蓝牙无线测试简介

蓝牙设备工作于ISM（Industrial Science and Medicine）频段，具体频段为2400-2483.5MHz。通常运行在2402MHz到2480MHz之间的79个信道上，信道带宽1M，K取0-78，信道频率为2402 + K。在频段前后各有一段保护带宽，分别为2M和3.5M。

      因为蓝牙工作在ISM频段,对其频率范围有着比较严格的要求,在蓝牙的输出频率范围中有此要求，衡量标准是功率谱密度为-80dBm/Hz，如RBW设置为100K，那么即为-30dBm。 蓝牙双工模式是TDD的。功率分3个级别

Class1:0dBm-20dBm;

Class2:-6dBm-4dBm;

Class3:0dBm

常见的是Class2,功率一般在0dBm附近。此外也听说有Class 1.5，不过不是标准值，功率在Class1-2之间。

蓝牙的调制方式有三种，GFSK，π/4-DQPSK，8DPSK。标准调制信号的参数具体就参看spec吧。

测试前的设置包括测试方式是环回还是发送方式，是否需要跳频，分组是单时隙分组还是多时隙分组，分组的净荷是PRBS9还是00001111/01010101。

蓝牙TX的基本测试项目包括

输出功率，功率谱密度，功率控制，频率范围，20dB带宽，邻信道功率，调制特性，初始载波容差，载频偏移。

RX的基本测试项为

灵敏度，载干比性能，阻塞性能，交调特性和最大输入电平。

再就是EDR的测试了，无非是不同的调制方式。

      对于邻信道功率，和TD或者W有点差别，规范中规定的测试范围比较广。具体为，+-2的信道，小于-20dBm，对于+-3和其他所有信道，应该是-40dBm，允许有3个fail点，但是fail点的功率不能超过-20dBm。对于载干比的测试，有这样一个问题，在要求列表中，对于同频，要求信号比干扰大11dB。1M处为0dB，2M处为-30dB，大于3M处为-40dB。但是对于一个镜频点，要求是-9dB。规范里说明这个镜频点由芯片厂家给出。此外不满足要求的频率点称为杂散响应点，在大于有用信号频率2M以外允许有5个这样的点，但是这些点必须满足C/I大于-17dB。

      因为也有人会问到DH1，2-DH3等是什么意思的问题，所以这里也说一下数据分组模式的问题，蓝芽系统支持实时的同步定向联接和非实时的异步不定向联接，分别成为SCO链路（Synchronous Connection-Oriented Link）和ACL链路（Asynchronous Connection-Less Link），前者主要传送话音等实时性强的信息，在规定的时隙传输，后者则以数据为主，可在任意时隙传输。但当ACL传输占用SCO的预留时隙时，一旦系统需要SCO传输，ACL则自动让出这些时隙以保证SCO的实时性。ACL数据包有几种形式，比如我们比较常见的DH1,DH3,DH5，DM1,DM3,DM5。后面的数字表示的是支持的时隙数。DH和DM的区别是DH没有加FEC，即前向纠错码。因此抗干扰性较差，但是传输速率比DM要快。对于测试中出现的2-DH1，3-DH1，就是调制方式的不同的，2对应的是π/4-DQPSK，3对应的是8DPSK。SCO的数据包包含HV1,HV2,HV3，DV,EV3,EV4,EV5，不过实际中都是测试数据业务，这个大家知道就OK了。

1.    发射测试

（1）    输出功率

链路为跳频，EUT设置为环回模式或发送模式，发送净荷PN9，分组类型为所支持的最大长度的分组（DH1,3或5）。

测试仪在低、中、高三个频点，对整个突发范围内测量峰值功率和平均功率。

规范要求峰值功率和平均功率各小于23dBm和20dBm，并且满足以下要求：

如果EUT的功率等级为1，0dBm<平均功率<20dBm；

如果EUT的功率等级为2，-6dBm<平均功率<4dBm；

如果EUT的功率等级为3，平均功率<0dBm。

（2）    功率密度

链路为跳频，EUT设置为环回模式或发送模式，发送净荷PN9，分组类型为所支持的最大长度的分组（DH1,3或5）。

测试仪通过扫频，在240MHz频带范围内找到对应最大功率的频点，然后以此频点进行时域扫描（扫描时间为1分钟），测出最大值，要求小于20dBm/100kHz。

（3）    功率控制

初始状态为非跳频，测试模式为环回模式或发送模式。发送净荷PN9，分组类型为DH1。被测机输出功率最大为-40dBm。

EUT分别工作在低、中、高三个频点，回送调制信号为PN9的DH1分组。测试仪通过LMP信令控制EUT输出功率，并测试功率控制步长的范围，规范要求在2dB和8dB之间。

（4）    频率范围

初始状态为非跳频，测试模式为环回模式或发送模式。发送净荷PN9，分组类型为DH1，3或5。

当EUT工作在最低频点时，测试仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz（-30dBm/100KHz带宽 ）时的频点fL；当EUT工作在最高频点时，测试仪找到功率密度下降为-80dBm/Hz（-30dBm/100KHz带宽 ）时的频点fH。要求fL位于2399～2405MHz范围内，fH位于2475~2485MHz范围内。

（5）    20dB带宽

非跳频，测试模式为环回模式或发送模式。发送净荷PN9，分组类型为DH1，3或5。

EUT分别工作在低、中、高三个频点，回送调制信号DH1分组。

测试仪扫频找到对应最大功率的频点，并且找到其左右两侧对应功率下降20dB时的fL和fH，20dB带宽Df = | fH – fL |，要求Df小于1MHz。

（6）    相邻信道功率

非跳频，测试模式为环回模式。发送净荷PN9，分组类型为DH1。

EUT工作频点分别为第0信道、第39信道和第78信道，回送净荷为PN9的DH1分组。测试仪扫描整个蓝牙频段，测试各个信 道的功率。

要求相邻第2道的泄漏功率小于-20dBm，相邻第3道及其以上的泄漏功率小于-40dBm。

（7）    调制特性

非跳频，测试模式为环回模式。发送净荷11110000，分组类型为DH1，3或5。

EUT分别工作在低、中、高三个频点。测试仪以所支持的最大分组长度发送为11110000的分组，并对EUT回送的分组计算频率偏移的峰值和均值，分别记为Df1max 和Df1avg。测试仪以所支持的最大分组长度发10101010的分组，并对EUT回送的分组计算频率偏移的峰值和均值，分别记为Df2max 和Df2avg，要求满足以下条件：至少99.9%的Df1max满足 140kHz< Df1max <175kHz；至少99.9%的Df2max 3115kHz；Df2avg /Df1avg 30.8。

（8）    初始载波容限

跳频，测试模式为环回模式。发送净荷PN9，分组类型为DH1。

测试仪根据4个前导码计算载波频率f0，要求与标称频率fTX的差小于75kHz。

（9）    载波频率漂移

跳频，测试模式为环回模式或发送模式。发送净荷10101010，分组类型为DH1，3或5。

要求载波瞬时漂移小于40kHz。规范还要求载波漂移速率小于4000Hz/10μs。

2.    接收测试

对于接收测试来说，所有指标的测试都是基于误码率的统计，并且至少要统计1600000个比特。

（1）    单时隙灵敏度

WiMAX(WorldwideInteroperability for Microwave Access，全球微波互联接入）

EUT分别工作在低、中、高三个频点，回送调制信号的DH1分组。依照蓝牙规范的要求，测试仪控制其输出功率，以使EUT的收信功率为-70dBm。蓝牙规范允许EUT发送的射频信号具有75kHz的初始误差和40kHz的频率漂移，即总共允许有115kHz的误差。此外，还要考虑调制、符号定时等引起的误差。假如EUT的收信机性能由一个输出“完美”信号的测试仪来测试，其测试结果不足以提供冗余度来适应真正的无线传输环境，用户将得到一个关于收信机质量的错误结果。经验告诉我们，对于有扰测试，蓝牙收信机的灵敏度一般会劣化4~10dB，具体值与分组长度和蓝牙芯片种类有关。

测试仪必须支持有扰发射(dirty transmitter),，将干扰加入到发送的蓝牙信号中，每20ms一组，从第一组依次到第十组，再返回第一组，不断重复。。测试仪对误码率进行统计，要求误码率BER<0.1%。

（2）    多时隙灵敏度

类似于单时隙灵敏度的测试，不过分组类型为DH3、DH5。

（3）    最大输入电平

即蓝牙接收机的饱和电平。 EUT工作于低、中、高频点。测试仪发送DH1分组信号，并控制其发射功率，以使EUT收信机入口处的电平为-20dBm。测试仪统计误码率，要求BER〈0.1%。

测试仪表要求：

测试仪必须具备蓝牙协议栈；为了进行蓝牙无线测试，测试仪必须完全支持蓝牙测试模式协议；必须能每秒进行1600次跳频；必须支持“dirty transmitter”。
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