先前无线蓝牙™耳机的共存测试(TWS 真无线蓝牙耳机干扰与不同步之研究)目的在于关注于耳机实体按键控制的延迟问题，以及聆听音乐时因无线干扰而产生的异常音状况。为了要重现干扰情境中蓝牙耳机的状况，在电波隔离室中以实际的无线产品当作干扰源，来影响蓝牙耳机讯号的传输。在此情境下所观察到的音频状况以音频分析仪解析，判断SER (Sound Error Rate)是否在5%以下。
➪ 其他细部的解说请见原稿出处：https：//www.allion.com.tw/tws-bluetooth-earbuds-testing/
在概述完先前蓝牙™耳机共存测试的架设目的及手法后，我们将说明先前测试架设中所会遇到限制或需要调整的问题，请见下图一为测试架设简图：
(图一) 无线蓝牙™耳机的无线共存测试架设图
环境架设相关问题及限制：
- 此架设只能执行蓝牙™耳机的BT Mode测试 (直接与PC配对)，无法执行耳机Dongle Mode的测试(经由Dongle配对)
- 此架设只能验证耳机，无法验证麦克风的效能
- 蓝牙™耳机的收音工具并非专业的声学量测设备，可能造成测试无法一致。
- 干扰源为实际的WiFi无线产品时，WiFi干扰源间较容易互相干扰，造成WiFi干扰源讯号不稳定的情形，而可能致使测试无法一致。
- 以SER(Sound Error Rate)的结果来判断蓝牙耳机的表现，SER越大表示蓝牙耳机的表现越差，是负相关的判读方式，因此没有那么直观且好理解。
那在了解先前蓝牙™耳机共存测试中的相关问题后，接下来透过下列事项说明百佳泰在无线蓝牙耳机共存测试手法中的精进与改变:
- 环境架设说明
- 无线耳机功能测试项目
- SCR vs SER 理解度差异
- 实际测试结果
环境架设说明：
为了模拟蓝牙™耳机在不同干扰场域的使用情形，执行测试时会将蓝牙耳机放在电波隔离室内，以隔绝外在讯号干扰，再藉由调整干扰源来达成模拟不同场域的测试情境。
新的架设简图，以下再分做几项重点来说明与之前架设的不同处 (下图二) :
(图二) 新无线蓝牙™耳机的无线共存测试架设图
- 无线信号架设连接模式
以计算机与蓝牙™耳机联机进行测试，联机方式可由计算机的蓝牙功能直接联机(BT Mode)或是透过Dongle联机(Dongle Mode)。 - 音频分析架设 (Audio Analyzer & HATs)
在测试过程中为了要分析蓝牙™耳机在干扰情况下的音讯表现，我们把蓝牙耳机待测物挂上声学人偶HATs (Head and Torso Simulator) (如图三)，以声学人偶上的仿人耳与仿人嘴模型，来仿真真人的相关声学效应，再搭配上音频分析仪( Audio Analyzer)连接于后端分析音频。
(图三) 声学人偶 (HATs) - 2.4GHz干扰天线
由架设简图可知与讯号产生器连接的干扰天线架设共有4支，且4支天线摆放于HATs周围的4个方向。干扰天线摆放以HATs为中心位置，HATs的正面、背面、左边、右边，四个方向各有一只干扰天线。当4支天线一起发射干扰讯号时，我们可以仿真蓝牙™耳机四周都有干扰源的情境。或是单独使用一只干扰天线发射干扰讯号，则可以仿真不同单方向的干扰情境，而可以得知蓝牙耳机在哪个角度下较容易受到干扰讯号的影响。
(图四)干扰源方向的架设示意图 - 2.4GHz干扰源
WiFi干扰源改由讯号产生器(Signal Generator)来产生，以方便控制不同的干扰变因，而让干扰模拟情境接近实际场域情形，干扰环境的变因如下： 干扰讯号的强弱、频道使用率(Utilization %)、使用的无线技术(DSSS、OFDM…)、使用带宽、干扰来源数量。另外，蓝牙™之跳频干扰部分，因其跳频机制较为复杂，所以为了要更贴近实际蓝牙的跳频行为，所以蓝牙干扰都以实际蓝牙装置来产生。以上藉由调整不同干扰变因而能有不同程度的干扰情境设计，以鉴别出蓝牙耳机抗干扰能力之优劣。
无线耳机功能测试项目：
无线耳机的共存测试目的是以使用者体验的感受为判断依据，在使用场域中可能的联机模式有两种，BT Mode及Dongle Mode。 而这两种联机方式下的无线耳机在受到干扰时，耳机的麦克风功能(Mic)以及聆听功能(Speaker)皆可能有影响。因此对上述问题，相对应的检测项目为:
- 无线耳机联机模式
使用具蓝牙™联机功能的计算机直接与蓝牙耳机联机，就可执行BT Mode的相关测试。而若把Dongle插上计算机的USB Port再与耳机联机，则可执行Dongle Mode的相关测试。 - 无线耳机播放测试
透过无线耳机拨放单音频档案，再由声学人偶收音之后，经后端的音频分析仪分析当中的异常音状况次数，如此评估出耳机的聆听功能(Speaker)所受干扰影响的程度。
- 无线耳机麦克风测试
透过声学人偶的人工嘴拨放出单音频音源，再由耳机之麦克风录音至联机计算机端，录音文件由音频分析仪分析当中的异常音状况，来评估耳机的麦克风(Mic)所受干扰影响之程度。
SCR vs SER 理解度差异：
在无线耳机共存实验中，皆以单音频为测试音档，当耳机受干扰时，音频表现上就会有一些异常状态，而在统计这些异常状态后而得到SER (Sound Error Rate)，其判读上与蓝牙™抗干扰能力为负相关，但我们希望以更直观的指标来观察无线耳机抗干扰能力的优劣，而将音频错误率(Sound Error Rate)结果转换成音频正确率 (Sound Correct Rate)，也就是以100%减去SER的结果，而得到SCR的结果，而SCR的数值判读就会是与无线抗干扰能力为正相关，让判读上较容易理解。另外，无线耳机的使用者对于SER容忍范围约落在5%内，而相对于SCR数值来说就会是95%以上，为可接受的范围，详细听感对比结果请见下表一。
(表一) 使用者对于音频正确率的实际感受
实际测试结果：
本次测试包含三款无线耳机，每款耳机皆有两种联机模式： Bluetooth Mode、Dongle Mode，以这两种不同的联机方式之下去观察耳机的聆听功能(Speaker)及麦克风功能(Mic)所受干扰环境的影响。以下的图五是Bluetooth Mode的结果，三只测试耳机的Speaker部分，SCR都有95%以上，都属于使用者能接受的表现范围。然而Mic的部分(请见图五)，J牌在左边的干扰角度之下及全方向的干扰时SCR都低于95%，而其他两只耳机则仍保持SCR：95%以上的水平。可见Bluetooth Mode麦克风功能受干扰的影响大于聆听功能，而在麦克风测试中J牌的表现是最差。
(图五) BT Mode Speaker/Mic Test
以下图六是Dongle Mode的结果，Speaker功能的部分，三只耳机的差异不大，且SCR数值都大于95%以上。而Mic的结果看来，只有P牌的结果最差，且不论是在什么样的干扰角度情形，可见此耳机在Dongle Mode之下的麦克风功能，较其他两只耳机更容易受干扰影响。
(图六) Dongle Mode Speaker/Mic Test
由以上Bluetooth Mode及Dongle Mode的结果来观察，Speaker功能不论是以哪种联机模式进行测试，大部分耳机的SCR都能维持在95%以上 ; 然而Mic功能的SCR结果不论以哪种联机模式进行测试，不同厂牌耳机彼此差异比较大。在说明造成此差异的原因之前，需要先说明一下，Mic和Speaker测试时发射端与接收端的角色关系 : 在Speaker的使用行为，耳机主要是作接收，计算机是发射端；而Mic的使用行为，耳机则是作传输，计算机是接收端。而通常计算机整体的无线发射效能会比耳机高，因此这可能就造成Mic测试下，因耳机的无线发射效能较低的关系，让Mic功能容易受干扰影响而有不同的SCR结果。
在互联技术不断演进以及互连装置数量不断激增的世界，无线共存的问题会越趋于复杂且频繁出现，百佳泰重视无线共存的问题，并会持续提升无线共存测试的能力，以提供点线面的全方位测试服务及一致性的测试过程和环境，协助您强化产品对于无线共存讯号的耐受性，让产品用户能有可靠的用户体验，并提升产品的市场竞争力。
