本文著重於探討平板POS外殼和基座對無線連線效能造成的影響，以及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。
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機臺，平板POS系統具有哪些優勢？依據使用者需求，可以分別從硬體、價格、服務了解平板POS系統的優勢。
POS應用新面貌：平板POS系統
關於平板POS系統的特色，包括：
? 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機臺便宜，對於預算有限的店家來說是個不錯的選擇。
雖然現今越來越多企業引進平板POS系統，但是採用平板也存在一些問題，例如：1.安全性：平板的安全性較低，容易被駭客攻擊，造成資料外洩；2.穩定性：平板的穩定性較差，容易死機或當機，影響正常使用；3.耐用性：平板的耐用性較差，容易損壞，需要經常維修或更換。
平板POS系統外殼和基座之功能與潛藏風險
為了克服這些問題，多家供應商推出了專用於平板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；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，亦即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。
本文將探討平板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。
實例說明
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，並且能提供客觀的建議，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，表一和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 |
|
表一：LTE測試條件
|
LTE
|
Bandwidth(MHz)
|
Uplink EARFCN
|
Downlink EARFCN
|
|
2
|
10
|
18900
|
900
|
|
4
|
20175
|
2175
|
|
5
|
20525
|
2525
|
|
12
|
23095
|
5095
|
表二：Wi-Fi測試條件
|
Wi-Fi Band(GHz)
|
Standard
|
Bandwidth(MHz)
|
Channel
|
TRP Data Rate
|
TIS Data Rate
|
|
2.4
|
ax
|
20
|
6
|
MCS 0
|
MCS 9
|
|
161
537
|
40
|
36
|
|
161
|
MCS 11
|
|
6
|
40
|
37
|
|
197
|
分析量測結果
量測一
圖二表示不同LTE頻段下的總輻射功率（TRP）的結果，並比較了三種情境分別為「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）。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臺模擬器。而有外殼及基座的TRP數值也低於無外殼情境。
量測二
圖三則是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，從圖中可以看出，「無外殼」在所有測試的LTE頻段上提供最佳化的接收器靈敏度，而添加「外殼」或「有外殼及基座」則會導致效能低落。這些效能低落情況在實際使用上會產生使用距離變短，導致在使用者體驗上將大打折扣。
量測三
圖四（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2.4 GHz的Channel 6時急劇惡化而在5 GHz和6 GHz的頻道影響較小。
圖四（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，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。
| 圖四 : 三種情境下Wi-Fi的TRP/TIS比較圖 |
|
根據我們的分析後，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：1.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；2.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。
