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浅谈蓝牙无线测验及射频标准

蓝牙产品制造商为了获得蓝牙商标,必须将其蓝牙产品交给BQTF(蓝牙认证测试设备)进行测试,并将其测试结果和产品送给BQB(蓝牙认证人员)

蓝牙产品制造商为了取得蓝牙商标,有必要将其蓝牙产品交给BQTF(蓝牙认证测验设备)进行测验,并将其测验成果和产品送给BQB(蓝牙认证人员)进行检查。蓝牙认证比较复杂,每进行一次蓝牙认证,请求者都要向BQRB(蓝牙认证点评委员会)交纳一笔可观的费用。因而,蓝牙产品制造商十分有必要进行蓝牙预认证。蓝牙测验包含兼容性测验和互通性测验,蓝牙无线测验归于兼容性测验,验证蓝牙产品的射频功能是否契合蓝牙射频标准。许多OEM厂家直接购买现已取得蓝牙认证的蓝牙芯片或模块,从而开发蓝牙产品,如移动电话、个人数字助理(PDA)、电脑、打印机、MP3播放器、数字相机、轿车、玩具等。因为不同类型产品的需求,或许需求替换天线,或许因为其它无线模块或时钟模块的影响,以及电源的改变,这些都会导致蓝牙终究产品的射频功能发生改变,因而在研制和出产过程中有必要对该产品的射频功能进行测验,以保证其无线目标契合蓝牙射频标准的要求。

1 蓝牙无线测验办法和目标

现在的蓝牙无线测验标准的版别为0.91版别,它界说了蓝牙无线测验目标及其测验办法。蓝牙无线测验装备包含一台测验仪和被测设备(EUT,Equipment Under Test),其间测验仪作为主单元,EUT作为从单元。两者之间能够经过射频电缆相连也能够经过天线经空中传输相连。测验仪发送LMP指令,激活EUT进入测验形式,并对测验仪与EUT之间的蓝牙链路的一些参数进行装备。如测验办法是环回仍是发送办法,是否需求进行跳频,分组是单时隙分组仍是多时隙分组,分组的净菏是PN9,仍是00001111、01010101。测验形式是一个特别的状况,出于安全的考虑,EUT有必要首要设为“Enalle”状况,然后才干空中激活进入测验形式。

下面介绍蓝牙无线目标及其测验办法。

1.1发信机测验

(1)输出功率

测验仪对初始状况设置如下:链路为跳频,EUT置为环回(Loop back)。测验仪发射净荷为PN9,分组类型为所支撑的最大长度的分组,EUT对测验仪宣布的分组解码,并运用相同的分组类型以其最大输出功率将净荷回送给测验仪。测验仪在低、中、高三个频点,对整个突发规模内丈量峰值功率和平均功率。标准要求峰值功率和平均功率各小于23dBm和20dBm,而且满意以下要求:假设EUT的功率等级为1,平均功率> 0dBm;假设EUT的功率等级为2,-6dBm<平均功率<4dBm;假设EUT的功率等级为3,平均功率<0dBm。

(2)功率密度

初始状况同(1),测验仪经过扫频,在240MHz频带规模内找到对应最大功率的频点,然后以此频点进行时域扫描(扫描时间为1分钟),测出最大值,要求小于20dBm/100kHz。

(3)功率操控

初始状况为环回,非跳频。EUT别离作业在低、中、高三个频点,回送调制信号为PN9的DH1分组。测验仪经过LMP信令操控EUT输出功率,并测验功率操控步长的规模,标准要求在2dB和8dB之间。

(4)频率规模

初始状况同(3),测验仪对EUT回送的净荷为PN9的DH1分组扫频丈量。当EUT作业在最低频点时,测验仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fL;当EUT作业在最高频点时,测验仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz时的频点fH。关于79信道的体系,要求fL、fH坐落2.4~2.4835GHz规模内。

(5)20dB带宽

初始状况同(3),EUT别离作业在低、中、高三个频点,回送调制信号为PN9的DH1分组。测验仪扫频找到对应最大功率的频点,而且找到其左右两边对应功率下降20dB时的fL和fH,20dB带宽Df = | fH – fL |,要求Df小于1MHz。

(6)相邻信道功率

初始状况同(3), EUT作业频点别离为第3信道、第39信道和第75信道,回送净荷为PN9的DH1分组。测验仪扫描整个蓝牙频段,测验各个信道的功率。要求相邻第2道的走漏功率小于-20dBm,相邻第3道及其以上的走漏功率小于-40dBm。

(7)调制特性

初始状况同(3), EUT别离作业在低、中、高三个频点。测验仪以所支撑的最大分组长度发送净荷为11110000的分组,并对EUT回送的分组核算频率偏移的峰值和均值,别离记为Df1max 和Df1avg。测验仪以所支撑的最大分组长度发送净荷为10101010的分组,并对EUT回送的分组核算频率偏移的峰值和均值,别离记为Df2max 和Df2avg,要求满意以下条件:至少99.9%的Df1max满意140kHz< Df1max <175kHz;至少99.9%的Df2max 3115kHz;Df2avg /Df1avg 30.8。

(8)初始载波容限

EUT为环回状况,回送净荷为PN9的DH1给测验仪。测验仪先将链路置为非跳频,EUT别离作业在低、中、高三个频点,然后测验仪再将链路置为跳频。测验仪根据4个前导码核算载波频率f0,要求与标称频率fTX的差小于75kHz。

(9)载波频率漂移

初始状况同(3),EUT别离作业在低、中、高三个频点,回送调制信号为10101010的DH1/DH3/DH5分组。测验仪先根据4个前导码核算载波频率f0,然后每10比特净荷测验一次频率,其与初始载频的差为瞬时频率漂移。最终测验仪将跳频翻开,从头测验一切频点下的瞬时频率漂移。瞬时频率漂移之间的差界说为漂移速率。关于DH1分组,要求每次的瞬时漂移小于25kHz,关于DH3、DH5分组,要求载波瞬时漂移小于40kHz。标准还要求载波漂移速率小于4000Hz/10μs。

1.2 收信机测验

以上介绍了蓝牙发信机的无线目标及其测验。关于收信机测验来说,一切目标的测验都是根据误比特率的计算,而且至少要计算1600000个比特。众所周知,在误帧率较大的状况下计算误比特率没有任何含义,因而,为了精确测验收信机的功能,测验仪有必要能测验由以下6种状况导致的FER:CRC差错、不正确的净荷长度、同步字犯错、HEC犯错、EUT给MT8850A回送NACK分组、在预期的时隙内没有收到EUT发送的分组。下面介绍蓝牙收信机的测验。

(1)单时隙灵敏度

初始状况同1.1(3),EUT别离作业在低、中、高三个频点,回送调制信号为PN9的DH1分组。按照蓝牙标准的要求,测验仪操控其输出功率,以使EUT的收信功率为-70dBm。蓝牙标准答应EUT发送的射频信号具有75kHz的初始差错和40kHz的频率漂移,即一共答应有115kHz的差错。此外,还要考虑调制、符号守时等引起的差错。假设EUT的收信机功能由一个输出“完美”信号的测验仪来测验,其测验成果不足以供给冗余度来习惯真实的无线传输环境,用户将得到一个关于收信机质量的过错成果。经历告知咱们,关于有扰测验,蓝牙收信机的灵敏度一般会劣化4~10dB,详细值与分组长度和蓝牙芯片品种有关。测验仪有必要支撑有扰发射(dirty transmitter),见表1,将搅扰加入到发送的蓝牙信号中,每20ms一组,从第一组顺次到第十组,再回来第一组,不断重复。此外,蓝牙基带信号还受一正弦波调制。测验仪对误码率进行计算,要求误码率BER<0.1%。此外,假设有条件的话,最好在跳频状况下再从头测验一遍。

(2)多时隙灵敏度

类似于单时隙灵敏度的测验,不过分组类型为DH3、DH5。

(3)C/I功能

初始状况同1.1(3), EUT别离作业在低、中、高三个频点。测验仪发送的有用信号为净荷PN9的DH1分组,一起还发送净荷PN15的蓝牙搅扰信号。有用信号和搅扰信号的功率电平参见表2。测验仪进行误码率计算,要求BER<0.1%。

(4)堵塞功能

堵塞特性是指在其它频段存在大的搅扰信号时,接纳机接纳有用信号的才能。初始状况同1.1(3),EUT收发频点为2460MHz(58号信道)。测验仪不只发送净荷为PN9的DH1分组作为有用信号,而且发送频率为30MHz到12.75GHz之间的接连波搅扰信号。有用信号的功率电平比参阅灵敏度高3dB,参阅灵敏度是指满意必定的误码率状况下,接纳机能够接纳的最小电平。搅扰信号的电平比表3给出的大2dB。测验仪计算误码率,假设BER>0.1%,则测验仪记载此刻搅扰信号的频点,要求频点的个数小于24。其他条件不变,仅把搅扰信号的电平降为-50dBm,测验仪记载BER>0.1%时的搅扰信号的频点,要求其个数小于5个。

(5)互调功能

互调特性是指存在两个或多个跟有用信号有特定频率联系(它们的互调产品刚好落在有用信号带内)的搅扰信号的状况下的接纳才能。初始状况同1.1(3),EUT收发频点相同,别离为低、中、高频点。测验仪不只发送净荷为PN9的DH1分组作为有用信号,其功率比参阅灵敏度高6dB;而且发送功率为-39dBm、频率为f1的正弦波搅扰信号,以及功率为-39dBm、频率为f2的PN15调制的蓝牙搅扰信号。2倍的f1与f2的差正好等于EUT的收信频点,而且f2- f1 =3MHz、4MHz或5MHz。测验仪计算误码率,要求BER〈0.1%。

(6)最大输入电平

即蓝牙接纳机的饱满电平。初始状况同1.1(3),EUT作业于低、中、高频点。测验仪发送净荷为PN9的DH1分组信号,并操控其发射功率,以使EUT收信机入口处的电平为-20dBm。测验仪计算误码率,要求BER〈0.1%。

别的,收发信机均需求测验带外杂散,即根据ETS或FCC标准,测验EUT在作业状况和备用状况下,30MHz~12.75GHz频率规模内的带外杂散,包含天线传导杂散和机箱辐射杂散。

2 蓝牙无线测验仪

以上介绍了蓝牙无线测验的根本目标。作为蓝牙测验仪有必要满意以下要求:为了与EUT树立蓝牙链路,测验仪有必要具有蓝牙协议栈;为了进行蓝牙无线测验,测验仪有必要彻底支撑蓝牙测验形式协议;有必要能每秒进行1600次跳频;有必要支撑“dirty transmitter”。

安立公司推出的蓝牙无线归纳测验仪MT8850A彻底满意以上的要求。它彻底遵照最新的蓝牙无线测验标准0.91版,能够测验8项蓝牙无线目标:关于发信机测验输出功率、功率操控、初始载频、载频漂移、调制;关于收信机,测验单时隙灵敏度、多时隙灵敏度、最大输入电平。MT8850A的首要特点是精确、敏捷、灵敏。MT8850A的测验速度十分快,用于出产线上的典型测验,即测验功率、频率、调制和收信灵敏度4个目标只需求3s,这关于进步蓝牙出产线的功率十分有用。用户能够在MT8850A上对测验脚本进行修改,测验脚本是一系列蓝牙测验项的调集。用户能够挑选需求的测验项目,并对测验环境进行修改,如分组数、跳频形式等。一旦装备好MT8850A,就可履行单键测验。您只需按一下“RUN”,MT8850A将主动树立一条蓝牙链路,激活测验形式,主动进行测验并报告测验成果。

ME7865A是安立公司推出的蓝牙无线预认证体系,现在正在请求BQTF。它能够测验蓝牙射频标准所规则的16个无线目标。ME7865A首要由两台MT8850A、一台频谱分析仪、一台功率计、一台PC,一个射频切换盒构成,外表之间经过GPIB(通用接口总线)相连,其间一台MT8850A作为主测仪,另一台MT8850A发生蓝牙搅扰信号。ME7865A会主动完结16个蓝牙射频目标的测验,而且主动生成Word格局的测验报告,您能够将测验报告提交给BQB。

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