Soluciones de test y medida para Bluetooth®

Medidas de Bluetooth® para una conectividad universal

¿Qué es Bluetooth®?

Bluetooth® es una tecnología inalámbrica de corto alcance que facilita la comunicación de datos dentro de redes de área personales (PAN). La comunicación por Bluetooth® se organiza en el marco de lo que se denominada picorredes, que incluyen un dispositivo central y hasta siete dispositivos periféricos.

Bluetooth® utiliza la modulación por desplazamiento de faseo de frecuencia (PSK/FSK) en canales espaciados en 1 o 2 MHz siguiendo un esquema de salto de frecuencia adaptativoque opera en la banda ISMde 2,4 GHz disponible a escala global.

Inicialmente, los requisitos apuntaban a una conexión de datos que admitiera determinados perfiles de pila de protocolo, como streaming de audio o intercambio de archivos, basada en un modo de transmisión de velocidad básica(«basic rate» o BR, por sus siglas en inglés) de hasta 1 Mbit/s en una red ad-hoc. Posteriormente, en Bluetooth® 2.0, se especificó una velocidad de datos mejorada(«enhanced data rate» o EDR, por sus siglas en inglés) de hasta 3 Mbit/s.

Atendiendo a la demanda de una comunicación de datos de menor consumo, el grupo de interés especial de Bluetooth® (SIG) empezó a adoptar la tecnología Bluetooth®Low Energy(LE) con Bluetooth® 4.0. Esta se emplea generalmente en dispositivos centrales para la conexión a una amplia gama de dispositivos vestibles, periféricos y del IoT.

Bluetooth® Classic y Bluetooth® Low Energy

Desde la perspectiva de la capa física, tanto Bluetooth® Classic como LE operan en la banda de 2,4 GHz y utilizan el salto de frecuencia. No obstante, hay algunas diferencias esenciales.

Bluetooth® Classicofrece los modos BR(con velocidad básica) y EDR(con velocidad de datos mejorada); ambos utilizan el salto de frecuenciaen 79 canales con un espaciamiento de 1 MHz de 2402 MHz a 2480 MHz. Cada modo utiliza diferentes formatos de paquete y esquemas de modulación.

Bluetooth® Low Energy (LE)utiliza 40 canales de RF con espaciamiento de 2 MHz e incluye tres canales de anuncioprimarios. Con Bluetooth® 4.0 se introdujo la comunicación de 1 Msym/s (LE 1M), que utiliza la modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana(GFSK). En Bluetooth® 5.0 se implementaron dos nuevas opciones para ampliar el alcance (LE Coded), así como un modo adicional para la comunicación con transferencia de datos más rápidacon una velocidad de símbolos de 2 Msym/s (LE 2M).

Bluetooth Classic frente a Bluetooth® LE

Casos de uso de Bluetooth®

Bluetooth® es la tecnología por excelencia para la comunicación inalámbrica de corto alcance ybajo consumo energético,con más de 5 000 millones de dispositivos suministrados al año. La tecnología se está expandiendo más allá de los casos de uso tradicionales, como los auriculares o los relojes inteligentes, para conquistar nuevos ámbitos de aplicación:

LE Audio:nueva aplicación de audio con mejor calidad de sonido, funciones de radiodifusión y compatibilidad estándar para ayudas auditivas
Servicios de localización:determinación de la posición con funciones disponibles próximamente, como las medidas de distancia de alta precisión(HADM), que hacen posibles aplicaciones como la navegación en tiempo real, seguimiento de mercancías y claves digitales
Hogar inteligente:Bluetooth® Mesh y la extensión del alcance (LE coded) son la base para aplicaciones como sistemasinteligentes de iluminación, redes de sensoresy control de accesos, entre otras
IoT masivo:las mejoras en los procesos de anuncioen LE y las redes Bluetooth® a gran escala y de bajo consumo hacen posible el uso masivo de etiquetas electrónicas(ESL) para aplicaciones de comercio al pormenor y de logística. De hecho, las etiquetas Bluetooth® de bajo coste, capaces de almacenar energía o con posibilidad de carga, encierran un gran potencial para convertir el IoT ubicuoen realidad.

Proceso de verificación de Bluetooth

Verificación y cualificación de dispositivos Bluetooth®

Los test de dispositivos Bluetooth® están sujetos a las siguientes condiciones:

conformidad con la normativapara la operación radioeléctrica en la banda de 2,4 GHz
cumplimiento de la especificación Bluetooth®como parte del proceso de cualificación de Bluetooth®

La cualificación Bluetooth® se gestiona a través del grupo Bluetooth® SIG con el fin de garantizar la interoperabilidady controlar el cumplimiento normativoconforme a las especificaciones relativas a Bluetooth®. La obtención de la cualificación es necesaria para poder hacer uso de la licencia de propiedad intelectual de Bluetooth® y para utilizar las respectivas marcas comerciales de Bluetooth®.

Los test de cualificación de Bluetooth®se dividen en las siguientes categorías:

conformidad radioeléctrica y de la capa física
conformidad de protocolos
conformidad de interoperabilidad de perfiles

Bluetooth® SIG también ha especificado un modo y una interfaz de test que deben utilizarse para controlar el dispositivo bajo prueba durante el ensayo de conformidad. Para Bluetooth® BR/EDR se ha especificado un control del dispositivo por conexión radioeléctrica. Este utiliza el protocolo de administración de enlaces(LMP) para controlar el dispositivo a través del radioenlace Bluetooth®.

Bluetooth® LE parte de un enfoque diferente con control del test sin conexión de radioy utiliza una interfaz de cableespecífica que puede ser o bien una interfaz de control de host (HCI) o una interfaz UART de dos hilos.

Aparte de estos modos de prueba e interfaces estandarizados, también pueden emplearse otras configuraciones de medida. Por ejemplo, es posible controlar el dispositivo bajo prueba a través de interfaces específicas del fabricante. También existen soluciones que utilizan partes de la pila Bluetooth® para atender diferentes aplicaciones de prueba en el ciclo de vida del producto.

Soluciones de test y medida de Rohde & Schwarz para Bluetooth®

La gama completa de soluciones de test de Rohde & Schwarz para Bluetooth® cuenta con la homologación de Bluetooth® SIG. Nuestras soluciones son aptas para Bluetooth® BR/EDR y LE, conforme a la especificación principal de Bluetooth® .

Adicionalmente, el comprobador de comunicaciones inalámbricas R&S®CMW permite realizar pruebas de audio en Bluetooth®, WLAN y otras tecnologías celulares y no celulares. Con nuestras exclusivas soluciones de prueba de Bluetooth® en modo de señalización lideramos la vanguardia de la innovación y ofrecemos soluciones de medida para dispositivos Bluetooth® en configuraciones cableadas y over-the-air (OTA).