Bluetooth® Classic – BR/EDR

Bluetooth® Classic – BR/EDR

Überblick über Bluetooth® Classic

Bluetooth® Classic ist ein Frequenzsprungsystem(Frequency-Hopping Spread Spectrum, FHSS), bei dem Daten im 2,4-GHz-ISM-Frequenzband gestreamt werden. Das ursprüngliche Ziel war eine energieeffiziente Datenverbindung mit bis zu 700 kbit/s in Ad-hoc-Netzwerken unter Verwendung von Protokoll-Stack-Profilenwie Audio, Dateiübertragung oder Streaming. Mobiltelefone und Laptops sind in der Regel mit Bluetooth® Classic ausgestattet, um drahtlose Verbindungen zwischen verschiedenen Geräten zu ermöglichen. Auch die meisten neuen Fahrzeuge verfügen bereits über Bluetooth®-fähige In-Car-Entertainment-Systeme (ICE) und Freisprechanlagen.

Zusätzlich zu Bluetooth® Basic Rate (BR) wurde Bluetooth® Enhanced Data Rate(EDR) in Verbindung mit der Bluetooth®-Spezifikation 2.0 eingeführt. EDR bietet eine höhereDatenrate und unterstützt bis zu 2-3 Mbit/s, je nach verwendeter Modulation.

Bluetooth® Classic und Bluetooth® Low Energy im Vergleich

Bluetooth® Classic – oder Bluetooth® BR/EDR – unterstützt die drahtlose Punkt-zu-Punkt-Kommunikation. Es ist zum Standardfunksystem für Kopfhörer, drahtlose Lautsprecher und ICE-Systeme sowie für Freisprechanwendungen geworden. Trotz der erfolgreichen Einführung von Bluetooth® Low Energy(Bluetooth® LE) und insbesondere LE Audiowird Bluetooth® Classic auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Die meisten Geräte unterstützen sowohl Bluetooth® Classic als auch Bluetooth® LE.

Vergleich von Bluetooth® BR und EDR
Vergleich von Bluetooth® BR und EDR

Für den Synchronisations- und Header-Teil der EDR-Pakete wird die Gauß‘sche Frequenzumtastungsmodulation(Gaussian Frequency Shift Keying, GFSK) verwendet. Diese GFSK-Modulation ist dieselbe wie bei Basic Rate-Paketen und verwendet ein Bandbreiten-Bitperioden-Produkt (BT) von 0,5 und einen Modulationsindex zwischen 0,28 und 0,35. Die höheren Modulationsschemas π/4-DQPSK und 8DPSK werden für den Datenteil von EDR-Paketen verwendet, wie unten gezeigt.

Bluetooth® BR und EDR im Vergleich
Bluetooth® BR und EDR im Vergleich

Bluetooth® Classic unterstützt zwei Transportschemas auf Basis von:

  • Synchronen kommunikationsorientierten Verbindungen(SCO), die zur interaktiven Sprachkommunikation eingesetzt werden
  • Asynchronen Kommunikationsverbindungen(ACL), die für Paketdaten und Audio-/Video-Streaming-Anwendungen verwendet werden

Ihre Herausforderungen beim Test von Bluetooth®

Entwickler von Bluetooth®-Geräten verwenden fertige Chipsätze oder Modulefür eine einfache Integration. Jedoch variieren die Designs von Gerät zu Gerät. Für das endgültige Design sind mehrere Faktoren maßgeblich, die sich auf die gesamte Kommunikations-Performance auswirken – etwa das Antennen-Design, Netzteile, Chips für andere drahtlose Kommunikationsstandards oder die endgültige Gehäuseform. Deshalb ist es notwendig, jedes Bluetooth®-Gerät zu testen, die geforderte Performance zu verifizieren sowie die Konformität mit den Standards der Bluetooth® Special Interest Group (SIG)und mit regulatorischen Anforderungen sicherzustellen. Dies ist besonders deswegen wichtig, weil Bluetooth® im unlizenzierten Spektrum arbeitet und mit anderen Funktechnologien koexistieren muss, die dasselbe Spektrum nutzen.

Tests der Bitübertragungsschicht von Bluetooth® Classic-Geräten

Verschiedene HF-Testmethoden für Bluetooth® Classic-Geräte sind verfügbar. Die Tests können über eine herstellerspezifische Steuerschnittstellegesteuert werden, die häufig für vollautomatisierte Tests in Forschung und Entwicklung sowie in der Produktion eingesetzt wird. Der von der Bluetooth® SIG standardisierte Testmodusdient der Konformitätsprüfung von BR/EDR-Geräten. Dieser Modus ermöglicht das Testen von Bluetooth®-Sendern und -Empfängern sowohl in leitungsgebundenen als auch in Over-the-Air-Konfigurationen (OTA).

Messaufbau für den Bluetooth® Classic-Testmodus zur HF-Qualifizierung
Messaufbau für den Bluetooth® Classic-Testmodus zur HF-Qualifizierung

Beim Testen bilden der Tester und das Messobjekt (implementation under test, IUT) ein Bluetooth®-Piconetz, in welchem der Tester als Zentralgerät fungiert und über eine Steuerschnittstelle die volle Kontrolle über den Testablauf hat. Dabei kommt das Link-Management-Protokoll(LMP) zum Einsatz. Das IUT arbeitet als Peripheriegerät und wird zu Beginn aus Sicherheitsgründen über eine IUT-spezifische lokale Schnittstelle in den Testmodus (TM) versetzt.

Typische Tests für die Bluetooth®-Bitübertragungsschicht sind Sendertests, die Sendeleistung, Leistungsdichtenspektrum, Nebenaussendungen oder Modulationsgenauigkeit abdecken, sowie Empfängertests auf Empfindlichkeit oder Blocking-Performance.

Beispielhafte Messungen für die Bluetooth® BR-Bitübertragungsschicht mit R&S®FSW-K8
Beispielhafte Messungen für die Bitübertragungsschicht von Bluetooth® BR mit R&S®FSW-K8

Dies spiegelt sich auch in den von der Bluetooth® SIG für die HF-Qualifizierung spezifizierten Testfällen wider, wie in der folgenden Tabelle dargestellt.

HF-Testsuite und EDR-HF-Testsuite im Vergleich
HF-Testsuite und EDR-HF-Testsuite im Vergleich

Bei der Bewertung der Performance von Anwendungen wie Audio-Streaming, Datenübertragung oder Freisprechen ist es hilfreich, über eine vollfunktionsfähige Bluetooth®-Verbindungzwischen dem Tester und Messobjekt sowie die Möglichkeit zu verfügen, entsprechende Profile anzuwenden, z. B. A2DP für Audio-Streamingoder das Freisprechprofil (HFP) für die interaktive Sprachkommunikation.

Leistungsstarke Lösungen für Bluetooth® Classic-Tests

Messtechniklösungen von Rohde & Schwarz unterstützen Bluetooth® BR, EDR und LE gemäß den neuesten Bluetooth® Core-Spezifikationenvom Design über die Zertifizierung bis hin zur Produktion. Unser umfassendes Portfolio für digitales Design, Low-Power-Anwendungen und OTA-Tests ergänzt diese Funktionalitäten.

Die R&S®CMW Wireless-Testplattform unterstützt Bluetooth® bis Version 5.x. Sie deckt den Bluetooth® Classic-Testmodusgemäß der Spezifikation der Bluetooth® SIG ab und bietet eine Full-Stack-Signalisierungsfunktionsowie ein umfassendes Testautomatisierungstool.

Zudem sind Bluetooth®-Testfunktionen für alle wichtigen Messgeräte von Rohde & Schwarz, wie Signalgeneratoren und Signalanalysatoren, verfügbar. Diese Produkte unterstützen Bluetooth® sowie andere nicht-zellulare und zellulare Standards.

Möchten Sie Ihre konkreten Bluetooth®-Testfälle mit unseren Experten besprechen?

Testlösungen für Bluetooth® Classic

R&S®SMBV100B Vektorsignalgenerator

Leistungsstarke Signalerzeugung für Bluetooth® BR/EDR- und Bluetooth® LE 5.x

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R&S®FSV3000 Signal- und Spektrumanalysator

Schnelle Messungen für Bluetooth® BR/EDR/LE – von der Forschung und Entwicklung bis zur Produktion

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R&S®CMW270 Wireless Connectivity Tester

HF-Tester, zugelassen von der Bluetooth® SIG für Bluetooth® BR/EDR/LE-Tests bis Version 5.4

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R&S®TS8997 Zulassungstestsystem für Wireless-Geräte

Führende Plattform für gesetzlich vorgeschriebene Tests in ISM-Bändern gemäß ETSI und FCC

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R&S®CMW100 Communications Manufacturing Test Set

Ultrakompakter Non-Signaling-Tester – optimiert für Fertigungslinien

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R&S®CMW-Z10 Schirmkammer

Perfekt für OTA-Tests von Bluetooth®-Geräten – hervorragende Schirmwirkung

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Bluetooth® Classic Knowledge+

Application Note: From cable replacement to the IoT – Bluetooth® 5.1

Zusammenfassung verschiedener Bluetooth®-Technologien mit Schwerpunkt auf der Bitübertragungsschicht

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Application Note: Bluetooth® adaptive frequency hopping on R&S®CMW

Beschreibung des adaptiven Frequenzsprungverfahrens für eine verbesserte Signalisierungsleistung

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Applikationsbroschüre: Bluetooth® testing with the R&S®CMW

Ausführlicher Leitfaden zur Bluetooth®-Technologie und zum Testen von Bluetooth®-Geräten mit dem R&S®CMW500

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Application Note: Advanced Bluetooth® RF Tests with R&S®CMWrun

Dokument zu gängigen Messaufbauten und erforderlichen Konfigurationen für fortgeschrittene Bluetooth®-HF-Tests

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Application Card: Leitungsgebundene Koexistenztests innerhalb eines Geräts

Kurzanleitung zu HF-Koexistenztests für Automotive-Infotainmentsysteme

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