先來(lái)回顧一下iPhone XS、XS Max的信號(hào)門(mén)事件。

一、WIWavelength的數(shù)據(jù)分析

國(guó)內(nèi)不少媒體都是喜歡翻墻去找國(guó)外的一些材料進(jìn)行炒作和分析，被引用比較多的是WiWavelength這個(gè)網(wǎng)站的工程師blog

文章本身寫(xiě)的比較全面，客觀的說(shuō)，能夠引用FCC的數(shù)據(jù)，也算比較專(zhuān)業(yè)。

建議學(xué)有余力的同學(xué)，直接去看FCC的報(bào)告，我給出Max和XS的報(bào)告原文兩個(gè)鏈接：（看完你 會(huì)知道一臺(tái)手機(jī)上市之前要做多少測(cè)試）

https://apps.fcc.gov/oetcf/eas/reports/ViewExhibitReport.cfm?mode=Exhibits&RequestTimeout=500&calledFromFrame=N&application_id=ZHPgs4IJV%2Fjmw%2BBctAimUw%3D%3D&fcc_id=BCG-E3219A

https://apps.fcc.gov/oetcf/eas/reports/ViewExhibitReport.cfm?mode=Exhibits&RequestTimeout=500&calledFromFrame=N&application_id=06L8pZ5HOG0gkQw1Jf96aQ%3D%3D&fcc_id=BCG-E3218A

但顯然，作者Andrew J Shepherd，并不是做天線/性能測(cè)試工程師出身，因?yàn)樗褂玫闹饕荅IRP這個(gè)值進(jìn)行論述，而不是OTA，更不用說(shuō)MIMO OTA... ...（不要一臉懵逼啊喂~，聽(tīng)我慢慢說(shuō)）

Andrew J主要通過(guò)對(duì)比以前iPhone X、iPhone8，以及這次的XS、XS Max，最后得出這樣一句話(huà)的結(jié)論：“The takeaway is that iPhone EIRP in the lab has not always been so compromised as it appears to be this year. Real world RF performance comparisons when some users switch from the iPhone X and 8 generation to the iPhone XS generation, no doubt, will be interesting.”

我翻譯過(guò)來(lái)是這樣：歷代iPhone在實(shí)驗(yàn)室里面測(cè)的EIRP值從來(lái)沒(méi)有像今年這樣糙，從上一代iPhone8/X換到這一代iPhoneXS的用戶(hù)，等著你們體驗(yàn)的“好消息”哦*_^

這篇文章的主要問(wèn)題在于：使用了FCC的EIRP作為無(wú)線性能優(yōu)劣的對(duì)比依據(jù)

FCC對(duì)EIRP的要求其實(shí)是限定手機(jī)的最大發(fā)射危害，而不是去量化表征手機(jī)的通信質(zhì)量

EIRP = 傳導(dǎo)發(fā)射功率 + 天線增益，而這里的天線增益，是使用天線在最好方向的值——這一點(diǎn)有一些工程師也會(huì)忽略——對(duì)于一臺(tái)位置和姿態(tài)隨時(shí)變化的手持移動(dòng)的手機(jī)來(lái)說(shuō)，僅僅憑最好方向的EIRP，很難全面了解天線性能

最后，你們可能注意到了，EIRP一直說(shuō)的是“發(fā)射”特性，而你們最關(guān)心的是“接收”性能，這一點(diǎn)，AJ本人在原帖10月31日的一個(gè)回復(fù)中也強(qiáng)調(diào)了一下：

綜上，WiWavelength上面的帖子關(guān)于iPhone XS/XS Max信號(hào)問(wèn)題的參考意義其實(shí)并不大。那么我們應(yīng)該通過(guò)什么樣的測(cè)試和數(shù)據(jù)，能夠去了解一下一臺(tái)手機(jī)的天線或者信號(hào)問(wèn)題呢？

——要做OTA（Over The Air）測(cè)試，而不是傳導(dǎo)（Conductive Testing），

二、傳導(dǎo)測(cè)試、常規(guī)OTA測(cè)試與最先進(jìn)的MIMO OTA測(cè)試：

左邊紅框里面是傳導(dǎo)測(cè)試：把天線旁路掉，測(cè)信號(hào)進(jìn)入天線之前的強(qiáng)度——這也是EIRP公式當(dāng)中的“傳導(dǎo)發(fā)射功率”的測(cè)試方法——FCC用的是這種測(cè)試方法，從最早的射頻測(cè)試就開(kāi)始，方法存在了應(yīng)該有一個(gè)世紀(jì)了

右邊綠框當(dāng)中是常規(guī)OTA的測(cè)試方法：把手機(jī)整個(gè)放到一個(gè)無(wú)電磁波發(fā)射的“微波暗室”當(dāng)中，以便精確地測(cè)量包含天線在內(nèi)的手機(jī)整機(jī)的接收性能和發(fā)射性能，通過(guò)測(cè)量球面每一個(gè)點(diǎn)的功率值，再進(jìn)行球面的加權(quán)平均，可以得到TRP、TIS兩個(gè)指標(biāo)，前者代表發(fā)射性能，后者代表接收靈敏度，還能得到手機(jī)在不同方向的完整的3D性能示意圖（見(jiàn)圖中右下角六個(gè)小圖）——ZEALER用的是這種測(cè)試方法，從2G時(shí)代，已經(jīng)存在了近二十年

這些常規(guī)OTA測(cè)試是蘋(píng)果、三星、華為、oppo、vivo、小米等等廠商天線工程師必做的，然而由于4G開(kāi)始的多天線MIMO（多入多出）系統(tǒng)的出現(xiàn)，原有這兩種測(cè)試方法均無(wú)法很好地對(duì)4G手機(jī)整體性能做評(píng)估：因?yàn)椴粌H僅要考慮天線和手機(jī)整機(jī)，還要考慮由于外界環(huán)境帶來(lái)的信道衰落的影響，考察基帶芯片對(duì)多天線得到的多路信號(hào)的處理能力——這種更接近模擬真實(shí)環(huán)境的測(cè)試，被稱(chēng)為MIMO OTA測(cè)試，是最近5年來(lái)才開(kāi)始出現(xiàn)并標(biāo)準(zhǔn)化的

最新的MIMO OTA測(cè)試，可以完成在規(guī)定信道環(huán)境下的下行吞吐量的測(cè)試，通俗點(diǎn)說(shuō)，就是在實(shí)驗(yàn)室里面模擬一點(diǎn)點(diǎn)降低手機(jī)所在場(chǎng)地的信號(hào)強(qiáng)度，觀察下載速率有沒(méi)有變慢，或者說(shuō)誰(shuí)在更低的信號(hào)強(qiáng)度下，能夠維持住更高的下載速率。MIMO OTA的暗室被設(shè)計(jì)成這樣：

在這個(gè)場(chǎng)地上，我們此次針對(duì)三星Galaxy note9、小米8、華為P20pro、iPhone X，iPhone XS，iPhoneXS Max這幾款有代表性產(chǎn)品，進(jìn)行了無(wú)線性能比對(duì)測(cè)試。

三、MIMO OTA實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果

第一次測(cè)試：

在最新的iOS 12.1升級(jí)之前完成，六款終端分別是：三星Galaxy note9、小米8、華為P20pro、iPhone X，iPhone XS，iPhoneXS Max。

由于時(shí)間所限，僅針對(duì)FDD Band3（工作頻率：1800MHz附近）, TDD Band39（工作頻率：1900MHz附近）, TDD Band41（工作頻率：2500MHz附近）三個(gè)典型頻段進(jìn)行測(cè)試（依據(jù)工信部的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YD/T2869.1-2015）

因?yàn)樵贐and 41觀察到了iPhone XS/XS Max建立連接困難的情況，沒(méi)有完成比對(duì)。

第一次測(cè)試的結(jié)論：

從Band3和Band39的情況看，最新這代iPhoneXS和XS Max的性能比去年的iPhone X是有顯著提升的，這應(yīng)該得益于他們最新的4X4 多天線設(shè)計(jì)；

XS和XS Max在Band41發(fā)生建鏈困難，復(fù)測(cè)如故，原因不明；

PS:后來(lái)經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)測(cè)，Max一旦建立鏈接之后，所得測(cè)試曲線顯示性能并不差；

2. 第二次測(cè)試：

雖然蘋(píng)果公司沒(méi)有官方回應(yīng)XS和XS Max的信號(hào)門(mén)，但是在最新的iOS12.1版本升級(jí)中有如下描述：

因此我們第二次對(duì)升級(jí)前后的XS Max做了復(fù)測(cè)，參與測(cè)試的樣機(jī)有5臺(tái)：iPhone X， XR, XS, 以及兩臺(tái)Max，記錄為Max-1，Max-2。

現(xiàn)象：升級(jí)之前，在Band41上，XS和兩臺(tái)Max依然有建鏈困難的現(xiàn)象，但一旦建立鏈接，性能曲線保持比較好的狀態(tài)——而升級(jí)之后，在Band41建鏈困難的現(xiàn)象消失了！

以下貼出升級(jí)完成后的MIMO OTA測(cè)試圖線：

第二次測(cè)試結(jié)論：

升級(jí)iOS12.1之后，對(duì)XS和XS Max的建鏈能力有所改善；

但XR在Band3上出現(xiàn)了異常情況，原因不詳；

四. 個(gè)人分析與結(jié)論：

1. 先說(shuō)點(diǎn)令人稱(chēng)贊的方面：

iPhone的射頻與天線設(shè)計(jì)能力在業(yè)界是比較領(lǐng)先的，自從iPhone X開(kāi)創(chuàng)蘋(píng)果的全面屏以來(lái)，天線性能要保持不退化太多，對(duì)天線工程師來(lái)說(shuō)的難度就已經(jīng)加倍，此次iPhone XS/Max初次推出4x4 MIMO，就一步達(dá)成了在數(shù)個(gè)頻段都支持四天線，整個(gè)跨越了1700MHz~2500MHz如此大的頻寬范圍——相比之下，另外兩家競(jìng)爭(zhēng)者基本只在某幾個(gè)高頻頻段支持4x4，二者的設(shè)計(jì)難度有本質(zhì)的不同——以下數(shù)據(jù)來(lái)源于FCC報(bào)告，可以推斷XS和Max第3、4根天線分別支持的頻段：

紅色方框部分是1GHz以下頻段，很難做出4根能起到作用的天線，目前尚無(wú)任何支持4x4的商用手機(jī)產(chǎn)品；

藍(lán)色方框部分是2.5GHz以上頻段，三星、華為、蘋(píng)果都已有商用產(chǎn)品支持4x4；

綠色部分從1.7GHz-2.5GHz，同時(shí)能夠覆蓋藍(lán)色+綠色這兩個(gè)頻域內(nèi)各頻段的4x4，目前應(yīng)該只有iPhoneXS和XS Max，其他廠商通常是支持其中某一個(gè)或某幾個(gè)頻段；

結(jié)論一：蘋(píng)果雖然不是第一家將4天線應(yīng)用到手機(jī)當(dāng)中的廠商，但是能夠?qū)?天線覆蓋如此寬的頻域范圍，這種設(shè)計(jì)能力，當(dāng)今武林，唯有iPhone——猶如一個(gè)厚積薄發(fā)的武林高手，一次打通任督二脈；

結(jié)論二：從技術(shù)優(yōu)勢(shì)應(yīng)用到產(chǎn)品性能提升：從這次MIMO OTA實(shí)驗(yàn)室的吞吐量測(cè)試結(jié)果看，相比于上一代iPhone X，新一代iPhone性能提升的效果已經(jīng)達(dá)成

2. 再說(shuō)點(diǎn)可能需要注意的：

但與此同時(shí)，在狹小空間額外增加了兩路天線，對(duì)四路天線之間的不平衡、匹配電路設(shè)計(jì)等等提出了更大的挑戰(zhàn)，而為了覆蓋如此眾多頻段，部分頻段上的性能折中也是不可避免的。多天線技術(shù)就像金庸先生筆下周伯通的左右互搏絕技：要一手畫(huà)方，另一首畫(huà)圓，互不相關(guān)，才能發(fā)揮出奇效?！炀€擠在一個(gè)狹小空間，4x4比2x2更難做到互不相干。

對(duì)于我們此次在測(cè)試過(guò)程中觀察到的建鏈困難的現(xiàn)象，我個(gè)人的猜測(cè)是：如同此前各家在金屬外殼下慣例使用的TAS（Transmit Antenna Switch，發(fā)射天線切換策略）技術(shù)類(lèi)似，4個(gè)接收/反射天線的復(fù)用、選擇與切換，內(nèi)部執(zhí)行的判別機(jī)制和選擇策略，復(fù)雜度也變得比以往更高，這可能是造成在某些場(chǎng)景下內(nèi)部天線切換失效，再重啟一下又能恢復(fù)正常的原因——而光看看EIRP，或者看單根天線增益，是看不出所以然的。

推測(cè)一：雖然與基站建立鏈接后數(shù)據(jù)下載方面iPhone XS和Max都有提升，但是由于內(nèi)部射頻通路或多天線之間的智能切換機(jī)制復(fù)雜，可能導(dǎo)致建鏈?zhǔn)?，需要?nèi)部重置——反而不如單天線或2x2來(lái)的簡(jiǎn)單、有效

推測(cè)二：iOS12.1通過(guò)軟件升級(jí)是無(wú)法改善硬件性能的，能夠修改的是一些切換機(jī)制和算法——事實(shí)上硬件本身已經(jīng)很強(qiáng)大，就好像既有丈八蛇矛，又有倚天劍、屠龍刀，但什么時(shí)候選哪件兵刃應(yīng)敵——這是個(gè)令人頭疼的問(wèn)題

推測(cè)三：如果以上推測(cè)成立，我不認(rèn)為intel的基帶要為iPhone XS/Max的信號(hào)門(mén)買(mǎi)單，這部分應(yīng)該不是intel目前承接的范疇——未來(lái)會(huì)不會(huì)集成進(jìn)去？難說(shuō)

手機(jī)發(fā)展到今天，軟件上在說(shuō)人工智能，而硬件上也在引入各種復(fù)雜的自適應(yīng)策略，以便一邊保障用戶(hù)體驗(yàn)，另一邊還要嚴(yán)格遵守各國(guó)的射頻法規(guī)要求——天線工程師們變成了一群游走在市井江湖中的玄學(xué)先生：摸著電路，掐指算卦，終日無(wú)休。

五、鳴謝：

此次測(cè)試全過(guò)程，得到了愛(ài)否科技與中科國(guó)技的全力協(xié)助與支持，還有其他不愿具名的業(yè)界朋友分享的重要信息，本人必須在此一一鳴謝：

愛(ài)否科技：新浪微博@愛(ài)否科技

——吳博士評(píng)語(yǔ)：愛(ài)否是一家想“站著也把錢(qián)賺了”的科技新媒體，且站且珍惜，遙祝！

中科國(guó)技：http://www.hwa-tech.com/

——吳博士評(píng)語(yǔ)：與中科國(guó)技合作時(shí)間越長(zhǎng)，就越體會(huì)得到創(chuàng)業(yè)者的艱辛和堅(jiān)持的可貴，遙祝！

來(lái)自芯片廠商、認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室、運(yùn)營(yíng)商、手機(jī)廠商的不愿具名的業(yè)界朋友

——吳博士評(píng)語(yǔ)：因?yàn)橛心銈儯也皇且粋€(gè)人在戰(zhàn)斗！我不是一個(gè)好下屬，也不是一個(gè)好leader，但絕逼算是一個(gè)好朋友！

我的太太，女兒和小寶

——吳博士評(píng)語(yǔ)：往后余生，家庭才是主航道，帶娃才是主業(yè)?？丛u(píng)測(cè)和做評(píng)測(cè)的年輕娃子們，你們都不懂我說(shuō)的是什么，就說(shuō)我來(lái)蹭熱度...其實(shí)我只是一時(shí)技癢...