樂視手機天線性能與MIMO OTA測試

下圖是我這周末去葡萄牙里斯本參加的EUcap2015會議所要演講的文章中的一個示意圖。手機的4G功能如果沒有經(jīng)過這個系統(tǒng)的驗證測試，至少可以說，它的整機無線性能沒有經(jīng)過優(yōu)化——這個測試方法被稱作MIMO OTA。
　　自我亮明身份以來，有幸從微博上結(jié)識了不少來自小米、360、極路由、中興、華為、樂視、黑莓等公司的工程師，并通過微博進行了不同程度 的交流——有一部分是因我對相關(guān)產(chǎn)品宣傳中無線性能的質(zhì)疑而展開互動的——在溝通過程中，很少有工程師因為技術(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，尤其是來自新興互聯(lián)網(wǎng)背景的那些“大”公司們，對于MIMO和MIMO OTA是缺乏認識的……
　　樂視的超級手機 營銷人員最近給出了逼格很高的宣傳語：
　　
　　
　　我愿意相信樂視的超級手機，其射頻與天線研發(fā)團隊在解決全金屬機身帶來的難題所付出的努力，但我判斷，超級手機沒有經(jīng)過MIMO OTA測試，當然，這是猜測——照舊，如果我錯了，歡迎打臉，我會公開道歉。
　　其實原帖題目想取名為：“MIMO OTA最新進展通報——建議非專業(yè)人士請繞行”但是這個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：作為一個體現(xiàn)真實性能的測試方法，MIMO OTA對4G等多天線終端的優(yōu)化和調(diào)試必不可少，但對國內(nèi)大部分靠“拿來主義”的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)來說還太深奧——請不要怪罪工程師，我來幫你們補上這一課！ （而對于營銷部門的人來說，向來不需要對技術(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口舌。我建議營銷人員要說明無線性能的優(yōu)劣，最好能 夠拿出測試數(shù)據(jù)出來，不要光憑嘴。）
　　【一】國產(chǎn)4G手機有沒有經(jīng)過測試？
　　一般消費者，甚至營銷人員普遍會提出的一個疑問是：如果我說所有國內(nèi)廠商都不具備MIMO OTA測試能力是真的，那么難道這么多大廠的手機都是沒有經(jīng)過驗證、測試就投入市場銷售嗎？我的回答是：嚴格意義上，恐怕這就是目前國產(chǎn)4G手機的實際情況。
　　但廠商通?？梢酝ㄟ^以下折中的替代測試保證最基本的性能：
　　1. 全盤相信芯片供應商的參考設計——一般研發(fā)工程師都懂的，按照圖紙搭積木
　　2. 進行傳導測試——驗證芯片功能，但把天線得甩開后，無法評估其整體性能
　　3. 進行單天線的SISO OTA測試——驗證天線的匹配情況，及損耗是否可接受，但無法驗證整體MIMO性能
　　4. 進行外場路測——驗證整機的性能，但由于外場條件復雜，一般到這個時候，留給研發(fā)再優(yōu)化設計的空間已經(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，一個產(chǎn)品測試的重要性，對于研發(fā)人員來說，是能否提供優(yōu)化設計的途徑，而不僅僅是看一眼產(chǎn)品質(zhì)量是否有問題，從這個角度上說，是否具備MIMO OTA測試環(huán)境和研究能力，一定意義上反映了一個公司對于研發(fā)投入的態(tài)度和實力。
　　從目前我了解的情況看，國外芯片廠商Intel，手機商Apple，blackberry，microsoft，Samsung，LG等均已具備不同程度的MIMO OTA研究、測試和優(yōu)化能力。
　　【二】一般工程師聽過的 OTA（Over The Air）測試與MIMO OTA的本質(zhì)不同OTA是空中整機測試的意思，是相對于傳導測試（Conductive）而言的，一般常規(guī)OTA特指單天線終端的測試，即SISO OTA，大部分國內(nèi)廠商都具備這個測試條件（或者至少拿出去委托天線廠家測過）。
　　在siso ota的測試過程中，工程師會驗證所謂TRP、TIS，即有源（手機正常工作時）的天線發(fā)射與接收能力——這項測試是從GSM開始便由運營商開始建議測試 的，如北美CTIA組織。但在LTE時代，4G手機均已使用MIMO技術(shù)時（目前僅下行），你關(guān)注的不僅僅是天線的發(fā)射與接收這么簡單，因為最終的下載速 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本身被稱為空分復用）來看，關(guān)注的指標是spatial correlation——從目前國內(nèi)所有廠商來看，大部分工程人員對這個名詞的了解幾乎為零，也沒有測試系統(tǒng)——MIMO OTA測試系統(tǒng)。
　　樂視公司的產(chǎn)品還沒有出來，就已極力宣傳其全金屬外殼及天線性能，但是基于我對MIMO OTA的了解，這部手機很可能只是達到了普通手機的天線性能指標——當然，作為全金屬外殼來說，已是不易！——但如果未進行MIMO OTA測試，距離其營銷人員的標語所要達到的高度，還有很長的路要走！
　　【三】MIMO OTA測試方法及標準化，國內(nèi)外的最新進展
　　基于過去10年在SISO OTA建立起來的統(tǒng)治地位，美國的CTIA組織被各大實驗室和運營商視為OTA的權(quán)威標準輸出者，CTIA經(jīng)過5年多的拖延，本周（2015年4月7 日~10日）在美國召開的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的計劃也是將在8月份做出定稿，國內(nèi)CCSA（www.ccsa.org.cn）TC9 的會議5月4日召開，可能會正式頒布MIMO OTA國內(nèi)的第一版本。
　　國內(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MIMO OTA測試方法進展的資深工程師），其他諸如小米、360、格力、niubia、一加、錘子等等新興互聯(lián)網(wǎng)手機企業(yè)均無專門人員嘗試跟進相關(guān)技術(shù)進展，這 些新興互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在這個領域更多地，是讓天線配件廠商（如碩貝德）為他們的天線把關(guān)、做整機驗證測試，但顯然，研發(fā)人員對于MIMO OTA缺乏足夠的理解，也缺乏完整的測試系統(tǒng)的情況下，要把MIMO這件事情做好，只能靠運氣。
　　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test plan V1.0有重要修改。我認為即使參加CTIA的90%參會人員不見得能看完/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，來自AT&T的Scott Prather昨天親自替我在會上為這篇文章做了報告，這是非常少見的。
　　對于目前CTIA在MIMO OTA標準文本中很多似是而非的謬誤，我在郵件中也做出了一些評注，比如我反對美國ETS –Lingren的Michael Foegelle對于MPAC改稱“Boundary Array”的提法，并詳細列舉了原因。但是，與所有標準化組織一樣，標準最后的制定，不僅僅是技術(shù)的范疇，更多的是利益與政治的博弈，在一個美國人和美 國企業(yè)為主的行業(yè)組織中想要發(fā)出中國人自己的聲音，太難！我只能說，我會盡力而為。
　　【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，這個照片出現(xiàn)在MOSG150403當中，這個實驗室基于一個EMC暗室，是由技術(shù)人員自己搭建的。按照我與對方技術(shù)負責人Istvan 此前見面時的溝通，MOTO x是完成過MIMO OTA測試的，且可能就是在這里進行的，對于MOTO x的粉絲來說，現(xiàn)在可以朝拜一下了