在上一篇「Wi-Fi 6/6E 帶動無限創新，但你必須先了解OTA測試」的文章中，我們使用R&S CMW500搭配Z800A來探討Intel AX210的OTA效能。在執行測試後，我們發現部分潛在問題。例如：在執行6GHz頻段的測試時需要將Z800A作為配件安裝到CMW500上，並且需額外設定補償數值後才能執行6GHz頻段測試。不僅提升架設複雜度，且有可能因為沒設定到額外的補償數值造成測試數據誤差。另外，R&S CMW500與無線AP的相容性有時不太好，此狀況的發生會導致儀器很難與AP建立連線而無法進行測試。最後在執行測試時間較長而導致執行測試效率較低。
為了改善上述的問題與缺點，百佳泰在多方評估後，試著將R&S CMW500改為Anritsu MT8862A來進行Wi-Fi OTA測試，替換後不僅在測試6GHz頻段不需要額外安裝與設定額外設備，且對於各家AP連線相容性大幅提升。除此之外，在整體測試時間上也有顯著的提升，並可更加確保測試結果的穩定性。
Wi-Fi 6/6E OTA Test
Wi-Fi 6/6E是初次將OFDMA技術應用在Wi-Fi協定上，此外Wi-Fi 6/6E也有類似長期演進技術 (Long Term Evolution ; LTE)中的資源分配 (Resource Allocation)。在Wi-Fi 6/6E則被稱爲資源單元 (Resource Units; RU)；也就是說當20MHz、40 MHz、80 MHz、160 MHz的頻寬可切割成不同尺寸的RU，分配给不同需求的用户使用，這樣就可以有效地利用頻譜。常見的RU尺寸有：26-tone RU、52-tone RU、106-tone RU、242-tone RU、484-tone RU、以及996-tone RU(如下圖一)，而每組RU可視為一位使用者，舉例來說：當通訊頻寬為160MHz且在26-tone RU條件下最多可以同時給予37個使用者進行傳輸。
新加入的6GHz頻段被分為U-NII 5、6、7、8，而目前在U-NII 5和U-NII 7 頻段主要用於地球同步衛星的通訊與點對點的公共服務通訊；在U-NII 6和U-NII 8頻段主要用於新聞轉播車到電視台之間的通訊。為了避免造成上述的通訊協定被新的Wi-Fi頻段給干擾。FCC制定了發射能量的規範 (如表一)，需要遵守其規範才可以使用6GHz頻段，若是無法符合規範將無法上市。
OTA效能比較
早在2020年第四季Intel率先推出AX210 6E無線網卡，當時支援Wi-Fi6/6E的產品相當罕見，且Intel所搭載平台幾乎都是在NB上少有手機使用Intel晶片，直到Broadcom在Pixal 6 Pro與Samsung S21 Ultra搭載Wi-Fi6/6E的晶片才漸漸的有手機平台有支援Wi-Fi6/6E，而目前市面上有支援Wi-Fi6/6E仍是少數，且Wi-Fi6/6E為新的協定，其OTA效能好壞也較難評估。
百佳泰實際將Pixal 6 Pro與Samsung S21 Ultra兩台手機進行Wi-Fi6/6E OTA測試並觀察其效能。透過總發射功率(Total Radiation Power ; TRP)、總接收零敏度(Total Isotropic Sensitivity; TIS)數值與場型圖(Pattern)來評估Wi-Fi OTA效能的好壞。
我們在843無反射電波暗室內執行Wi-Fi 6/6E OTA測試，並透過基地台模擬器(Anritsu MT8862A)來建立Wi-Fi 6/6E的連線。圖二為手機架設於843無反射電波暗室內執行進行Wi-Fi OTA測試的實際狀況。
圖三為Pixel 6 Pro與S21 Ultra在5GHz頻段條件下的OTA整體效能比較圖，(a)為TRP結果可觀察到紅色長條圖的S21 Ultra 在TRP效能表現比藍色長條圖的Pixel 6 Pro來的佳，(b) 為TIS其結果也是如同TRP結果 S21 Ultra比起Pixel 6 Pro的TIS結果來的佳。
而圖四則為Pixel 6 Pro與S21 Ultra在6GHz頻段條件下的OTA整體效能比較圖，(a)為TRP結果則變成了藍色長條圖的Pixel 6 Pro在TRP效能表現比紅色長條圖的S21 Ultra來的佳，(b) 的TIS長條圖同樣Pixel 6 Pro擁有的結果較佳。
再來觀察兩台手機5GHz頻段的TRP與TIS場型圖。從圖五中的(a)可觀察到Pixel 6 Pro整體Pattern較強的位置是在靠近手機聽筒位置與螢幕正面(如(a)紅色箭頭)，(b)則是S21 Ultral的TRP Pattern能量最強位置則是在手機的上下兩端與螢幕正面(如(b)紅色箭頭)。另外由於S21 Ultra TRP能量較強的關係Pattern整體趨勢較接近橘紅色。(c)與(d)分別為Pixel 6 Pro與S21 Ultra的TIS Pattern，兩支手機的Sensitivity較強的位置都是在手機的下端與螢幕正面(如(c)(d)紅色箭頭)。
接著是6GHz頻段的TRP與TIS場型圖。從圖六(a)為Pixel 6 Pro TRP Pattern較強的位置是在靠近手機左側位置與螢幕正面(如(a)紅色箭頭)，(b)則是S21 Ultral的TRP Pattern能量最強位置則是在手機的左右兩側(如(b)紅色箭頭)。另外由於S21 Ultra TRP Power較弱的關係Pattern整體趨勢較接近藍紫色。(c)與(d)分別為Pixel 6 Pro與S21 Ultra的TIS Pattern，Pixel 6 Pro的Sensitivity較強的位置都是在手機的左下方而S21 Ultra也是如此。
會造成兩台手機會有不同OTA效能之原因可能在於天線的效能差異，畢竟要在手機內塞入2.4GHz、5GHz、6GHz三個頻段對於天線設計上是個挑戰。若天線設計較差的話就會整體OTA效能就會比較差，對於使用者的體驗也會不好，所以製造商勢必要在每個開發階段進行Wi-Fi效能驗證來確保產品交到使用者手上時不會產生問題。
Samsung S21 Ultra 不同tone RU條件下的EIRP與Mask比較
Wi-Fi6初次將OFDMA技術導入在Wi-Fi協定上，對於每個頻寬上的發射能量是否有差異至今較無人探討此問題，而百佳泰對於不同tone RU的條件也已經可以提供驗證服務。透過基地台模擬器的設定來觀察
- 不同tone RU上的TX power無線效能的表現
- Spectrum Mask觀察到不同RU位置上的頻譜現象
我們以S21 Ultral為實測對象，將條件定為只有一個使用者及使用6GHz頻段，並取整體OTA角度中最強的EIRP來觀察其特性，由上面OTA測試結果可以知道當極化為垂直極化極化且Theata軸與Phi軸都為90度時可以得到S21 Ultral 6GHz頻段的Max EIRP。
在不同的RU tone的測試結果如下表四。可以觀察到當RU tone越小頻寬也越小隨之EIRP能量也變小，相反的RU allowcation越大則EIRP越大。而會造成在不同tone RU的發射能量有差異的原因可能是當使用較小的tone RU時頻寬較窄而導致EIRP的差異。此時為了確保在較低的能量也保有良好通訊品質，此時對於天線的效能要求就會變高。
接著觀察圖七 (a)~(d)為單一使用者狀況下，不同RU allowcation的Spectrum Mask狀態剩下的頻寬可以給其他使用者使用。
可以看到在不同tone RU的設定狀況下，使用者使用的頻寬的確會隨之改變，在 106-tone RU條件之後的旁波抑制(紅色箭頭所示)與較大 tone RU不同，我們認為旁波抑制主要目的是要避免鄰近使用者受到干擾，若無法符合Mask要求可能會發生同頻寬內的不同使用者彼此干擾，故建議要注意此性能。
百佳泰提供Wi-Fi 6/6E OTA 測試服務
透過上述OTA的測試可以提前了解產品的無線效能，進而提早預防效能不佳造成不可挽回的損失。唯有了解產品的無線效能才能有效降低問題的發生。百佳泰可以協助驗證您產品的Wi-Fi無線效能，透過TRP與TIS數值與場型進而提前在開發階段改善或是預防產品效能不好問題，進而提升市場競爭力。
若您有任何產品上的問題或OTA測試相關需求，皆歡迎您與我們聯繫：service@allion.com，或立即填寫表單聯繫百佳泰！
