自數位通訊問世以來，多重輸入與多重輸出(MIMO)技術可說是無線通訊技術最重要的下一個發展。許多新的無線通訊標準都包含MIMO選項，但目前為止，最引人矚目的標準就屬美國電子電機工程師協會(IEEE)的無線區域網路(WLAN)標準802.11n。雖然這項標準仍處於草擬階段，但市面上已經可以買到具有MIMO優點的Pre-802.11n無線區域網路設備。各方評論這項設備的結果顯示，MIMO技術確實可行，運用這項技術，毋須增加頻寬或輸出功率，即可大幅提高無線區域網路設備的資料速率或範圍。
然而，MIMO的好處也不是平白享有、毋須付出代價。若要具備MIMO的能力，就必須在通訊連結的兩端使用多組發射器和接收器，除了會為產品增加成本和帶來額外的複雜度外，也可能對生產和終程測試的成本造成極大的影響。
另外，為了得到MIMO系統提高效能的好處，發射器和接收器本身的效能也必須大幅優於我們對現有正交分頻多工(OFDM)無線區域網路標準如 802.11g的期待。伴隨新的效能要求而來的是，所使用的生產測試系統必須克服新的挑戰，才能確保產品符合品質及效能要求的目標。結果有沒有可能在發射器和接收器的數目變成兩倍、3倍或甚至4倍，而且在規格要求更嚴格的情形下，是否能守住802.11a/g系統的測試成本？
比較生產測試方法
無線區域網路製造商可以選擇MIMO測試所需的測試設備類型和供應商，為了避免增加測試時間，有必要謹慎地選擇可以維持品質又能限制測試成本的方法。過去選擇傳統設備所依循的論點依舊適用於MIMO，然而，除了要維持可接受的測試時間以外，也有必要測試待測裝置(DUT)是否具有夠高的MIMO效能。測試方法通常有4種選擇：
多年來，無線區域網路生產都嘗試使用傳統的測試方法，早年之所以會採行這種方法純粹是因為沒有專用的無線區域網路測試儀器。這種方法有一些缺點，包括發射器(TX)的測試涵蓋範圍差，以及GR的支援性有限等。既沒有簡單的方法可以驗證TX的品質，而且因為使用的是特殊的測試模式，所以GR的方法也只適用於裝置類型相符的測試。
當新類型的裝置或新的標準出現時，通常會採用GR的方法，部分原因是未必會有適用的測試設備可以解調出新的訊號。在生產初期使用GR還能驗證通訊協定和媒體存取控制(MAC)器，而經過一段時間後，隨著產量的提高，通常可以轉向使用OBT，而逐步停用GR。
相較於傳統的測試方法，使用GR加單一OBT確實有一些優點，OBT可以提供高效能的解調能力，以便測試所有重要的TX參數，除了功率和頻譜量測以外，還包括誤差向量值(EVM)、載波洩漏以及頻譜平坦度等。運用OBT可以準確地校準GR的輸出，且可以使用GR，在模擬的MIMO條件下量測接收器的靈敏度。這樣做須使用一個簡單的頻道模擬網路，或只要直接將DUT的接收器(RX)連接到GR的TX，加上適當的衰減就行了。至於如何使用支援單一頻道的 OBT來量測多個MIMO頻道的問題，仍須加以解決，足夠的測試涵蓋範圍和可接受的測試時間相當重要。
從生產測試的角度來看，採用單一部OBT是最簡單的方法，完全沒有使用GR的缺點，而且可以提供傳統方法具備的所有重要的量測能力。然而，必須要了解的是，要用什麼方法才能維持測試時間在可接受的範圍，且能涵蓋所有的MIMO測試項目。
理論上，支援多頻道的OBT或多部OBT應該能解決上述所有的問題，但代價是成本較高。如果可以觸發OBT來同時量測或產生多個訊號，那麼測試時間就可以與非MIMO的裝置近似。由於多頻道的產生器或分析儀可以測試出DUT真實的MIMO效能，因此可以涵蓋完整的MIMO測試項目。這種方法的最大問題在於測試成本，舉例來說，具有3組頻道的DUT須要使用一部含3個頻道的產生器和分析儀，或3部連接在一起的OBT，以進行適當的觸發測試。對某些無線區域網路製造商來說，可能無法接受這麼高的測試設備成本，尤其是這種方法的優點又無法證明成本增加是值得的話。
表1列出上述每一種方法的優缺點，表格最左欄是製造商在架設生產線時，通常會考慮的主要因素，其重要性依序遞減。
最佳化設計無線區域網路OBT
由表1可以看出，若能先解決速度上的限制，則使用單一部OBT進行MIMO測試是最好的方法。為了說明其可能性，須先介紹OBT的內部架構。
無線區域網路OBT的量測時間大部分都花在擷取資料的傳送上面，而非訊號處理上面，因此，有必要設計一個可以限制傳送到訊號處理器的資料量和傳送頻率的內部架構。以下定義一些有助於設計出最佳OBT的原則：
當這些標準都達到後，就有可能以非常有效率的方式，在最理想的測試時間內，量測無線區域網路DUT。除此之外，只要運用適當的頻道連結硬體，就可以測試MIMO DUT，且測試時間只會略微增加。
快速量測MIMO裝置
如前所述，因MIMO DUT內有額外的發射器和接收器，且MIMO有特定的測試要進行，因此須要執行一些額外的量測。所需的測試方法不僅要能執行額外的測試，還要維持量測的正確性。使用多部OBT可以達到此一目的，然而，這種方法的成本對許多製造商來說可能太高。另一種方法是使用單一部OBT，並設計一種方法來連接DUT和 OBT，目標是要將量測速度最佳化，並兼顧量測的正確性。以下兩種做法可供參考：
功率分配器/結合器
使用功率分配器/結合器(Power Splitter/Combiner)，將每一個MIMO頻道與OBT相連接(圖1中的上圖)。這種結合的方法對某些製造商而言，或許會有吸引力，因為只要在每個頻道上使用特定且已知的Payload資料，可能就可以提供虛擬的EVM量測，且能大致看出每個TX的效能。然而，也可能無法判定因頻道隔離度不佳或暫態變化造成MIMO效能變差的狀況，另外，也無法檢查RX路徑的MIMO效能。
切換矩陣
使用切換矩陣(Switch Matrix)的方法(圖1中的下圖)可避免這些缺點，但是否也能避免測試時間大幅增加的問題？使用這種方法也還不確定是否可以量測出MIMO效能，至於測試時間的問題則可以參考OBT的架構。值得注意的是，測試時間與擷取資料的處理方式比較有關，而非處理資料的時間，了解這一點以後，合理的下一步就是要確保取樣到的所有MIMO TX訊號都要出現在DSP的記憶體中。這樣一來，所需的額外測試時間就只會受限於DSP的能力。
這種方法可能可以測出真實的MIMO效能，如頻道的隔離度和EVM，另外，也可能可以測試RX頻道的隔離度。其做法有兩種，一是將由DUT擷取到的原始 MIMO資料傳到外部進行處理，以計算出頻道的隔離度；二是觀察一個沒有輸入訊號之頻道的接收訊號強度指示器(RSSI)或封包錯誤率(PER)，而另一個頻道則連接到產生器，藉此測定隔離度。
校準與調校
至於針對MIMO技術，則須另做特定的測試：
如同802.11a/b/g無線區域網路裝置一樣，MIMO裝置也須要校準或調校，其做法是在預先定義好的特定條件下量測DUT的原始效能，再將測試資料儲存在測試機台或伺服器中，然後將這分資料處理過的版本下載到DUT中。每一家晶片商都有自己偏好的校準方法，目前的趨勢是，隨著新裝置的出現，所執行的校準次數愈來愈少，預計該趨勢還會持續，最終有可能會免除所有的校準，以便徹底改善每個裝置的總體測試時間。
參數測試
一旦MIMO DUT成功完成校準程序後，就應該進行完整的測試，且通過測試的機率應該要相當高。這個階段所要執行的測試須經過審慎的挑選，以便能檢測出最多已知的生產問題。許多測試項目與802.11a/b/g無線區域網路DUT是一樣的，另外再加入一些適當的測試，以確保產品具有夠高的MIMO效能(表2)。
考量測試時間
圖2所示為利用一部OBT來測試802.11a/g裝置時，每個項目所花的典型量測時間。802.11a/g DUT的總測試時間通常介於50～80秒之間，取決於所採用的測試計畫和設備。基本上，除非每個MIMO頻道都個別使用一套測試設備，否則測試時間會與頻道數成正比增加，另外還要再加上一些執行MIMO特有測試的時間。不過，實際的情形是，測試時間完全取決於測試儀器的架構，以及在儀器中所設定的測試方式。由圖2可以看出，功率和頻譜量測占據總測試時間的最大比例，RX校準和靈敏度測試居次，剩餘的其他測試僅占總測試時間的一小部分而已。
由進一步的瓶頸分析可以得知，只要將OBT的架構設計最佳化，盡可能減少在OBT內傳送大塊的資料，或是在某些情況下，透過區域網路或USB將大筆資料從 OBT送到個人電腦中，執行進一步處理，就可大幅改善測試時間的問題。顯然，測試時間並非全然取決於要執行的測試有多少，而是OBT如何擷取資料以及如何將它傳送到DSP中。
量測會影響MIMO效能的每一項因素，因此不僅須要進行所有傳統的無線區域網路量測，以確保每一個MIMO頻道都能正確地運作，還必須檢查頻道間的串訊或隔離度。不難了解如果測試計畫無法驗證特定的MIMO效能，那麼一些可能嚴重影響MIMO能力的生產問題或許就無法被檢測出來。
因此唯有健全、完整的測試方法和技術，才能確保新的MIMO無線區域網路產品的品質、可靠度及效能，而採用最佳的OBT架構，才有可能提供802.11a/b/g和MIMO裝置所需的測試計畫，既能避免測試時間大幅增加，又能確保足以涵蓋MIMO特有的各項測試。