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平板POS系統外殼和基座影響無線連線效能的實測
[作者 百佳泰]   2024年05月29日 星期三 瀏覽人次: [798]

本文探討平板POS系統的優勢,以及所面臨的安全性、穩定性和耐用性等問題。透過實測不同外殼和基座的材料和設計,可以得知其對於無線效能的影響,經由設計確保良好的無線連線效能。


隨著科技的發展,平板POS系統日益普及,但其無線效能面臨著外殼和基座的挑戰。本文探討平板POS系統的優勢,如輕巧方便、操作簡單和價格親民,但也指出了安全性、穩定性和耐用性等問題。


供應商推出專用於平板POS系統的外殼和基座,旨在提高安全性、穩定性和耐用性。然而,這些外殼和基座也可能影響無線連線效能,導致資料傳輸速度變慢或斷線。


透過實測不同外殼和基座的材料和設計,發現在LTE和Wi-Fi頻段下,外殼和基座的安裝會導致無線訊號的下降,影響使用距離和接收器靈敏度。建議在設計外殼和基座時,考慮其對無線效能的影響,使用非金屬材質或進行頻段優化設計,以確保良好的無線連線效能。


POS應用新面貌:平板POS系統

隨著科技的進步與行動裝置的普及,平板也逐漸被應用在POS(Point of Sale)系統中。相較於傳統的POS機台,平板POS系統具有哪些優勢?依據使用者需求,以下將分別從硬體、價格、服務了解平板POS系統的優勢。


 輕巧方便:平板體積小、重量輕,方便移動和攜帶,適合空間有限的店家。


 操作簡單:平板採用觸控螢幕操作,介面直覺易懂,即使是沒有經驗的人也能快速上手。


 價格親民:平板 POS系統的價格通常比傳統 POS機台便宜,對於預算有限的店家來說,這是個不錯的選擇。


雖然現今越來越多企業引進平板POS系統,採用平板也存在一些問題,例如容易被駭客攻擊,造成資料外洩,安全性較低;再來是容易死機或當機,影響正常使用,穩定性較差;而且容易損壞,需要經常維修或更換,因此,耐用性也較差。


外殼和基座的功能與潛藏風險

為了克服這些問題,多家供應商推出專用於平板POS系統的外殼和基座。這些外殼和基座可以提高平板的安全性、穩定性和耐用性,並提供額外的功能,例如:保護平板免受摔落、刮擦和灰塵造成的損壞,提供額外的電池續航力,以及整合讀卡器、印表機等設備。


然而,此類的外殼和基座也可能會帶來一些問題,例如:無線連線效能影響—外殼和基座的材料和設計可能會影響平板的無線訊號,造成資料傳輸速度變慢或斷線。


本文探討平板POS外殼和基座對無線連線效能的影響。透過測試不同材料和設計的外殼和基座,分析其對平板無線訊號的影響。


實例分析:iPad Pro外殼和基座對無線效能的影響

背景分享

百佳泰曾與一家客戶合作,該客戶將其生產的保護殼和基座與iPad Pro搭配應用於POS機上。為了了解其產品是否會影響iPad Pro的無線效能,該客戶委託百佳泰進行測試,並希望百佳泰能夠提供客觀的第三方建議,以協助其及早進行產品修正和調整。


無線效能測試

百佳泰建議透過LTE和Wi-Fi OTA的效能來觀察在三種組裝情境下效能的差異。圖一為 iPad Pro 搭配客戶產品的三種組裝情境示意圖,圖表一和圖表二為執行測試之條件。



圖一 : iPad Pro搭配客戶產品的三種情境示意圖
圖一 : iPad Pro搭配客戶產品的三種情境示意圖

圖二 : LTE測試條件
圖二 : LTE測試條件

圖三 : Wi-Fi測試條件
圖三 : Wi-Fi測試條件

分析量測結果

量測一


圖四表示不同LTE頻段下的總輻射功率(TRP)的結果,並比較分別為「無外殼」(以藍色菱形線條表示)、「有外殼」(以紅色方形線條表示)以及「有外殼及基座 」(以綠色三角形線條表示)的三種情境。X 軸的2、4、5和12代表LTE 頻段。Y 軸測量為TRP結果。若TRP值越高,則可以理解成可以使用的距離較遠且不容易受到同頻干擾。


從圖表中可以觀察到,在所有LTE band中在無外殼情境下,TRP值均高於其他兩種情境。將外殼安裝上後TRP的數值有所下降,且TRP數值遠低於無外殼情境,甚至在LTE頻段5時,在安裝外殼後會直接無法註冊到基地台模擬器。而有外殼及基座的TRP數值也低於無外殼情境。



圖四 : 在三種情境下LTE的TRP比較圖
圖四 : 在三種情境下LTE的TRP比較圖

量測二


圖五則是TIS的比較圖,X軸代表LTE頻段,Y軸以dBm為單位測量TIS。較低的TIS值通常表示接收器較靈敏,可以偵測到較弱的訊號。


對於所有LTE頻段中,「無外殼」場景具有最好的TIS數值。當在安裝上外殼後,TIS值明顯惡化。在「有外殼和基座」的情境下與「有外殼」的TIS數值差異不大。因此從圖中觀察,可以說「無外殼」在所有測試的LTE頻段上提供了最佳的接收器靈敏度,而添加「外殼」或「有外殼及基座」會導致效能低落。這些效能低落情況在實際使用上會產生使用距離變短,這在使用者體驗上將大打折扣。



圖五 : 三種情境LTE的TIS比較圖
圖五 : 三種情境LTE的TIS比較圖

量測三


圖六(左)為Wi-Fi在不同頻道上的總輻射功率(TRP),其頻道分別為2.4 GHz的Channel 6、5 GHz的Channel 36、Channel 161、6 GHz的Channel 37和Channel197。我們維持測試上述三種情境,在「有外殼」和「有外殼及基座」讀條件下,在2.4GHz的Channel 6時急劇惡化,而在5 GHz和6 GHz的頻道影響較小。


圖六(右)為TIS的測試結果趨勢,整體與TRP的測試結果趨勢相同。在「有外殼」和「有外殼及基座」條件下,2.4 GHz 的Channel 6急劇惡化而5 GHz和6 GHz的頻道影響較小。造成這種現象的根本原因可能是金屬外殼和外殼形狀影響了外殼安裝後天線原有的工作頻段,導致TRP和TIS數值性能惡化。與在「有外殼」條件下使用LTE網絡情況類似,而透過Wi-Fi 2.4 GHz頻段連線時,會有傳輸速度下降或是斷線等問題發生。至於5 GHz和6 GHz頻段則不會有太大問題。



圖六 : 三種情境下Wi-Fi的TRP/TIS比較圖
圖六 : 三種情境下Wi-Fi的TRP/TIS比較圖

根據分析顯示,發現保護殼和基座可能會影響iPad Pro的無線效能,因此在設計和使用時需要特別留意。具體來說,在LTE頻段下,安裝外殼後iPad Pro的TRP和TIS值都會下降,導致使用距離變短。在Wi-Fi頻段下,安裝外殼後iPad Pro的TRP和TIS值在2.4 GHz頻段上會急劇下降,而在5 GHz和6 GHz頻段上影響較小。


在設計 iPad Pro 保護殼和基座時,需要考慮其對無線效能的影響,百佳泰測試團隊建議:


● 使用非金屬材質或在金屬外殼天線位置區域開孔,以減少對無線效能的影響。


● 針對不同頻段進行優化設計,如在加入外殼後再進行天線設計調整,以確保在所有頻段下都能獲得良好的無線效能。


結語

如同前述的無線效能實測案例所展示,百佳泰測試與顧問團隊憑藉豐富的無線效能驗證經驗,幫助客戶精準定位問題所在,提供可行的解決方案建議,並能夠進行修正後的驗證。


根據客戶的實際使用情境,百佳泰能夠結合其他特定無線產品或不同無線協定,打造適合特定場景的無線應用環境,實現個性化的無線解決方案。無論客戶所處的產品發展階段為何,都能幫助提升產品品質,有效減少實際應用中的風險,並且提供更快速、更高效且更全面的一站式測試與顧問諮詢服務。此外,透過導入AI與自動化解決方案,百佳泰確保每一次測試皆為「定性、定量、可重現」,協助客戶以更便捷的方式提升產品效能。


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