關(guān)于S CMW500 藍(lán)牙 4.0 測(cè)試解決方案的性能介紹和分析

1.引言

當(dāng)藍(lán)牙技術(shù)聯(lián)盟宣布正式采用藍(lán)牙核心規(guī)范4.0版本后，藍(lán)牙低功耗以其突出的技術(shù)特點(diǎn)：超低峰值、均值和空閑模式下的功耗使之能在標(biāo)準(zhǔn)紐扣電池上運(yùn)行甚至數(shù)年之久，低成本，多廠商互操作性，增強(qiáng)傳輸距離等等而迅速在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展開(kāi)來(lái)，比如：體育健身，醫(yī)療保健，人機(jī)接口和娛樂(lè)設(shè)備等等。這么多的藍(lán)牙產(chǎn)品在無(wú)線環(huán)境中共存，規(guī)范又定義哪些無(wú)線射頻測(cè)試項(xiàng)呢？

2.藍(lán)牙4.0 射頻測(cè)試項(xiàng)目

根據(jù)藍(lán)牙測(cè)試規(guī)范 RF PHY Bluetooth Test Specification 4.5和4.6章節(jié)：

發(fā)射機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目（TRM-LE）：

1.TRM-LE/CA/01/C (Output power at NOC)

2.TRM-LE/CA/02/C (Output power at EOC)

3.TRM-LE/CA/03/C (In-band emissions at NOC)

4.TRM-LE/CA/04/C (In-band emissions at EOC)

5.TRM-LE/CA/05/C (Modulation characteristics)

6.TRM-LE/CA/06/C (Carrier frequency offset and drift at NOC)

7.TRM-LE/CA/07/C (Carrier frequency offset and drift at EOC)

接收機(jī)的測(cè)試項(xiàng)目（RCV-LE）：

1.RCV-LE/CA/01/C (Receiver sensitivity at NOC)

2.RCV-LE/CA/02/C (Receiver sensitivity at EOC)

3.RCV-LE/CA/03/C (C/I and receiver selectivity performance)

4.RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)

5.RCV-LE/CA/05/C (Intermodulation performance)

6.RCV-LE/CA/06/C (Maximum input signal level)

7.RCV-LE/CA/07/C (PER Report integrity)

3.R&S 藍(lán)牙4.0測(cè)試解決方案

信令綜測(cè)儀是藍(lán)牙測(cè)試的核心設(shè)備，R&S CMW系列是被藍(lán)牙特別興趣小組(SIG)認(rèn)可的藍(lán)牙射頻認(rèn)證測(cè)試的綜測(cè)儀平臺(tái)

https://www.bluetooth.org/tpg/QLI_viewQDL.cfm?qid=22986

針對(duì)藍(lán)牙4.0低功耗的測(cè)試需求，R&S公司提出CMW的測(cè)試解決方案，具體形式為：CMW500（或CMW270）綜測(cè)儀作為主表，和被測(cè)件建立藍(lán)牙4.0 Low energy的信令連接，信號(hào)源SGS100A做為頻率可到12.75G的外部干擾源，把兩路信號(hào)通過(guò)合路器合并在一起后，連接到被測(cè)件的天線端口，而被測(cè)件的控制指令則是CMW500通過(guò)USB轉(zhuǎn)串口線發(fā)送的，如下圖1：

圖1

最后通過(guò)R&S CMWRun自動(dòng)化測(cè)試軟件KT057的選件包，把規(guī)范要求的藍(lán)牙4.0的14個(gè)射頻測(cè)試項(xiàng)自動(dòng)測(cè)試完成，并生成相應(yīng)的測(cè)試報(bào)告，從而一鍵完成測(cè)試，如下圖2：

圖2

4.實(shí)例介紹

我們以接收機(jī)測(cè)試項(xiàng)中RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)作為例子介紹：這一項(xiàng)主要測(cè)試的是接收機(jī)帶外阻塞的性能，在藍(lán)牙頻段外有相應(yīng)的連續(xù)波的干擾時(shí)，接收機(jī)誤包率要求PER<=30.8%。測(cè)試條件具體有什么特點(diǎn)呢？讓我們一起來(lái)看一下（以channel 19 為例），首先，有用信號(hào)的要求：Channel 19，信號(hào)強(qiáng)度 -67dBm，DUT工作在Direct RX Mode，DH1，PRBS9，Hopping off，發(fā)送1500個(gè)包。如下圖3中的中間頻點(diǎn)2440MHz就是Channel 19.?

圖3

其次，干擾信號(hào)有什么特點(diǎn)呢？如上圖3中的紅色信號(hào)就都是干擾信號(hào)了，這些信號(hào)的頻段范圍分為4段：第一段，30MHz-2000MHz，第二段，2003MHz-2399MHz，第三段2484MHz-2997MHz，第四段，3000MHz-12.75GHz，這些干擾信號(hào)都是CW信號(hào)，測(cè)試過(guò)程中這些干擾信號(hào)的步進(jìn)又是多少呢？如下圖表4，比如在第一段30MHz-2000MHz中，這一段的步進(jìn)是10MHz，也就是，第一次是以30MHz作為干擾信號(hào)時(shí)，進(jìn)行一次Channel 19的PER測(cè)量，下次干擾信號(hào)的頻點(diǎn)會(huì)+10MHZ，也就是40MHz作為干擾信號(hào)時(shí)，再進(jìn)行一次Channel 19 的PER測(cè)量，如此，把所有頻段全部測(cè)完，這里面每個(gè)頻段的步進(jìn)是不同的，我們需要參照?qǐng)D表4中的注釋。還有一個(gè)重要的指標(biāo)，就是這些干擾信號(hào)的信號(hào)的強(qiáng)度是多大呢？干擾信號(hào)在各個(gè)頻段的信號(hào)強(qiáng)度也是不同的，比如，第一個(gè)頻段30MHz-2000MHz時(shí)，干擾信號(hào)的強(qiáng)度是-30dBm，而其他頻段又會(huì)采取不同的信號(hào)強(qiáng)度值，具體的這些信號(hào)強(qiáng)度值請(qǐng)參考下面圖表4中的注釋。

圖4

有了這些對(duì)測(cè)試條件的理解，我們就可以進(jìn)行Channel 19的PER測(cè)量了，怎么測(cè)量呢？測(cè)量的結(jié)果又怎么進(jìn)行判定呢？規(guī)范給出了我們相應(yīng)的要求：規(guī)范要求接收機(jī)PER測(cè)試要進(jìn)行兩次：

第一次，四個(gè)頻段以圖4中的頻率步進(jìn)，和相應(yīng)頻段的功率強(qiáng)度測(cè)試PER，要求PER>30.8%的個(gè)數(shù)不能超過(guò)10個(gè)。

第二次，四個(gè)頻段以圖5中的頻率步進(jìn)，這個(gè)和第一次是一樣的。但是卻采用了不同的功率強(qiáng)度作為干擾源，四個(gè)頻段的信號(hào)強(qiáng)度都是-50dBm進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試的limit也發(fā)生了變化，這種情況下，PER>30.8%的個(gè)數(shù)不能超過(guò)3個(gè)。

圖5

那么這些測(cè)試條件和參數(shù)我們又怎么在自動(dòng)化測(cè)試工具CMWRun中進(jìn)行配置呢？其實(shí)這些配置參數(shù)在CMWRun的TC config里面都已經(jīng)默認(rèn)配置好了，非常的方便測(cè)試人員進(jìn)行測(cè)試，如圖6中都已經(jīng)有了我們前面講的這些參數(shù)了，測(cè)試人員需要更改的就只是路徑的衰減值和Channel號(hào)了。

圖6

通過(guò)對(duì)上面測(cè)試項(xiàng)目的介紹，可以看到測(cè)試測(cè)試條件很多，手動(dòng)配置操作很復(fù)雜，很容易出錯(cuò)，因此使用R&S公CMWRun控制CMW500自動(dòng)測(cè)試藍(lán)牙4.0可以大大簡(jiǎn)化測(cè)試流程和參數(shù)配置，做到一鍵測(cè)試，高效準(zhǔn)確。如圖7：

圖7

5.結(jié)束語(yǔ)

R&S CMW500 藍(lán)牙 4.0 測(cè)試解決方案已經(jīng)被國(guó)際和國(guó)內(nèi)各個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)證機(jī)構(gòu)列為認(rèn)證測(cè)試系統(tǒng)，也成為了各個(gè)芯片和終端廠家的參考測(cè)試方案。當(dāng)然，由于藍(lán)牙4.0強(qiáng)化了低功耗性能，因此除了射頻測(cè)試外，功耗測(cè)試也深受關(guān)注。R&S的耗電自動(dòng)測(cè)試解決方案正是針對(duì)這一需求。該方案同樣基于自動(dòng)化軟件CMWRun，利用CMW500建立連接后，通過(guò)R&S 4通道電流電壓測(cè)量模塊ZVC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的功耗測(cè)試，請(qǐng)參考圖8：

圖8