樂視手機(jī)全金屬外殼天線性能與MIMO OTA測(cè)試
加入技術(shù)交流群
下圖是我這周末去葡萄牙里斯本參加的EUcap2015會(huì)議所要演講的文章中的一個(gè)示意圖。手機(jī)的4G功能如果沒有經(jīng)過(guò)這個(gè)系統(tǒng)的驗(yàn)證測(cè)試，至少可以說(shuō)，它的整機(jī)無(wú)線性能沒有經(jīng)過(guò)優(yōu)化——這個(gè)測(cè)試方法被稱作MIMO OTA。
自我亮明身份以來(lái)，有幸從微博上結(jié)識(shí)了不少來(lái)自小米、360、極路由、中興、華為、樂視、黑莓等公司的工程師，并通過(guò)微博進(jìn)行了不同程度 的交流——有一部分是因我對(duì)相關(guān)產(chǎn)品宣傳中無(wú)線性能的質(zhì)疑而展開互動(dòng)的——在溝通過(guò)程中，很少有工程師因?yàn)榧夹g(shù)方面的分歧而造成互相的不愉快，但很顯然， 大部分技術(shù)人員，尤其是來(lái)自新興互聯(lián)網(wǎng)背景的那些“大”公司們，對(duì)于MIMO和MIMO OTA是缺乏認(rèn)識(shí)的……
樂視的超級(jí)手機(jī)營(yíng)銷人員最近給出了逼格很高的宣傳語(yǔ)：
我愿意相信樂視的超級(jí)手機(jī)，其射頻與天線研發(fā)團(tuán)隊(duì)在解決全金屬機(jī)身帶來(lái)的難題所付出的努力，但我判斷，超級(jí)手機(jī)沒有經(jīng)過(guò)MIMO OTA測(cè)試，當(dāng)然，這是猜測(cè)——照舊，如果我錯(cuò)了，歡迎打臉，我會(huì)公開道歉。
其實(shí)原帖題目想取名為：“MIMO OTA最新進(jìn)展通報(bào)——建議非專業(yè)人士請(qǐng)繞行”但是這個(gè)題目顯然缺少吸引眼球的特質(zhì)……
這意味著，我這篇文章主要是寫給這些研發(fā)工程師們的主管們看的：作為一個(gè)體現(xiàn)真實(shí)性能的測(cè)試方法，MIMO OTA對(duì)4G等多天線終端的優(yōu)化和調(diào)試必不可少，但對(duì)國(guó)內(nèi)大部分靠“拿來(lái)主義”的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)來(lái)說(shuō)還太深?yuàn)W——請(qǐng)不要怪罪工程師，我來(lái)幫你們補(bǔ)上這一課！ （而對(duì)于營(yíng)銷部門的人來(lái)說(shuō)，向來(lái)不需要對(duì)技術(shù)的深入了解，就可以把牛吹到天上——所以我不想為他們多費(fèi)口舌。我建議營(yíng)銷人員要說(shuō)明無(wú)線性能的優(yōu)劣，最好能 夠拿出測(cè)試數(shù)據(jù)出來(lái)，不要光憑嘴。）
【一】國(guó)產(chǎn)4G手機(jī)有沒有經(jīng)過(guò)測(cè)試？
一般消費(fèi)者，甚至營(yíng)銷人員普遍會(huì)提出的一個(gè)疑問是：如果我說(shuō)所有國(guó)內(nèi)廠商都不具備MIMO OTA測(cè)試能力是真的，那么難道這么多大廠的手機(jī)都是沒有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證、測(cè)試就投入市場(chǎng)銷售嗎？我的回答是：嚴(yán)格意義上，恐怕這就是目前國(guó)產(chǎn)4G手機(jī)的實(shí)際情況。
但廠商通常可以通過(guò)以下折中的替代測(cè)試保證最基本的性能：
1. 全盤相信芯片供應(yīng)商的參考設(shè)計(jì)——一般研發(fā)工程師都懂的，按照?qǐng)D紙搭積木
2. 進(jìn)行傳導(dǎo)測(cè)試——驗(yàn)證芯片功能，但把天線得甩開后，無(wú)法評(píng)估其整體性能
3. 進(jìn)行單天線的SISO OTA測(cè)試——驗(yàn)證天線的匹配情況，及損耗是否可接受，但無(wú)法驗(yàn)證整體MIMO性能
4. 進(jìn)行外場(chǎng)路測(cè)——驗(yàn)證整機(jī)的性能，但由于外場(chǎng)條件復(fù)雜，一般到這個(gè)時(shí)候，留給研發(fā)再優(yōu)化設(shè)計(jì)的空間已經(jīng)不大了，一般沒有致命缺陷，基本就這樣了
從上面可以看出來(lái)，一個(gè)產(chǎn)品測(cè)試的重要性，對(duì)于研發(fā)人員來(lái)說(shuō)，是能否提供優(yōu)化設(shè)計(jì)的途徑，而不僅僅是看一眼產(chǎn)品質(zhì)量是否有問題，從這個(gè)角度上說(shuō)，是否具備MIMO OTA測(cè)試環(huán)境和研究能力，一定意義上反映了一個(gè)公司對(duì)于研發(fā)投入的態(tài)度和實(shí)力。
從目前我了解的情況看，國(guó)外芯片廠商Intel，手機(jī)商Apple，blackberry，microsoft，Samsung，LG等均已具備不同程度的MIMO OTA研究、測(cè)試和優(yōu)化能力。
【二】一般工程師聽過(guò)的 OTA（Over The Air）測(cè)試與MIMO OTA的本質(zhì)不同OTA是空中整機(jī)測(cè)試的意思，是相對(duì)于傳導(dǎo)測(cè)試（Conductive）而言的，一般常規(guī)OTA特指單天線終端的測(cè)試，即SISO OTA，大部分國(guó)內(nèi)廠商都具備這個(gè)測(cè)試條件（或者至少拿出去委托天線廠家測(cè)過(guò)）。
在siso ota的測(cè)試過(guò)程中，工程師會(huì)驗(yàn)證所謂TRP、TIS，即有源（手機(jī)正常工作時(shí)）的天線發(fā)射與接收能力——這項(xiàng)測(cè)試是從GSM開始便由運(yùn)營(yíng)商開始建議測(cè)試 的，如北美CTIA組織。但在LTE時(shí)代，4G手機(jī)均已使用MIMO技術(shù)時(shí)（目前僅下行），你關(guān)注的不僅僅是天線的發(fā)射與接收這么簡(jiǎn)單，因?yàn)樽罱K的下載速 率是由芯片和天線共同決定的，MIMO本身的核心是底層的基帶算法，要把手機(jī)的下載性能調(diào)試到最好，需要關(guān)注的是信道模型與天線、芯片的整體，從 spatial domain（MIMO本身被稱為空分復(fù)用）來(lái)看，關(guān)注的指標(biāo)是spatial correlation——從目前國(guó)內(nèi)所有廠商來(lái)看，大部分工程人員對(duì)這個(gè)名詞的了解幾乎為零，也沒有測(cè)試系統(tǒng)——MIMO OTA測(cè)試系統(tǒng)。
樂視公司的產(chǎn)品還沒有出來(lái)，就已極力宣傳其全金屬外殼及天線性能，但是基于我對(duì)MIMO OTA的了解，這部手機(jī)很可能只是達(dá)到了普通手機(jī)的天線性能指標(biāo)——當(dāng)然，作為全金屬外殼來(lái)說(shuō)，已是不易！——但如果未進(jìn)行MIMO OTA測(cè)試，距離其營(yíng)銷人員的標(biāo)語(yǔ)所要達(dá)到的高度，還有很長(zhǎng)的路要走！
【三】MIMO OTA測(cè)試方法及標(biāo)準(zhǔn)化，國(guó)內(nèi)外的最新進(jìn)展
基于過(guò)去10年在SISO OTA建立起來(lái)的統(tǒng)治地位，美國(guó)的CTIA組織被各大實(shí)驗(yàn)室和運(yùn)營(yíng)商視為OTA的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)輸出者，CTIA經(jīng)過(guò)5年多的拖延，本周（2015年4月7 日~10日）在美國(guó)召開的Face to Face meeting將要為5月份的V1.0定稿，10月份完成V1.1版本，但實(shí)際上還有很多關(guān)鍵問題并沒有解決，比如Uncertainty、test zone等問題；3GPP的計(jì)劃也是將在8月份做出定稿，國(guó)內(nèi)CCSA（www.ccsa.org.cn）TC9 的會(huì)議5月4日召開，可能會(huì)正式頒布MIMO OTA國(guó)內(nèi)的第一版本。
國(guó)內(nèi)除了華為、中興、聯(lián)想等傳統(tǒng)廠商在CCSA TC9中有常駐代表（其中華為有專門跟進(jìn)MIMO OTA測(cè)試方法進(jìn)展的資深工程師），其他諸如小米、360、格力、niubia、一加、錘子等等新興互聯(lián)網(wǎng)手機(jī)企業(yè)均無(wú)專門人員嘗試跟進(jìn)相關(guān)技術(shù)進(jìn)展，這 些新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在這個(gè)領(lǐng)域更多地，是讓天線配件廠商（如碩貝德）為他們的天線把關(guān)、做整機(jī)驗(yàn)證測(cè)試，但顯然，研發(fā)人員對(duì)于MIMO OTA缺乏足夠的理解，也缺乏完整的測(cè)試系統(tǒng)的情況下，要把MIMO這件事情做好，只能靠運(yùn)氣。
我今天下午上傳的文章是上周末寫完的MOSG150406，輸出給CTIA作為Face to Face會(huì)議討論的一篇重要文檔，闡述了test zone，probe number， calibration等諸多問題 ，并對(duì)test plan V1.0有重要修改。我認(rèn)為即使參加CTIA的90%參會(huì)人員不見得能看完/看懂我這篇文章，但是由于其討論的問題非常尖銳且重要，MIMO OTA工作組的主席,來(lái)自ATT的Scott Prather昨天親自替我在會(huì)上為這篇文章做了報(bào)告，這是非常少見的。
對(duì)于目前CTIA在MIMO OTA標(biāo)準(zhǔn)文本中很多似是而非的謬誤，我在郵件中也做出了一些評(píng)注，比如我反對(duì)美國(guó)ETS –Lingren的Michael Foegelle對(duì)于MPAC改稱“Boundary Array”的提法，并詳細(xì)列舉了原因。但是，與所有標(biāo)準(zhǔn)化組織一樣，標(biāo)準(zhǔn)最后的制定，不僅僅是技術(shù)的范疇，更多的是利益與政治的博弈，在一個(gè)美國(guó)人和美 國(guó)企業(yè)為主的行業(yè)組織中想要發(fā)出中國(guó)人自己的聲音，太難！我只能說(shuō)，我會(huì)盡力而為。
【四】彩蛋：感謝閱讀到這里的朋友，謝謝你們的關(guān)注、容忍和贊賞。
今天的彩蛋是Motolora在芝加哥的MIMO OTA暗室照片，這個(gè)照片出現(xiàn)在MOSG150403當(dāng)中，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室基于一個(gè)EMC暗室，是由技術(shù)人員自己搭建的。按照我與對(duì)方技術(shù)負(fù)責(zé)人Istvan 此前見面時(shí)的溝通，MOTO x是完成過(guò)MIMO OTA測(cè)試的，且可能就是在這里進(jìn)行的，對(duì)于MOTO x的粉絲來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在可以朝拜一下了
評(píng)論