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智能家庭,真智能? 装置互通性效能如何测是关键

  • 郑斐文台北

与LTE MIMO throughput test相同,WIFI throughput 测试也可使用实验室专用的环境模拟器。
与LTE MIMO throughput test相同,WIFI throughput 测试也可使用实验室专用的环境模拟器。

物联网商机火红,推波助澜带动众多周边产业,智能家庭(Smart Home)成为最竞争的市场。各大厂包括Apple、Google、Amazon积极抢建协定平台;Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、LoRa各组织也有相关技术如火如荼进行中,期能快速抢占物联网滩头堡,成为生态系霸主;然而,众多的传输技术、互联规格,也使得各项装置互通性、总体效能(Performance)成为很大问题。

物联网等认证再加上定制化效能测试 方能应付智能家庭应用

目前智能联网家庭的通讯技术各单项都有独立的认证,如Wi-Fi联盟的Wi-Fi certification、Bluetooth蓝牙协会有BQTF的认证、物联网相关认证如OFC。但现行物联网相关应用更为复杂。

宜特科技股份有限公司信号测试事业处协理余天华说明,以智能家庭为例,若房子不重新翻修工程,完整的智能家庭将以家庭必须品为主要控制中心与连结中枢(smart home hub),连结各独立的单项物品成为室内的网络系统,像是含有触控面板的冰箱,除了可以实时监控冰箱食物多寡,更可连结冷气、电灯、窗帘、防盗设备、烟雾传感器等。

复杂部分在于进一步的应用;像是烟雾传感器必须确保省电、长效且不容许断电;防盗设备更重视传输带宽得以显示高解析影像。因此,智能家庭绝非仅靠一种传输技术、认证而完成。

装置互通性、效能测试如何测是关键

在智能家庭物联网的测试,不外乎分为、强制性法规认证、安规认证、Logo认证(Wi-Fi、BQTF、OFC等)、可靠度测试、总体效能测试。

前四项都属于单项入门测试,并无法确保最后一项「总体效能测试」,在复杂的装置互联系统上的运行效能。原因来自于两点:第一,各项物联网通讯协议,所使用的频率几乎互相重叠,虽靠着不同解调技术,可正确接收信号 、但相互干扰情况仍存在;第二,智能家庭室内反射、穿透、各项装潢材料,对于无线信号的影响非常大。

那「装置互通性、总体效能测试」如何测试呢?

余天华进一步表示,市面上针对智能家庭测试手法,是以打造实际空间,包括客厅、卧室、厨房等,进行装置互通性验证,期望借此了解智能家庭使用情形。然而,从送来宜特实验室测试的产品来看,发现实际上,每个家庭的格局、装潢材料、摆设位置的排列组合起来,超过千万种,「打造实际空间的测试手法」恐怕难以落实到各项真实环境。

深入谈之,效能测试包括「TRP传输功率测试」、「TIS传输灵敏度测试」、「Interference 信号干扰测试」、「 Throughput 吞吐量测试」、「Roaming (handover over) 漫游测试」、「De-sense 接收感度恶化测试 」。

各单项组织对于这些项目都有独立的测试首发及定义;但后三项才可以验证出产品最终效能,然而测试的手法与环境必须正确模拟使用环境,并解决模拟时出现的问题,才能确保未来系统在真实应用时的品质。近代比较先进的环境模拟倾向使用依学理所定义出来的模拟器来进行测试,期待用更聪明的方式完成环境的建置。

利用模拟器 进行吞吐量测试、漫游测试、接收感度恶化测试

余天华针对Throughput吞吐量测试说明,吞吐量的品质在需要大量数据流的应用上有关键影响,像是影音产品,如果吞吐效能不足时,画面会断续,或声音产生不连续及音爆杂讯。如何制造出真实影响吞吐量的测试环境不是简单的事。

首先,必须了解信号强度(距离)、室内装潢材料对无线信号所产生的「反射折射」及「穿透」影响。新一代的先进做法,采学理根据与收集Field Try结果所制造出来的模拟器,模拟真实幻境。

CTIA的MIMO Throughput Test Plan V1.0.,所定义的Throughput 的测试手法,即是UMA/UMI的户外模拟器,目前由Anite 或Sprient提供相关摩尼设备。而针对Wi-Fi等室内物联网, IEEE 802.11也有针对室内环境进行定义,模拟器可将正确参数输入、用以模拟室内环境。

Roaming漫游测试与Throughput类似,以多组IEEE 802.11 的环境模拟器,再加上可程序的衰减器,如此便可以模拟物件在多组发射器中漫游的状况。

De-sense 接收感度恶化测试,意旨各种通信技术集中同一系统运作,所产生的相互干扰,藉由监看灵敏度(TIS) 或吞吐量(Throghput) 都可以察觉到效能恶化的程度。

余天华表示,宜特实验室近年来接触到非常多的智能家庭效能测试,模拟器测试手法,是目前距各协会公认具有科学依据与学术价值所制造出来的数值,不仅可无限延伸模拟千万种室内环境,更可减少测试时间,加快产品上市时间。


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