Tryb sygnałowy dla Bluetooth Classic

Podstawowa specyfikacja Bluetooth określa tryb testowy dla testów RF badanego urządzenia Bluetooth Classic, wykorzystujący „prawdziwe” połączenie Bluetooth. Badane urządzenie musi być w tym trybie włączone za pomocą wewnętrznego interfejsu kontrolera hosta (HCI). W tym scenariuszu R&S CMW pełni rolę urządzenia nadrzędnego, które zestawia połączenie Bluetooth z badanym urządzeniem podrzędnym, wyszukując urządzenia Bluetooth lub bezpośrednio adresując badane urządzenie.

Po zestawieniu połączenia, Bluetooth R&S CMW rozpoczyna sterowanie badanego urządzenia za pomocą komend. Najważniejszym trybem pracy jest tryb testu w pętli – R&S CMW przesyła pakiety do badanego urządzenia, a urządzenie odsyła te pakiety z powrotem do przyrządu R&S CMW. W tym trybie możliwe jest wykonanie testów zarówno nadajnika, jak i odbiornika.

W przypadku testów nadajnika R&S CMW nadaje z normalną mocą, co zazwyczaj nie powinno powodować przekłamań w bitach po stronie badanego urządzenia. Urządzenie odsyła pakiet do przyrządu R&S CMW, a ten mierzy parametry nadawcze badanego urządzenia.

W przypadku testów odbiornika, R&S CMW nadaje z bardzo niską mocą. W badanym urządzeniu podczas odbioru pojawiają się przekłamania bitów. Następnie urządzenie odsyła uszkodzony pakiet do przyrządu R&S CMW, który na tej podstawie wyznacza stopę błędów.

Tryb testowy Bluetooth pozwala na realizację połączenia Bluetooth zarówno na stałej, jak i zmiennej częstotliwości.

Tryb bezpośredni (DTM) dla Bluetooth Low Energy

Podstawowa specyfikacja Bluetooth określa tryb bezpośredni (direct test mode, DTM) dla testów RF badanego urządzenia Bluetooth LE. Tryb DTM nie wykorzystuje „prawdziwego” połączenia Bluetooth. Zamiast tego wykorzystuje połączenie przewodowe między testerem a badanym urządzeniem. Badane urządzenie zazwyczaj ma interfejs UART oraz HCI lub two-wire. Ten interfejs jest wykorzystywany do połączenia przyrządu R&S CMW.

W przypadku testów nadajnika R&S CMW przesyła do badanego urządzenia komendę DTM. Urządzenie odpowiada, przesyłając testowe pakiety radiowe BLE do przyrządu R&S CMW. Treść danych oraz ich długość i ustawienia kanału Bluetooth są konfigurowane przez R&S CMW i przesyłane do badanego urządzenia za pomocą komend DTM.

W przypadku testów odbiornika R&S CMW przesyła do badanego urządzenia komendę DTM, która powoduje przejście tego urządzenia w tryb odbioru na określonym kanale Bluetooth. Następnie przyrząd R&S CMW wysyła określoną liczbę radiowych pakietów testowych Bluetooth z odpowiednio niską mocą. W zależności od mocy badane urządzenie odbiera niektóre pakiety bezbłędnie, a inne – z przekłamaniami bitów. Badane urządzenie zlicza poprawnie odebrane pakiety, wyznaczając dla każdego sumę kontrolą CRC i porównując ją z liczbą przesłaną przez R&S CMW. Pod koniec testu R&S CMW wysyła komendę zakończenia testu. Następnie badane urządzenie przesyła do przyrządu za pośrednictwem połączenia DTM liczbę poprawnie odebranych pakietów. Na tej podstawie R&S CMW oblicza i wyświetla stopę błędów pakietów (PER).

Rys. 5. Konfiguracja pakietów połączenia DTM dla urządzeń Bluetooth Low Energy

Rys. 6. Tryb bezpośredni dla testów Bluetooth Low Energy

Weryfikacja nadajnika i odbiornika RF

Testowanie pracy Bluetooth i jakości sygnału RF za pomocą platformy R&S CMW jest łatwe. R&S CMW jest w stanie zrealizować wszystkie scenariusze testowe opracowane przez grupę Bluetooth
aż do wersji Bluetooth 5.

Pomiary nadajnika

Przyrząd R&S CMW określa wyniki pomiarów na podstawie metod podanych w specyfikacji Bluetooth RF. Wszystkie pomiary można wykonać na dowolnym kanale Bluetooth i z różnymi konfiguracjami parametrów.

Tester R&S CMW wykonuje jednocześnie wiele pomiarów nadajnika. Interfejs pozwala obserwować jednocześnie wyniki wszystkich pomiarów. Użytkownicy mogą przełączyć widok ogólny na widok poszczególnych pomiarów mocy, modulacji i widma, aby obejrzeć bardziej szczegółowe wyniki. Istnieje możliwość bezpośredniej i niezależnej modyfikacji wszystkich parametrów, takich jak wybór kanału, typ pakietu, typ sekwencji, długość pakietu i poziom sygnału. Przyrząd R&S CMW oferuje użytkownikom wszechstronność, pozwalając zidentyfikować problemy podczas testów w laboratorium, a także łatwo i szybko optymalizować projekt testowanego urządzenia.

W przypadku Bluetooth Classic, R&S CMW zapewnia możliwość regulacji mocy podczas wszystkich pomiarów nadajnika. Poza możliwością kontroli chwilowej mocy, użytkownicy mogą też poznać wpływ aktualnego poziomu mocy badanego urządzenia na parametry modulacji i częstotliwości.

Rys. 7. Okno podglądu widoczne na tym zrzucie ekranu pozwala na obserwację wyników wszystkich pomiarów Bluetooth EDR wykonywanych jednocześnie. Okno podglądu i indywidualnych pomiarów dla trybów BR, EDR oraz LE są pokazane na kilku następnych stronach

Pomiary odbiornika

Tester R&S CMW obsługuje wszystkie pomiary odbiornika Bluetooth zgodnie ze specyfikacją testów RF Bluetooth.

• Stopa błędów bitów (BER) i stopa błędów pakietów (PER)

Możliwe pomiary odbiornika obejmują testy stopy błędów BER oraz PER przy stałej mocy wejściowej R&S CMW. Te testy można wykonać jako osobne pomiary z wykorzystaniem konfigurowalnej liczby pakietów Bluetooth (zgodnie ze specyfikacją) lub jako pomiar ciągły w celu analizy błędów.

• Pomiary czułości

Przyrząd R&S CMW oferuje funkcje automatycznego wyszukiwania, która wykrywa poziom czułości odbiornika. Moc generatora R&S CMW jest stopniowo obniżana do momentu, w którym osiągnięty zostaje zadany limit stopy błędów BER lub PER.

• „Brudny” nadajnik

Pomiary odbiornika Bluetooth wymagają stosowania „brudnego” (dirty) nadajnika. W zależności od trybu pracy (BR, EDR lub LE) specyfikacja testów RF Bluetooth opisuje dynamiczne zachowanie generatora RF testera podczas testów odbiornika. Przyrząd R&S CMW daje możliwość włączenia lub wyłączenia funkcji brudnego nadajnika.

Tabela poniżej przedstawia właściwości „brudnego” nadajnika w niekodowanym trybie Bluetooth LE z przepustowości 1 Mb/s. Do każdych 50 nadanych pakietach parametry generatora są
zmieniane zgodnie z zawartością tabeli. Do każdego pakietu jest jednocześnie stosowana określona zmiana fazy początkowej fali w zakresie od 0 do 180 stopni, symulując dryft
częstotliwości.

Oprócz trybu wykorzystującego tabelę specyfikacji, dostępny jest też tryb pojedynczej wartości umożliwiający szczegółową analizę odbiorników Bluetooth. Ten tryb pozwala na osobną zmianę
dryftu częstotliwości nośnej, głębokości modulacji oraz błędu czasu symboli, jak również włączenie dodatkowego dryftu w razie potrzeby.

Testy adaptacyjnej zmiany częstotliwości (AFH)

Przyrząd R&S CMW zapewnia funkcję adaptacyjnej zmiany częstotliwości dla trybu Bluetooth Classic. Ta funkcja pozwala użytkownikom w trybie zdalnego sterowania zbadać zachowanie
połączeń Bluetooth narażonych na oddziaływanie zewnętrznych źródeł interferencji. Model R&S CMW500 oferuje następujące procedury aktywowane zdalnie:

• Generator map kanałów AFH: Odpytuje wszystkie 79 kanałów Bluetooth i zapisuje je jako
  zablokowane (0) lub wolne (1) w pliku .csv.
• Detekcja problematycznych kanałów w oparciu o:
  ◦ Połączenie detekcji za pomocą R&S CMW oraz badanego przyrządu
  ◦ Detekcję wyłączenia za pomocą badanego przyrządu
• Mapa kanałów AFH zdefiniowana przez użytkownika: Użytkownik może zastosować
  indywidualne ustawienia – każdy z 79 kanałów może zostać zablokowany lub zwolniony, o
  ile przynajmniej 20 kanałów pozostaje zwolnionych.