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iPhone4S決信號(hào)接收靈敏度解決方案

作者: 時(shí)間:2012-05-16 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

蘋果智能手機(jī)“iPhone 4S”是否解決了上一代機(jī)型“iPhone 4”飽受指責(zé)的天線問題?為了驗(yàn)證這一疑問,《日經(jīng)電子》請(qǐng)?jiān)谑謾C(jī)公司從事過天線等研究工作的日本拓殖大學(xué)教授前山利幸實(shí)施了檢測。在分析過程中,還發(fā)現(xiàn)CDMA2000方式的iPhone 4S追加了分集功能。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/165644.htm

“iPhone 4”的天線問題在于,當(dāng)接觸到機(jī)殼左下側(cè)面時(shí)會(huì)變差。我們在2010年實(shí)際檢測過其,的確存在變差的現(xiàn)象。

2011年后續(xù)機(jī)型“iPhone 4S”上市。與iPhone 4相比,iPhone 4S是如何改善接收的,這是編輯部非常感興趣的技術(shù)課題。

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無線特性良好

表示手機(jī)無線特性實(shí)力的TRP(總輻射功率)及TIS(總?cè)蜢`敏度)的數(shù)值獲得良好結(jié)果。旋轉(zhuǎn)手機(jī)的同時(shí)檢測了三維接收靈敏度。越是發(fā)紅色的部分,接收靈敏度就越出色。

因此,此次對(duì)iPhone 4S的接收靈敏度實(shí)施了檢測。從結(jié)論來說,iPhone 4S擁有出色的無線特性,手持時(shí)接收靈敏度變差的情況得到了大幅改善(圖1)。另外,CDMA2000方式的iPhone 4S還導(dǎo)入了手持時(shí)可減輕接收靈敏度劣化的新技術(shù)。

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圖1:接收靈敏度大幅改善

iPhone 4S擁有出色的無線特性,手持時(shí)的接收靈敏度下降程度控制在7~18dB。

下面來談一下通過iPhone 4S的接收靈敏度檢測結(jié)果以及通過分析部件明確的事項(xiàng),并對(duì)新一代機(jī)型進(jìn)行展望。

利用虛擬基站

信號(hào)接收靈敏度的檢測是在日本拓殖大學(xué)產(chǎn)學(xué)合作研究中心的電波暗室里實(shí)施的(圖2)。在電波暗室內(nèi),使用了安立(Anritsu)制造的基站模擬器“MT8820A”設(shè)立了虛擬基站,與配備有檢測用SIM卡的iPhone 4S實(shí)施了通信。

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圖2:檢測環(huán)境

此次的接收靈敏度檢測是在日本拓殖大學(xué)產(chǎn)學(xué)合作研究中心的電波暗室中實(shí)施的。設(shè)置虛擬基站后檢測了iPhone 4S的接收靈敏度。

在W-CDMA方式的iPhone 4S的檢測中,準(zhǔn)備了在加拿大采購而來的兼容SIM卡的款式,以及用來做比較的日本軟銀移動(dòng)的iPhone 4 注1)。而CDMA2000方式的檢測則使用au的iPhone 4S。為了與iPhone4做比較,頻率使用了2GHz頻帶。

注1)軟銀移動(dòng)的iPhone 4S不支持檢測用的SIM卡,因此使用了兼容SIM卡的iPhone 4S。

利用虛擬基站的檢測方法是手機(jī)廠商用來檢測包括信號(hào)接收靈敏度在內(nèi)的無線特性時(shí)使用的標(biāo)準(zhǔn)方法。而在街道中對(duì)iPhone 4S的通信速度做比較的方法可以說并不適于評(píng)測手機(jī)性能。這是因?yàn)?,利用各基站的手機(jī)數(shù)量的不同,以及周圍電波情況的影響等因素會(huì)使通信速度發(fā)生變化。另外,基站與交換機(jī)的線路速度,以及檢測中利用的服務(wù)器的響應(yīng)速度也影響通信速度 注2)。

注2)另外,在ping響應(yīng)速度的比較中,連接線路前的協(xié)議和通信方式的不同有著很大的影響。

無線特性良好

W-CDMA方式的檢測項(xiàng)目有三項(xiàng):①手機(jī)向空間輻射的功率的總和、即“總輻射功率(TRP)”、②手機(jī)對(duì)來自多種角度的電波的接收靈敏度的平均值、即“總?cè)蜢`敏度(TIS)”、③使用特性接近人的模擬手(名為Phantom的實(shí)驗(yàn)用具)時(shí)的接收靈敏度。以上三項(xiàng)均依據(jù)第三代手機(jī)標(biāo)準(zhǔn)化團(tuán)體“3GPP”和“3GPP2”制定的標(biāo)準(zhǔn)檢測方法之一、即OTA測試(Test Plan For Mobile Stations Over-The-Air Performance)方法來測試。

①中的TRP和②中的TIS表示手機(jī)在無線通信性能方面的實(shí)力,是體現(xiàn)天線及RF電路設(shè)計(jì)巧拙的指標(biāo)。操作時(shí)一邊旋轉(zhuǎn)在離開虛擬基站的位置上設(shè)置的手機(jī),一邊根據(jù)檢測結(jié)果來計(jì)算TRP和TIS。

檢測結(jié)果顯示,W-CDMA方式的iPhone 4S,其TRP和TIS的數(shù)值均與iPhone 4為同等水平(見本文開篇圖)。TRP的數(shù)值接近日本《電波法》規(guī)定的2GHz頻帶的發(fā)送功率的上限值。而TIS達(dá)到了全球最嚴(yán)格的日本手機(jī)服務(wù)運(yùn)營商的標(biāo)準(zhǔn)。3GPP及3GPP2給出了TRP和TIS的推薦值,估計(jì)蘋果公司遵循了這些數(shù)值。

與iPhone 4相比,iPhone 4S的部件及布局也做了變更。估計(jì)蘋果公司經(jīng)過這些變更,掌握了通過強(qiáng)化屏蔽及追加電容器等手段來降低噪聲,從而使無線特性提高到一定水平的技術(shù)。

減輕了接收靈敏度的下降程度

為了確認(rèn)手持時(shí)接收靈敏度的變化,使用③中的模擬手(Phantom)實(shí)施了測試。此次使用的Phantom是日本Microwave Factory公司制造的特殊產(chǎn)品。該產(chǎn)品使用模擬人體介電常數(shù)的材料,同時(shí)使表面具有了導(dǎo)電性。

將Phantom放好,使其接觸iPhone 4上出現(xiàn)問題的機(jī)身左側(cè)面的黑色縫隙部分,檢測了接收靈敏度。由于在Phantom握持手機(jī)的狀態(tài)下無法實(shí)現(xiàn)垂直方向的旋轉(zhuǎn),因此只測定了水平方向的數(shù)據(jù)(圖3)。

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圖3:手持時(shí)的接收靈敏度的變化

檢測了用模擬人手的Phantom握住手機(jī)時(shí)接收靈敏度的變化。從手持時(shí)接收靈敏度的下降程度來看,iPhone 4最大為27.9dB,iPhone 4S最大為17.85dB。

測試結(jié)果是,即使是iPhone 4S,在使用Phantom握持時(shí),接收靈敏度也出現(xiàn)了下降。不過,其下降程度比iPhone4大幅減輕。iPhone 4下降了5~28dB,而iPhone 4S只下降了7~18dB。接收靈敏度有6dB的差別,就相當(dāng)于從基站接收電波的距離縮短了一半。因此,iPhone 4與iPhone 4S的接收靈敏度之差可以說非常大。

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