近(jin)年(nian)來(lai)，隨(sui)著(zhe)中(zhong)國(guo)手(shou)機(ji)品(pin)牌(pai)在(zai)中(zhong)國(guo)市(shi)場(chang)與(yu)國(guo)際(ji)市(shi)場(chang)強(qiang)勢(shi)崛(jue)起(qi)，智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)領(ling)域(yu)的(de)競(jing)爭(zheng)進(jin)入(ru)了(le)白(bai)熱(re)化(hua)。但(dan)由(you)於(yu)芯(xin)片(pian)和(he)硬(ying)件(jian)技(ji)術(shu)的(de)成(cheng)熟(shu)，手(shou)機(ji)功(gong)能(neng)越(yue)來(lai)越(yue)趨(qu)同(tong)，性(xing)能(neng)參(can)數(shu)也(ye)越(yue)來(lai)越(yue)相(xiang)似(si)
，手(shou)機(ji)品(pin)牌(pai)間(jian)的(de)差(cha)異(yi)化(hua)越(yue)來(lai)越(yue)難(nan)。同(tong)時(shi)，新(xin)特(te)性(xing)和(he)跑(pao)分(fen)參(can)數(shu)容(rong)易(yi)給(gei)消(xiao)費(fei)者(zhe)造(zao)成(cheng)審(shen)美(mei)疲(pi)勞(lao)。因(yin)此(ci)
，消(xiao)費(fei)者(zhe)越(yue)來(lai)越(yue)看(kan)重(zhong)手(shou)機(ji)的(de)用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)、穩定度和耐久性。因此，能否持續提供最佳的用戶體驗和可靠的質量，成為手機品牌未來能否成功的關鍵。

 

今天的智能手機不再是簡單的通信工具，而是一個讓人們能夠隨時隨地連網、工作和娛樂的個人運算平台——而er因yin特te網wang連lian接jie，是shi工gong作zuo和he娛yu樂le的de基ji礎chu。目mu前qian有you兩liang大da技ji術shu可ke在zai手shou機ji上shang提ti供gong網wang絡luo連lian接jie，一yi是shi伴ban隨sui著zhe手shou機ji誕dan生sheng的de蜂feng窩wo移yi動dong網wang絡luo，二er是shi稍shao晚wan出chu現xian但dan飛fei速su發fa展zhan的deIEEE 802.11無線局域網絡(WLAN)——更多是以Wi-Fi這個名稱被使用。802.11技術工作在免授權(unlicensed)頻段，具有成本低、速率高、部署簡單以及覆蓋廣的特點。在家庭、商場、酒店
、企業內部與公共設施等場合都是用戶接取至因特網的首選方式。根據統計

，在手機上
，用戶使用Wi-Fi的數據流量遠大於使用蜂窩通信技術產生的數據流量。

移動網絡和Wi-Fi流量占有率比較。固定式/Wi-Fi流量自2018年起超越固定式/有線(wired)網絡流量（來源：Cisco）

 

由於Wi-Fi組件承載了智能手機用戶最多的數據流量和使用時間，Wi-Fi組件的性能與質量很大程度地影響著用戶的使用體驗。然而，由於一些手機品牌對於Wi-Fi組件質量不夠重視，導致手機的用戶體驗和品牌認可度持續降低。其中，Wi-Fi信號弱、上網速度慢、延遲高等幾大問題受到了較多的用戶投訴，對於這些手機品牌的形象帶來了負麵影響。因此，如何提高手機Wi-Fi的質量
，成為各家廠商亟待重視的問題。本文嚐試從技術角度
，深入探討影響手機Wi-Fi質量的原因及其因應方法，並揭示完整的Wi-Fi測試對於智能手機的重要性。

 

 

用戶透過查看手機屏幕上方的Wi-Fi圖標
，可以直接了解到當前Wi-Fi信號的強弱。有時候兩個不同品牌的手機明明在相同的位置

，顯示的信號格數卻不同，於是用戶就會抱怨信號格數少的手機Wi-Fi信號差。這與手機Wi-Fi接收機的性能有關。Wi-Fi組件在與路由器連接狀態下
，射頻(RF)接收機會定期測量接取點(AP)發出的廣播封包
，算出無線接收信號強度(RSSI)，再根據RSSI值的大小，在操作係統上顯示信號的強弱。正常情況下，手機距離路由器越近，RSSI值越高，表示接收到的Wi-Fi信號越強；手機距離路由器越遠
，RSSI越低
，表示Wi-Fi信號越弱。

 

經過校準和測試過的手機


，測量得到的RSSI值和信號格數與真實的接收信號強度一致
，對下行信號的接收性能也比較好。而未經過校準測試的手機，RSSI值和信號格數與真實的接收信號不一致，對下行信號的接收性能較差。因此，未進行接收機校準測試的手機Wi-Fi不僅顯示信號弱，上網速度和工作的範圍都要差於經校準測試的手機，往往在正常手機能夠接收到Wi-Fi信號的地方卻顯示沒有信號，導致用戶體驗不佳。

 

另一種情況是使用者的手機有時候明明能看見一格以上的Wi-Fi信(xin)號(hao)，實(shi)際(ji)的(de)上(shang)網(wang)速(su)度(du)卻(que)非(fei)常(chang)慢(man)，甚(shen)至(zhi)形(xing)同(tong)斷(duan)線(xian)，用(yong)戶(hu)體(ti)驗(yan)受(shou)到(dao)嚴(yan)重(zhong)影(ying)響(xiang)。手(shou)機(ji)顯(xian)示(shi)有(you)信(xin)號(hao)說(shuo)明(ming)接(jie)收(shou)機(ji)沒(mei)有(you)問(wen)題(ti)，那(na)麼(me)問(wen)題(ti)出(chu)在(zai)哪(na)兒(er)？答(da)案(an)就(jiu)在(zai)手(shou)機(ji)的(de)發(fa)射(she)機(ji)功(gong)率(lv)上(shang)。對(dui)手(shou)機(ji)來(lai)說(shuo)，發(fa)射(she)機(ji)功(gong)率(lv)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)——發(fa)射(she)功(gong)率(lv)過(guo)高(gao)
，會(hui)使(shi)手(shou)機(ji)耗(hao)電(dian)過(guo)快(kuai)，需(xu)要(yao)頻(pin)繁(fan)充(chong)電(dian)。而(er)發(fa)射(she)功(gong)率(lv)過(guo)低(di)

，會(hui)使(shi)上(shang)行(xing)信(xin)號(hao)經(jing)過(guo)路(lu)徑(jing)衰(shuai)減(jian)後(hou)無(wu)法(fa)正(zheng)常(chang)抵(di)達(da)路(lu)由(you)器(qi)的(de)接(jie)收(shou)天(tian)線(xian)，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)了(le)手(shou)機(ji)的(de)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)範(fan)圍(wei)。因(yin)此(ci)，在(zai)手(shou)機(ji)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，必(bi)須(xu)針(zhen)對(dui)Wi-Fi發射功率進行嚴格的校準和測試，以確保發射功率的準確性。

 

由於無線通信是雙向的，透過在生產製造過程中對手機Wi-Fi發射功率和接收機靈敏度進行嚴格的校準和測試
，可以確保手機的上行鏈路(uplink)和下行鏈路(downlink)在最大工作範圍內保持匹配
，而不會出現其中之一拖後腿的情況。

 

智能手機的發射機和接收機在進行校準測試前後比較

 

第三種情況

，由於Wi-Fi主zhu要yao工gong作zuo在zai免mian授shou權quan頻pin段duan，頻pin譜pu比bi較jiao擁yong擠ji，所suo以yi有you經jing驗yan的de用yong戶hu常chang常chang會hui選xuan擇ze將jiang路lu由you器qi切qie換huan到dao幹gan擾rao較jiao小xiao的de特te定ding頻pin率lv。但dan當dang用yong戶hu手shou機ji使shi用yong不bu同tong頻pin率lv接jie取qu路lu由you器qi時shi
，有you時shi會hui發fa現xian信xin號hao強qiang度du和he上shang網wang速su率lv會hui有you明ming顯xian下xia降jiang。這zhe是shi因yin為weiWi-Fi工作在兩個主要頻段，2.4GHz和5GHz。每個頻段都細分為多個頻率，如2.4GHz頻段就有從2412MHz到2484MHz的14個可用頻率，而5GHz頻段由於帶寬更寬
，則有分布在5180MHz到5825MHz範圍內的24個頻率。對於手機Wi-Fi組件來說，不同頻段範圍內可用頻率的RF性能表現會有很大不同。因此在生產測試過程中時，應該對這兩個頻段內的多個頻率依次進行校準和測試，從而確保手機出廠後在2.4GHz和5GHz的所有頻率都能夠正常運作。

 

 

接下來討論上網速度。Wi-Fi作為一種無線局域網絡技術，覆蓋範圍不如蜂窩移動通信覆蓋範圍

，終端位置通常相對固定。所以
，Wi-Fi信號所處無線信道的頻率選擇性和空間正交性都要優於廣泛覆蓋的蜂窩網絡。因此，Wi-Fi可以更有效地利用高帶寬和多天線技術的優勢
，大幅提升速率。目前市場主流的802.11ac Wave 2產品已經能支持高達160MHz帶寬以及多用戶-多輸入多輸出(MU-MIMO)技術。以高通(Qualcomm)驍龍835/836移動平台為例
，它可支持802.11ac 2x2 MU-MIMO
，傳輸速率比前代產品提升一倍以上。而未來的手機移動平台將會支持更高的帶寬和更多的MIMO天線數。

 

raner，ruguozaishengchanzhizaoguochengzhonghulveleduizhexiexindetexingjinxingceshi，henkenengdaozhichanpinzaishijishiyongzhongchuxianshangwangsudumandewenti。liru，henduozaoqideceshiyiqizhizhichi80MHz或40MHz以yi下xia帶dai寬kuan信xin號hao的de產chan生sheng和he解jie調tiao
，導dao致zhi在zai生sheng產chan測ce試shi中zhong部bu份fen高gao速su率lv模mo式shi未wei能neng進jin行xing測ce試shi
，因yin此ci我wo們men無wu法fa得de知zhi產chan品pin在zai高gao速su率lv模mo式shi下xia是shi否fou存cun在zai質zhi量liang問wen題ti，而er在zai產chan品pin上shang市shi後hou將jiang存cun在zai質zhi量liang風feng險xian。雖sui然ran一yi些xie廠chang商shang采cai取qu頻pin譜pu拚pin接jie的de方fang法fa取qu得de手shou機jiRF模塊的發射機測試結果
，但由於采用了非實時采樣(分多次擷取)，這樣的結果無法準確地反映信號的真實特性，存在一定程度的誤差。透過最新一代的無線通信測試儀(如LitePoint IQXel-MW)，支持160MHz的信號解調和產生，可以對這些高速率模式進行完整的測試。

 

而對MIMO的測試也存在相似的問題，由於早期的儀器大多隻有一套向量信號分析儀/向量信號產生器(VSA/VSG)組合，因此同一時間隻能對一條RF鏈路進行驗證。針對支持MIMO的手機
，隻能采用分時切換的方式對每一條RF鏈路依次驗證。采用這種做法的廠商無法得知待測物(DUT)工作在MIMO模式的真實性能表現。透過像IQXel-MW等新的無線通信測試儀
，能夠支持最多4~8路MIMO通道同步測試，實現MIMO場景下的手機RF鏈路性能測試。

 

不同帶寬和MIMO天線數的組合

 

 

因yin特te網wang上shang有you一yi些xie新xin的de熱re門men應ying用yong
，例li如ru在zai線xian遊you戲xi，由you於yu其qi實shi時shi性xing和he互hu動dong性xing，對dui於yu網wang絡luo等deng待dai時shi間jian的de要yao求qiu很hen高gao。延yan遲chi越yue低di，遊you戲xi體ti驗yan越yue好hao
，延yan遲chi越yue高gao，遊you戲xi體ti驗yan越yue差cha
，甚shen至zhi無wu法fa正zheng常chang遊you戲xi。因yin此ci，延yan遲chi是shi評ping估gu智zhi能neng手shou機ji連lian網wang性xing能neng的de一yi個ge重zhong要yao指zhi針zhen。造zao成cheng延yan遲chi的de原yuan因yin有you很hen多duo。由you於yuIEEE 802.11是工作在TCP/IP協議之下的媒體訪問控製(MAC)層和物理層(PHY)協議，采用了“載波偵聽多路存取/碰撞檢測”(CSMA/CD)的衝突避免機製。因此，Wi-Fi無線網絡的延遲主要是由於手機信號質量不佳或者來自其他Wi-Fi裝置的幹擾引起多次重傳造成的。不過，手機的接收機性能不好也會導致下行的重傳增多。

 

評估手機Wi-Fi發射信號質量的主要指針是誤差向量幅度(EVM)。EVM反映了手機發射機信號IQ調變偏離理想值的程度。EVM越(yue)高(gao)，信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang)越(yue)差(cha)
，再(zai)經(jing)過(guo)無(wu)線(xian)通(tong)道(dao)的(de)衰(shuai)減(jian)之(zhi)後(hou)，路(lu)由(you)器(qi)接(jie)收(shou)機(ji)就(jiu)很(hen)難(nan)正(zheng)常(chang)解(jie)調(tiao)該(gai)信(xin)號(hao)，造(zao)成(cheng)封(feng)包(bao)遺(yi)失(shi)和(he)重(zhong)傳(chuan)
，從(cong)而(er)延(yan)長(chang)了(le)傳(chuan)輸(shu)延(yan)遲(chi)。因(yin)此(ci)
，我(wo)們(men)期(qi)望(wang)在(zai)手(shou)機(ji)發(fa)射(she)端(duan)的(de)信(xin)號(hao)質(zhi)量(liang)盡(jin)可(ke)能(neng)好(hao)，才(cai)能(neng)確(que)保(bao)傳(chuan)輸(shu)的(de)穩(wen)定(ding)和(he)低(di)延(yan)遲(chi)。在(zai)手(shou)機(ji)生(sheng)產(chan)製(zhi)造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)，我(wo)們(men)使(shi)用(yong)VSA儀器對手機發射機發出的RF信號進行解調分析，即可計算出EVM值。

 

由於EVM值反映的是RF鏈路的噪聲性能，因此如果測試儀器的噪聲層(noise floor)過高，就會迭加到待測信號而影響EVM測量結果的準確度。一般來說，儀器的噪聲層要低於EVM規範要求的10dB左右。例如，11ac 256QAM信號的EVM要求不能高於-32dB，VSA的噪信層需要低於-42dB才能夠得到相對準確的EVM測量結果。而下一代的802.11ax標準要求支持1024QAM的調變
，EVM必須達到-35dB。上述IQXel-MW的EVM可達到-48dB以下，相對於11ax的要求有13dB以上的餘量，因此能夠精確測量這些高階調變信號的EVM值。除了EVM以外
，頻率誤差和符號頻率誤差也是衡量手機Wi-Fi信號質量的重要指針，必須使用測試儀器對這兩項指針進行測試。

不同調變階數的EVM指標要求

 

手機之間Wi-Fi信號互相幹擾的一個重要原因是相鄰通道之間的幹擾。這項幹擾主要是由於相鄰通道泄露造成；相鄰通道泄露比(ACLR)反(fan)映(ying)了(le)手(shou)機(ji)發(fa)射(she)機(ji)信(xin)號(hao)泄(xie)露(lu)到(dao)相(xiang)鄰(lin)信(xin)道(dao)的(de)能(neng)量(liang)比(bi)例(li)。這(zhe)個(ge)比(bi)例(li)越(yue)高(gao)
，對(dui)其(qi)他(ta)頻(pin)率(lv)工(gong)作(zuo)中(zhong)的(de)手(shou)機(ji)信(xin)號(hao)幹(gan)擾(rao)越(yue)大(da)。如(ru)果(guo)手(shou)機(ji)的(de)相(xiang)鄰(lin)通(tong)道(dao)抑(yi)製(zhi)不(bu)佳(jia)

，則(ze)對(dui)於(yu)環(huan)境(jing)造(zao)成(cheng)的(de)幹(gan)擾(rao)就(jiu)會(hui)很(hen)大(da)，整(zheng)個(ge)網(wang)絡(luo)的(de)重(zhong)傳(chuan)就(jiu)會(hui)因(yin)此(ci)增(zeng)多(duo)
，造(zao)成(cheng)延(yan)遲(chi)增(zeng)加(jia)和(he)傳(chuan)輸(shu)速(su)率(lv)降(jiang)低(di)。802.11標準主要透過傳輸頻譜屏蔽(Transmit Spectral Mask)對(dui)手(shou)機(ji)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)譜(pu)性(xing)能(neng)進(jin)行(xing)評(ping)估(gu)。透(tou)過(guo)支(zhi)持(chi)傳(chuan)輸(shu)頻(pin)譜(pu)屏(ping)蔽(bi)測(ce)試(shi)功(gong)能(neng)的(de)測(ce)試(shi)設(she)備(bei)，針(zhen)對(dui)手(shou)機(ji)的(de)這(zhe)項(xiang)指(zhi)標(biao)進(jin)行(xing)評(ping)估(gu)，才(cai)能(neng)確(que)保(bao)產(chan)品(pin)在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)作(zuo)中(zhong)盡(jin)可(ke)能(neng)減(jian)少(shao)對(dui)相(xiang)鄰(lin)通(tong)道(dao)的(de)幹(gan)擾(rao)。

 

手shou機ji的de接jie收shou機ji性xing能neng對dui延yan遲chi來lai說shuo也ye非fei常chang重zhong要yao
，一yi個ge良liang好hao的de接jie收shou機ji能neng夠gou正zheng確que接jie收shou遠yuan程cheng發fa出chu的de數shu據ju封feng包bao。如ru果guo接jie收shou失shi敗bai，則ze會hui造zao成cheng重zhong傳chuan以yi及ji數shu據ju速su率lv下xia降jiang，從cong而er產chan生sheng較jiao大da延yan遲chi。評ping估gu接jie收shou機ji性xing能neng的de方fang法fa主zhu要yao是shi由you測ce試shi儀yi表biao的deVSG發出不同調變編碼機製(MCS)的Wi-Fi標準信號
，透過測量手機接收機的封包錯誤率(PER)來判斷接收機的性能。對於VSG來說，要求支持較大的動態範圍，並且對噪聲層也有較高的要求。

 

 

今(jin)天(tian)，智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)在(zai)我(wo)們(men)的(de)生(sheng)活(huo)中(zhong)幾(ji)乎(hu)不(bu)可(ke)或(huo)缺(que)，各(ge)大(da)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)品(pin)牌(pai)還(hai)在(zai)不(bu)斷(duan)的(de)進(jin)行(xing)技(ji)術(shu)革(ge)新(xin)。但(dan)無(wu)論(lun)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)增(zeng)加(jia)什(shen)麼(me)樣(yang)的(de)新(xin)特(te)性(xing)和(he)新(xin)功(gong)能(neng)，其(qi)中(zhong)的(de)Wi-Fi組件依然承載著最多的網絡流量。因此
，Wi-Fi組件的性能和質量影響著智能手機用戶的使用體驗和智能手機的品牌認同度。本文從技術角度分析智能手機中常見的Wi-Fi質量問題，如信號強度、速率與延遲等的成因
；同時從測試角度提供手機製造商如何在生產製造過程中實現完整準確的測試方法
，從而使手機業者能夠盡可能地減少這些質量問題。


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