、數(shù)字機(jī)頂盒或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備放在一起，但我們實(shí)測(cè)時(shí)也發(fā)現(xiàn)，這些裝置彼此間也會(huì)造成訊號(hào)干擾。

圖說(shuō)：產(chǎn)品位置相同，但擺放在不同材質(zhì)表面上時(shí)，效能也會(huì)有明顯差異

3. 無(wú)線AP：特定區(qū)域收不到無(wú)線訊號(hào)

在這次的場(chǎng)域?qū)崪y(cè)中，我們也遇到一個(gè)狀況：明明這位玩家家中無(wú)線訊號(hào)穩(wěn)定，裝置也運(yùn)作正常，更沒(méi)有其他無(wú)線訊號(hào)的干擾，但一樣坐在餐桌上，有些位置就是訊號(hào)不穩(wěn)定或收不到訊號(hào)；但稍稍離開或走幾步路之后，卻又有了收訊。

這種訊號(hào)不穩(wěn)定、甚至無(wú)訊號(hào)的問(wèn)題，倘若沒(méi)有透過(guò)Heat Map 找出收訊問(wèn)題點(diǎn)，很難找到最根本的原因。通常無(wú)線訊號(hào)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(lái)發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致裝置無(wú)法作用的關(guān)鍵，是來(lái)自家中室內(nèi)裝潢及按摩椅的干擾。

圖說(shuō)：家中無(wú)線訊號(hào)不穩(wěn)定、甚至無(wú)訊號(hào)，很有可能是受到裝潢或是金屬材質(zhì)物品的干擾。

未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的智能生活，網(wǎng)絡(luò)聯(lián)機(jī)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(dāng)所有家電產(chǎn)品智能化，連電飯鍋、冰箱、洗衣機(jī)都可連網(wǎng)之際，無(wú)線訊號(hào)問(wèn)題若未被重視，反而會(huì)成為智能產(chǎn)品的隱憂。

RF效能測(cè)試　可協(xié)助除錯(cuò)改善無(wú)線效能

物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，除了發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，如何改善也很重要。當(dāng)透過(guò)「Heat Map 場(chǎng)域分析」發(fā)現(xiàn)聯(lián)機(jī)問(wèn)題后，我們可再由「RF效能測(cè)試」來(lái)協(xié)助找出根本原因。RF效能測(cè)試能夠驗(yàn)證無(wú)線組件的效能，從天線、模塊到最終產(chǎn)品逐步測(cè)試，各有不同的驗(yàn)證項(xiàng)目，三項(xiàng)環(huán)節(jié)缺一不可。

另外，各種裝置本身中的電子組件，也會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，從CPU、無(wú)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(huì)也可能影響無(wú)線傳輸速度，甚至造成訊號(hào)中斷。例如Wi-Fi聯(lián)機(jī)時(shí)，USB裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，可能會(huì)導(dǎo)致Wi-Fi傳輸速率下降，甚至無(wú)法正常聯(lián)機(jī)。

除了裝置本身的干擾源之外，其他無(wú)線技術(shù)更是一大隱憂。2.4G頻帶的使用技術(shù)非常多，Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee甚至是無(wú)線電話，皆使用2.4GHz頻率。使用手機(jī)時(shí)，就很有可能因?yàn)閃i-Fi、Bluetooth同時(shí)開啟而受到干擾。

智能裝置需整合性驗(yàn)證 才能打造最佳使用體驗(yàn)

物聯(lián)網(wǎng)裝置功能復(fù)雜，以往純效能導(dǎo)向驗(yàn)證，已不足以應(yīng)付智能裝置所需要的應(yīng)用類型測(cè)試。目前百佳泰已備有各種的RF測(cè)試環(huán)境，包括843 Chamber、333 Shielding Room、Shielding Box等等，能提供完善的RF訊號(hào)測(cè)試量測(cè)與分析；而為了仿真真實(shí)的智能裝置用戶場(chǎng)景，百佳泰以其多年專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，投入IoT測(cè)試研究，設(shè)計(jì)了最常見的五大應(yīng)用情境，也已于2017年底正式啟用IoT實(shí)驗(yàn)場(chǎng)域，透過(guò)裝置互連驗(yàn)證，協(xié)助廠商發(fā)掘智能產(chǎn)品可能遭遇的技術(shù)問(wèn)題。

未來(lái)智能裝置測(cè)試趨勢(shì)，將會(huì)朝著整合式驗(yàn)證邁進(jìn)。百佳泰還會(huì)持續(xù)推出更多測(cè)試驗(yàn)證服務(wù)，對(duì)癥下藥，提供最符合您需求的產(chǎn)品解決方案。

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