Category Archives: 技術ブログ

TWS完全ワイヤレスBluetoothイヤホンの干渉及び非同期に関する研究

Allion Labs / Allen Liao 近年、一部のスマートフォンから3.5 mmイヤホンジャックが廃止され、Bluetoothイヤホンが広く使われるようになってきています。ケーブル接続が不要で、体積が小さく携帯しやすいBluetoothイヤホンは、通勤、通学、運動中など、様々なシーンで使用されているのを目にするようになってきています。近年は、Bluetooth伝送技術の発展しにより、音質や消費電力も改善され、、完全ワイヤレス(TWS)イヤホンも普及し始めました。 完全ワイヤレス(TWS)イヤホンは、従来のワイヤレスBluetoothイヤホンで左右のユニット間を接続しているケーブルをワイヤレス伝送に置き変えたものです。これにより、使用上の利便性が向上され、またケーブル接続が一切なくなったことで、タッチノイズが出現しません。これら2種類のBluetoothイヤホンは高解像度または低遅延のCodecのサポート有無を除けば、その使用規格は基本的に同じです。唯一、完全ワイヤレスBluetoothイヤホンは多くがBluetooth 5.0規格をサポートしています。 BluetoothとWi-Fi技術はいずれも2.4GHzの無線電波帯域を使用しているため、往々にして接続周波数帯域上で共存(Coexistence)の技術的問題があり、さらに完全ワイヤレスイヤホンは通常小さいため、アンテナ設計に制限があり、イヤホンの共存問題がより重大になります。 一般的に完全ワイヤレスイヤホンが2.4GHz帯域で共存が引き起こす可能性のある問題は、次のようにまとめることができます。 無線信号の干渉がBluetoothのボタン機能(再生、一時停止、次のトラック)の反応遅延、さらには失敗を引き起こす 無線信号の干渉が再生中の音楽の音の途切れ、さらには無音を引き起こす 2.4GHz共存問題をどのように測定するか アリオンは、完全ワイヤレスイヤホンの2.4GHz帯域における共存問題について、市場で人気がある3種類の完全ワイヤレスイヤホン(Oブランド、Sブランド、ATブランド)を「環境構築」、「パフォーマンス判断基準」、「実測結果」の観点からワイヤレス信号の干渉下における問題すなわち伝送品質劣化を検証しました。メーカーは実測結果を設計にフィードバックすることで、ユーザー体験およびブランドイメージの低下を低減することができます。 [...]

ホームルーター性能検証規格の統一:TR-398の予備研究(一)

Allion Labs / Alvin Tsai & Chris Wu 概要従来から室内Wi-Fiに共通のパフォーマンステスト基準がなかったため、ベンダー各社が各自の仕組みでテスト及び定義付けを行なってきました。結局、ユーザーが関連設備を購入する時、やむを得ず各製品のそれぞれの説明に依存し、異なるブランドの製品を比較する共通の土台もありませんでした。今年になり、ようやく国際非政府組織のブロードバンドフォーラム(Broadband Forum)は、ベンダー及び試験ラボと共同で室内Wi-Fiのパフォーマンステスト基準を制定し、2019年2月に初の家庭用Wi-Fi性能テスト基準「TR-398室内Wi-Fi性能テスト基準」(以下、「TR-398規格」といいます。)を発表しました。 ブロードバンドフォーラム(Broadband Forum)は、国際的な非政府組織であり、ブロードバンドインターネットの規格開発に特化した非営利の業界コンソーシアムです。そこで発表された有線インターネット接続規格に、PON、VDSL、DSL、Gfast等が含まれます。ブロードバンドフォーラムのメンバーに、通信ネットワーキング及びサービスプロバイダー企業、ブロードバンドデバイス及び機器ベンダー、コンサルタント、独立した試験ラボ(ITL)を網羅しています。その取締役会の構成員には、BT、AT&T、エリクソン、ノキア、ARRIS、Calix、インテル、ドイツ・テレコム、テレコム・イタリア、InCoax、ファーウェイ、中華電信、中国電信、中国移動等世界的な大手電気通信事業者が含まれ、その地位及び影響力も軽視できません。 TR-398規格の定義TR-398は、IEEE規格802.11acに基づき802.11n/acのパス/フェイル要求を有する性能テスト基準を提供します。TR-398は、802.11n/acのAP設備向けに開発されたテスト規格です。対応する相互運用性認証プログラムは、Wi-Fiアライアンスの802.11n(Wi-Fi 4)及び802.11ac(Wi-Fi 5)です。 [...]

TR-398とIoT製品の応用に関する検討

Allion Labs / Cache Her TR-398は世界初のWi-Fi性能テスト標準で、この標準には家庭用Wi-Fiルーターの性能を規定する明確な基準があります。他の家庭用ワイヤレスデバイス(例えば、携帯電話、タブレット、セットトップボックス、ワイヤレスプリンターなど)また最近人気なIoT製品(例えば、スマートスピーカー、ウェブカメラ、家電製品またはセンサーなど)も同じ基準に従って規定できますか?この問題について、アリオンのプロフェッショナルテストチームは、TR-398の6つのメジャー側面(11項目のプロフェッショナルテスト項目)に対応する判断基準を理解するようにご案内します。そこで調査した結果、家庭用ワイヤレスデバイスやIoT製品についてテストできる項目が10個含まれています。最適なユーザーエクスペリエンスを実現するための、受信機の感度、スループット(帯域幅)、カバレッジ、マルチユーザーサポート、干渉防止および安定性などを含め、製品種目別とサポート機能によって性能パフォーマンスを検証することができます。   家庭用ワイヤレス製品の問題は多い? 皆様はこんな経験がありませんか?新しい家庭用ワイヤレス製品(スマートスピーカー、掃除ロボットまたはスマートドアロックなど)を購入して自宅で使おうとした時、接続できなかったり、接続が不安定だったり、接続エラーまたはスピードが遅いなどの問題が起きてしまいます。多額な金をかけたが、楽しむことが出来ず、不愉快な気分になったことがありませんか。何故このようなことが起こるでしょうか。それは消費者の利益を保護するためのワイヤレス製品の性能を有効に規定する基準がないためです。一部のメーカーは、製品の基本的な機能を低コストで確認することはしますが、製品のパフォーマンスや安定性を確保するためにより多くの時間と資金を投資したがらないのです。ユーザーのフィードバックによると、市場に出回っているIoT製品は、よく使用中にいくつかの問題に遭遇することがあります。 家庭用ネットワークデバイスまたは携帯電話に接続できない。 頻繁に接続エラー スピードまたは反応が遅い 他のブランドのデバイスとインタラクティブできない このような問題は、製品に対するユーザーの満足度を低下させるだけではなく、深刻な状態ではブランドの信頼を著しく低下させ、さらにこの製品を買わないように他の人に煽る人もいます。実際に引き起こされた損害は予想よりもはるかに大きいものです。   [...]

TR-398テスト例-市販主力ルーターの性能比較

Allion Labs / Ryan Huang 現代の家庭生活には、スマートフォン・3C製品やIoTデバイス等、ネットワーク接続が必要なデバイスが多くあり、ワイヤレスネットワークが非常に重要な役割を果たしています。しかし、2019年2月ブロードバンドフォーラムによってワイヤレスルーターのWi-Fi性能テスト規格「TR-398屋内Wi-Fi性能テスト規格」(以下「TR-398規格」という)が発表されるまでは、業界に包括的なテスト基準と仕様はありませんでした。TR-398規格のテスト内容には、6つの主要分野で11のテスト項目が含まれており、このテスト規格がリリースされた後、各ネットワークベンダーもこれを基礎とした共通のパフォーマンス基準を策定しました。今回は、市販されている5つのフラッグシップワイヤレスルーターを選び、ユーザーが頻繁に遭遇する問題をシミュレーションした8つのテスト項目を検証比較し、実験データを通じて各ワイヤレスルーターのパフォーマンスを観察しました。 環境セッティング テスト中、テスト対象物を隔離ボックス内の固定された箇所に配置し、ワイヤレスデバイス設備シミュレータを別の隔離ボックスに配置して、また別の隔離ボックス内の信号減衰器と直列に接続し、更に減衰器から出る信号をテスト対象物の隔離ボックスに接続し直しました。ここでは、この中間信号のパス減衰を測定および計算してテスト環境で必要な仕様をクリアし、結果の安定性や正確性と一貫性を確保しています。 図1:テスト設備とその構築 TR-398の実測結果で、市販されているフラッグシップワイヤレスルーターを徹底比較 図2: 今回比較した市販されている5台のフラッグシップルーター 総合評価:試験結果のまとめ 図14:各テスト項目における各ワイヤレスルーターのパフォーマンス 以上から、5台のワイヤレスルーターは今回の8つのテスト項目で理想的なパフォーマンスを発揮できていなかったことが分かりました。TR-398は最近策定されたテスト仕様であるため、これらの市販ワイヤレスルーターは、パフォーマンスの点でTR-398テスト規格向けに調整されていません。この規格が策定されて、今後ネットワークベンダーがこの仕様に従うことで、ユーザーによく起こる問題が大幅に減少し、顧客からのクレーム発生が減少すると私達は信じています。 [...]