Испытания устройств Bluetooth® Low Energy

Bluetooth® LE — будущее технологии Bluetooth®

Технология Bluetooth® Low Energy (LE), представленная в стандарте Bluetooth® 4.0, совершила настоящий переворот в отрасли как решение с очень низким энергопотреблением, оптимизированное для периферийных устройстви носимой электроники. Bluetooth® LE идеально подходит для приложений, в которых требуется спонтанная передача малых объемов данных, например, в «умных» часах, фитнес-браслетах и медицинских приборах. Первая версия Bluetooth® LE имела максимальную скорость передачи данных 1 Мбит/с, чтобы было значительно ниже 3 Мбит/с, возможных в Bluetooth® Classic. Однако она потребляла в два раза меньше энергии и позволяла проводить быстрое сопряжение за счет выделенных каналов оповещения.

С выпуском стандарта Bluetooth® 5.0 в список областей применения Bluetooth® LE были добавлены приложения интернета вещей. Были внедрены такие новые функции, как скорость передачи 2 Мбит/с, кодирование для увеличения дальности действия и расширенное оповещение. В новой версии было увеличено количество устройств в динамической сети. Вместе со спецификацией Bluetooth® Meshэто открыло новые возможности для «умного» домаи промышленных приложений.

В дальнейших версиях было продолжено развитие технологии Bluetooth®. Спецификация Bluetooth® 5.1 принесла улучшенные возможности пеленгациис такими функциями, как угол прихода сигнала (AoA) и угол выхода сигнала (AoD), а в спецификации Bluetooth® 5.2 были представлены полноценная поддержка аудиои «умное» управление электропитанием. Всё это показывает, что Bluetooth® LE определяет будущее технологии Bluetooth® в долгосрочной перспективе.

Обзор Bluetooth® LE

Bluetooth® LE работает как система широкополосного спектра со скачкообразной перестройкой частоты(AFH, Adaptive Frequency Hopping) в международном диапазоне частот 2,4 ГГц для связи в промышленных, научных и медицинских целях. Здесь применяется гауссовская частотная манипуляция(GFSK, Gaussian Frequency-Shift Keying) с символьной скоростью 1 или 2 млн символов в секунду (LE 1M, LE 2M). Механизм адаптивной перестройки частоты охватывает 37 ВЧ-каналов общего назначения, обеспечивая надежную и эффективную связь.

Сравнение LE 1M и LE 2M
Сравнение LE 1M и LE 2M

Для приложений с увеличенной дальностью действияв стандарте Bluetooth® 5.0 были представлены кодированные каналы LE в сочетании с LE 2M. Для этих каналов возможны две дополнительные схемы кодирования: S=8, где восемь символов представляют один бит, и S=2, где два символа представляют один бит. Схема S=8 применяется в заголовках пакетов в обоих кодированных каналах LE.

Сравнение Bluetooth 5.0 и 4.2
Сравнение Bluetooth 5.0 и 4.2

В дополнение к поддержке оповещений через первичный и вторичный каналы оповещения, Bluetooth® LE также поддерживает асинхронный режим передачи без установления соединения (ACL, Asynchronous Connection-Less). Этот режим предназначен для управления сигнализацией и негарантированным трафиком. Кроме того, в спецификации Bluetooth® LE были представлены изохронные потоки с установлением соединения (CIS, Connected Isochronous Stream) и широковещательные изохронные потоки (BIS, Broadcast Isochronous Stream), которые особенно подходят для аудиоприложений LE.

Испытания устройств Bluetooth® LE на физическом уровне

При определении общих характеристик связи решающее значение имеют следующие факторы:

  • Конструкция антенны
  • Источники питания
  • Сосуществование с другими чипами беспроводной связи, такими как LTE и Wi-Fi
  • Окончательный корпус

На этапе проектирования и после него важно проводить тщательные испытания, чтобы гарантировать точность передачи информации и достижение заданных рабочих характеристик.

Имеются методики ВЧ-испытанийдля устройств Bluetooth® LE. Одна из методик включает в себя применение специализированного интерфейса управления для конкретного производителя, который часто используется в целях проведения автоматизированных испытаний в НИОКР и на производстве.

Для испытаний на соответствие стандартамдля устройств Bluetooth® LE имеется стандартизированный группой Bluetooth® SIG режим прямого тестирования(DTM, Direct Test Mode). В этом режиме можно проводить испытания передатчика и приемника Bluetooth® LE с управлением через выделенный проводной тестовый интерфейс.

Схема прямого тестирования Bluetooth® LE для квалификации ВЧ-параметров на физическом уровне
Схема прямого тестирования Bluetooth® LE для квалификации ВЧ-параметров на физическом уровне

Для работы в режиме прямого тестирования испытуемое устройство должно быть оснащено кабельным разъемом для управления испытаниями. Возможные варианты: разъем USB или RS-232 для подключения испытуемого устройства к интерфейсу управления хостом (HCI, Host Control Interface) или выделенный 2-проводный интерфейс UART. Данная испытательная схема обеспечивает очень надежное управление испытуемым устройством.

Испытания на физическом уровне Bluetooth® LE включают в себя следующее:

  • Испытания передатчика с измерением мощности передачи, спектра плотности мощности, паразитных излучений и точности модуляции
  • Испытания приемника с измерением чувствительности и блокировки
  • Внедрение новых функций (например, пеленгации)
Испытания передатчиков и приемников

Отраслевые эксперты работают над повышением удобства эфирных испытаний устройств Bluetooth® LE, в которых зачастую отсутствуют возможности для проводного подключения. В связи с этим компания Rohde & Schwarz предлагает два варианта:

  • Использование первичных каналов оповещениядля измерений передатчиков и приемников
  • Использование стандартного соединения Bluetooth® LEдля проведения испытаний — это особенно удобно для анализа работы таких приложений, как потоковая передача аудио и видео или передача данных

Мы также разработали специализированное решение, которое дополнительно расширяет возможности проведения испытаний через канал Bluetooth®. Оно поддерживает подобное режиму DTM управление испытаниямичерез адаптированный протокол канального уровня Bluetooth®. Эта методика будет поддерживаться Bluetooth® SIG в ближайшем выпуске.

Подобное режиму DTM управление испытаниями устройства Bluetooth® LE через канал радиосвязи в целях квалификации ВЧ-параметров на физическом уровне
Подобное режиму DTM управление испытаниями устройства Bluetooth® LE через канал радиосвязи в целях квалификации ВЧ-параметров на физическом уровне

Высокоэффективные решения для испытания устройств Bluetooth® LE

Контрольно-измерительные решения Rohde & Schwarz поддерживают технологии Bluetooth® BR, EDR и LEв соответствии с новейшими базовыми спецификациями Bluetooth®. Они охватывают весь цикл разработки устройстви дополняются широким ассортиментом решений для цифровых устройств, маломощных приложений и эфирных испытаний.

Платформа R&S®CMW для испытаний систем беспроводной связи представляет собой универсальное решение, которое поддерживает испытания устройств Bluetooth®до версии 5.x. Она обеспечивает режим Bluetooth® LE DTM, установленный группой Bluetooth® SIG, а также полноценную функцию сигнализации. Кроме того, платформа содержит набор средств автоматизации испытанийи уже сегодня поддерживает подобное режиму DTM управление испытаниями устройств Bluetooth® LE через канал радиосвязи Bluetooth®, устраняя необходимость в применении проводного интерфейса управления испытаниями.

Функции испытаний устройств Bluetooth® доступны для большинства контрольно-измерительных приборов Rohde & Schwarz, включая генераторы и анализаторы сигналов. Эти приборы полностью поддерживают Bluetooth® наряду с прочими стандартами сотовой и несотовой связи.

Вы хотите обсудить конкретные тестовые сценарии Bluetooth® LE с нашими экспертами?

Решения для испытаний устройств Bluetooth® Low Energy

Векторный генератор сигналов R&S®SMBV100B

Поддержка Bluetooth® BR/EDR/LE с превосходным модулем вектора ошибок при высокой выходной мощности

Больше информации

Анализатор спектра и сигналов R&S®FSV3000

Испытания Bluetooth® BR/EDR/LE одним нажатием кнопки — высокая скорость и пропускная способность

Больше информации

Тестер средств беспроводной связи R&S®CMW270

Испытания устройств Bluetooth® LE в сигнальном и несигнальном режимах — одобрено Bluetooth® SIG

Больше информации

Система для нормативных испытаний беспроводных устройств R&S®TS8997

Надежные нормативные испытания беспроводных устройств в диапазонах связи в промышленных, научных и медицинских целях с учетом требований ETSI и FCC

Больше информации

Производственный испытательный комплект для устройств связи R&S®CMW100

Передовой ВЧ-тестер для множества устройств и технологий; оптимизирован для производственных линий

Больше информации

Экранированная камера R&S®CMW-Z10

Превосходная эффективность экранирования и отличные характеристики сопряжения для проведения эфирных испытаний устройств Bluetooth®

Больше информации

Knowledge+ по испытаниям устройств Bluetooth® LE

Вебинар «Новое видение испытаний устройств Bluetooth® Low Energy»

В вебинаре представлен обзор новейших разработок в области Bluetooth® LE и демонстрируются соответствующие испытательные решения.

Зарегистрироваться

Вебинар «Вся необходимая информация о Bluetooth® Low Energy (LE)»

Знакомьтесь с актуальным состоянием технологии Bluetooth® LE, соответствующими измерительными задачами и решениями.

Зарегистрироваться

Постер: Подключить практически что угодно с помощью Bluetooth® Low Energy

Обзор аспектов технологии Bluetooth® LE, включая опции физического уровня, пеленгацию, управление электропитанием и потоковую передачу аудио.

Зарегистрироваться

Листовка «Избавьтесь от кабелей! Bluetooth® Low Energy — новый подход к испытаниям

Краткий обзор первого в мире тестового режима Bluetooth® Low Energy с радиоуправлением — самый простой и точный способ испытания устройств Bluetooth® Low Energy.

Скачать сейчас

Руководство по применению «Эфирные испытания Bluetooth® Low Energy с помощью оповещений»

Подробное руководство по проведению эфирных ВЧ-испытаний приемников и передатчиков Bluetooth® LE с помощью каналов оповещения.

Больше информации

Официальный документ «От замены кабеля до IoT — Bluetooth 5.1»

Обзор различных технологий Bluetooth® с точки зрения физического уровня согласно версии 5.1

Больше информации

Руководство по применению: Адаптивная скачкообразная перестройка частоты Bluetooth® в тестере R&S®CMW

Руководство по адаптивной скачкообразной перестройке частоты для улучшенной передачи сигналов Bluetooth® BR/EDR

Больше информации

Брошюра по применению «Испытания устройств Bluetooth® с помощью тестера R&S®CMW»

Подробный обзор технологий Bluetooth® и испытаний устройств Bluetooth® с помощью тестера R&S®CMW500

Больше информации

Руководство по применению: Расширенные ВЧ-испытания Bluetooth®-устройств с использованием ПО R&S®CMWrun

Подробное описание требований и схем для проведения ВЧ-испытаний устройств Bluetooth® с помощью ПО R&S®CMWrun

Больше информации

Руководство по применению: Испытания на совместимость устройств при воздействии наведенных ВЧ-помех с учетом требований множества стандартов

Введение в испытания на ВЧ-совместимость для автомобильных развлекательных систем

Больше информации

Рекомендации по применению: Эффективный способ испытаний передаваемых сигналов BLE

Как использовать анализатор спектра R&S®FPC в целях проверки и декодирования передаваемых сигналов BLE

Больше информации

Руководство по применению «Конфигурация R&S®CMW для режима прямого тестирования устройств Bluetooth® Low Energy»

Описание механизмов режима прямого тестирования устройств Bluetooth® Low Energy

Больше информации

Рекомендации по применению: Устройства Bluetooth® LE — определение всех радиочастотных характеристик

Как использовать R&S®CMW в целях проектирования и проверки схем и модулей Bluetooth® Low Energy

Больше информации

Подписаться

Подпишитесь на нашу новостную рассылку

Оставайтесь в курсе событий в области беспроводной связи

Запросить информацию

У вас есть вопросы или вам нужна дополнительная информация? Просто заполните эту форму, и мы свяжемся с вами в ближайшее время.

Ваш запрос отправлен. Мы свяжемся с вами в ближайшее время.
An error is occurred, please try it again later.