關于S CMW500 藍牙 4.0 測試解決方案的性能介紹和分析

1.引言

當藍牙技術聯盟宣布正式采用藍牙核心規(guī)范4.0版本后，藍牙低功耗以其突出的技術特點：超低峰值、均值和空閑模式下的功耗使之能在標準紐扣電池上運行甚至數年之久，低成本，多廠商互操作性，增強傳輸距離等等而迅速在各個領域發(fā)展開來，比如：體育健身，醫(yī)療保健，人機接口和娛樂設備等等。這么多的藍牙產品在無線環(huán)境中共存，規(guī)范又定義哪些無線射頻測試項呢？

2.藍牙4.0 射頻測試項目

根據藍牙測試規(guī)范 RF PHY Bluetooth Test Specification 4.5和4.6章節(jié)：

發(fā)射機的測試項目（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)

接收機的測試項目（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 藍牙4.0測試解決方案

信令綜測儀是藍牙測試的核心設備，R&S CMW系列是被藍牙特別興趣小組(SIG)認可的藍牙射頻認證測試的綜測儀平臺

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

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

圖1

最后通過R&S CMWRun自動化測試軟件KT057的選件包，把規(guī)范要求的藍牙4.0的14個射頻測試項自動測試完成，并生成相應的測試報告，從而一鍵完成測試，如下圖2：

圖2

4.實例介紹

我們以接收機測試項中RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)作為例子介紹：這一項主要測試的是接收機帶外阻塞的性能，在藍牙頻段外有相應的連續(xù)波的干擾時，接收機誤包率要求PER<=30.8%。測試條件具體有什么特點呢？讓我們一起來看一下（以channel 19 為例），首先，有用信號的要求：Channel 19，信號強度 -67dBm，DUT工作在Direct RX Mode，DH1，PRBS9，Hopping off，發(fā)送1500個包。如下圖3中的中間頻點2440MHz就是Channel 19.?

圖3

其次，干擾信號有什么特點呢？如上圖3中的紅色信號就都是干擾信號了，這些信號的頻段范圍分為4段：第一段，30MHz-2000MHz，第二段，2003MHz-2399MHz，第三段2484MHz-2997MHz，第四段，3000MHz-12.75GHz，這些干擾信號都是CW信號，測試過程中這些干擾信號的步進又是多少呢？如下圖表4，比如在第一段30MHz-2000MHz中，這一段的步進是10MHz，也就是，第一次是以30MHz作為干擾信號時，進行一次Channel 19的PER測量，下次干擾信號的頻點會+10MHZ，也就是40MHz作為干擾信號時，再進行一次Channel 19 的PER測量，如此，把所有頻段全部測完，這里面每個頻段的步進是不同的，我們需要參照圖表4中的注釋。還有一個重要的指標，就是這些干擾信號的信號的強度是多大呢？干擾信號在各個頻段的信號強度也是不同的，比如，第一個頻段30MHz-2000MHz時，干擾信號的強度是-30dBm，而其他頻段又會采取不同的信號強度值，具體的這些信號強度值請參考下面圖表4中的注釋。

圖4

有了這些對測試條件的理解，我們就可以進行Channel 19的PER測量了，怎么測量呢？測量的結果又怎么進行判定呢？規(guī)范給出了我們相應的要求：規(guī)范要求接收機PER測試要進行兩次：

第一次，四個頻段以圖4中的頻率步進，和相應頻段的功率強度測試PER，要求PER>30.8%的個數不能超過10個。

第二次，四個頻段以圖5中的頻率步進，這個和第一次是一樣的。但是卻采用了不同的功率強度作為干擾源，四個頻段的信號強度都是-50dBm進行測試，測試的limit也發(fā)生了變化，這種情況下，PER>30.8%的個數不能超過3個。

圖5

那么這些測試條件和參數我們又怎么在自動化測試工具CMWRun中進行配置呢？其實這些配置參數在CMWRun的TC config里面都已經默認配置好了，非常的方便測試人員進行測試，如圖6中都已經有了我們前面講的這些參數了，測試人員需要更改的就只是路徑的衰減值和Channel號了。

圖6

通過對上面測試項目的介紹，可以看到測試測試條件很多，手動配置操作很復雜，很容易出錯，因此使用R&S公CMWRun控制CMW500自動測試藍牙4.0可以大大簡化測試流程和參數配置，做到一鍵測試，高效準確。如圖7：

圖7

5.結束語

R&S CMW500 藍牙 4.0 測試解決方案已經被國際和國內各個領域的認證機構列為認證測試系統(tǒng)，也成為了各個芯片和終端廠家的參考測試方案。當然，由于藍牙4.0強化了低功耗性能，因此除了射頻測試外，功耗測試也深受關注。R&S的耗電自動測試解決方案正是針對這一需求。該方案同樣基于自動化軟件CMWRun，利用CMW500建立連接后，通過R&S 4通道電流電壓測量模塊ZVC來實現自動化的功耗測試，請參考圖8：

圖8