Решения для испытаний устройств Bluetooth®

Испытания устройств Bluetooth® для повсеместного сетевого взаимодействия

Что такое Bluetooth®?

Bluetooth® — это технология беспроводной связи малого радиуса действия , которая обеспечивает передачу данных в личных сетях (PAN, Personal Area Network). Связь по Bluetooth® организуется в виде так называемых пикосетей, которые включают в себя одно центральное устройство и до семи периферийных устройств.

В технологии Bluetooth® применяется частотная (FSK, Frequency-Shift Keying) или фазовая(PSK, Phase-Shift Keying) манипуляция в разнесенных на 1 или 2 МГц каналах в схеме c адаптивной скачкообразной перестройкой частоты(AFH, Adaptive Frequency Hopping), которая работает в международном диапазоне связи в промышленных, научных и медицинских целяхна частоте 2,4 ГГц.

Изначальные требования предназначались для передачи данных с поддержкой определенных профилей стека протоколов (потоковая передача аудио или обмен файлами) на основе базовой скорости передачи данных(BR, Basic Rate) до 1 Мбит/с в динамической сети. Позднее в стандарте Bluetooth® 2.0 была определена повышенная скорость передачи данных(EDR, Enhanced Data Rate) до 3 Мбит/с.

Ввиду роста потребности в передаче данных с пониженным энергопотреблением Специальная группа (SIG) Bluetooth® приступила к внедрению технологии Bluetooth®Low Energy(LE) в Bluetooth® 4.0. Эта технология, как правило, используется в центральных устройствах, взаимодействующих со множеством носимой электроники, периферийных устройств и устройств интернета вещей.

Bluetooth® Classic и Bluetooth® Low Energy

На физическом уровне обе технологии Bluetooth® Classic и LE работают в диапазоне 2,4 ГГц и применяют скачкообразную перестройку частоты. Однако имеются существенные различия.

Bluetooth® Classicподдерживает режимы базовой скорости передачи данных(BR) и повышенной скорости передачи данных(EDR), в обоих режимах применяется скачкообразная перестройка частотыв 79 каналах с разносом 1 МГц в диапазоне от 2402 до 2480 МГц. Каждый режим имеет особые форматы и пакетов и схемы модуляции.

Bluetooth® Low Energy (LE)использует 40 ВЧ-каналов с разносом 2 МГц и включает в себя три первичных канала оповещения. В стандарте Bluetooth® 4.0 была представлена связь 1 млн символов в секунду (LE 1M) на основе Гауссовской частотной манипуляции(GFSK, Gaussian Frequency-Shift Keying). В стандарте Bluetooth® 5.0 были представлены две новые опции для увеличения дальности действия (LE Coded) и дополнительный режим для высокой скорости передачи данныхс символьной скоростью 2 млн символов в секунду (LE 2M).

Сравнение Bluetooth® Classic и Bluetooth® LE

Сценарии использования Bluetooth®

Технология Bluetooth® широко применяется для связи малым радиусом действия и низким энергопотреблением, при этом в год выпускается более 5 миллиардов новых устройств. Технология выходит за рамки традиционных сценариев использования, таких как наушники и фитнес-браслеты, и постепенно охватывает новые области применения:

LE Audio:новое аудиоприложение с повышенным качеством звука, возможностями широковещания и стандартизированной поддержкой слуховых аппаратов.
Определение местоположения:пеленгация Bluetooth®; в число ожидаемых функций входят прецизионные измерения расстояния(HADM, Highly-Accurate Distance Measurement) для реализации таких приложений, как навигация в реальном масштабе времени, поиск ресурсов и цифровые ключи.
«Умный» дом:Bluetooth® Mesh и увеличение дальности действия (LE coded) поддерживают такие приложения, как «умное» освещение, сети датчикови контроль доступа.
Массовый интернет вещей:улучшенные оповещенияв LE и крупномасштабные сети Bluetooth® с низким энергопотреблением позволяют реализовать массовое применение электронных ценников(ESL, Electronic Shelf Label) для розничных магазинов и логистики. Более того, экономичные, поглощающие энергию или подключенные к источнику питания метки Bluetooth® могут помочь воплотить в жизнь концепцию окружающего интернета вещей.

Процесс испытаний устройств Bluetooth®

Испытания и квалификация устройств Bluetooth®

Испытания устройств Bluetooth® проводятся на основе следующих принципов:

Соответствие нормативным требованиямдля радиосвязи в диапазоне 2,4 ГГц
Соответствие спецификации Bluetooth®в рамках процесса квалификации устройств Bluetooth®

Квалификация устройств Bluetooth® проводится в Bluetooth® SIG в целях обеспечения функциональной совместимостии поддержки соответствияс применимыми спефикациями Bluetooth®. Успешное прохождение квалификации требуется для получения права интеллектуальной собственности Bluetooth® и применения соответствующих товарных знаков Bluetooth®.

Квалификационные испытания Bluetooth®проводятся в следующих категориях:

Соответствие требованиям стандартов на уровне радиосвязи и физическом уровне
Соответствие требованиям стандартов на протоколы
Соответствие требованиям стандартов на функциональную совместимость профилей

Специальная группа Bluetooth® SIG также определила испытательный режим и интерфейс для управления испытуемым устройством во время испытаний на соответствие стандартам. Для Bluetooth® BR/EDR предписывается радиоуправление испытуемым устройством. Применяется протокол управления линиями связи(LMP, Link Management Protocol) для управления испытуемым устройством по линии связи Bluetooth®.

В Bluetooth® LE применяется другая концепция управления без радиосвязис помощью выделенного проводного интерфейса, который может представлять собой интерфейс управления хостом (HCI, Host Control Interface) или 2-проводный интерфейс UART.

Наряду с этими стандартизированными режимами и интерфейсами испытаний допускаются прочие конфигурации. Например, можно управлять испытуемым устройством через специализированные интерфейсы производителя. Также имеются решения, в которых частично используется стек Bluetooth® для работы с различными испытательными приложениями в течение жизненного цикла устройства.

Решения для испытаний устройств Bluetooth® от компании Rohde & Schwarz

Весь предлагаемый Rohde & Schwarz ассортимент решений для испытаний устройств Bluetooth® был одобрен группой Bluetooth® SIG. Наши решения поддерживают Bluetooth® BR/EDR и LEв соответствии с базовой спецификацией Bluetooth®.

Кроме того, тестер беспроводной связи R&S®CMW поддерживает испытания аудиоустройств Bluetooth®, Wi-FI и прочих сотовых и несотовых технологий. С нашими уникальными решениями для испытаний устройств Bluetooth® в режиме сигнализациимы остаемся в авангарде инноваций, позволяя проводить испытания устройств Bluetooth® в проводных и беспроводных установках.