藍牙無線測試方法和指標

藍牙無線測試配置包括一臺測試儀和被測設備（EUT, Equipment Under Test），其中測試儀作為主單元，EUT作為從單元。兩者之間可以通過射頻電纜相連也可以通過天線經空中傳輸相連。測試儀發送LMP指令，激活EUT進入測試模式，並對測試儀與EUT之間的藍牙鏈路的一些參數進行配置。如測試方式是環回還是發送方式，是否需要進行跳頻，分組是單時隙分組還是多時隙分組，分組的淨菏是PN9，還是00001111、01010101。測試模式是一個特殊的狀態，出於安全的考慮，EUT必須首先設為「Enable」狀態，然後才能空中激活進入測試模式。

1.1發信機測試
（1）輸出功率
測試儀對初始狀態設置如下：鏈路為跳頻，EUT置為環回（Loop back）。測試儀發射淨荷為PN9，分組類型為所支持的最大長度的分組，EUT對測試儀發出的分組解碼，並使用相同的分組類型以其最大輸出功率將淨荷回送給測試儀。測試儀在低、中、高三個頻點，對整個突發範圍內測量峰值功率和平均功率。規範要求峰值功率和平均功率各小於23dBm和20dBm，並且滿足以下要求：如果EUT的功率等級為1，平均功率> 0dBm；如果EUT的功率等級為2，-6dBm（2）功率密度
初始狀態同（1），測試儀通過掃頻，在240MHz頻帶範圍內找到對應最大功率的頻點，然後以此頻點進行時域掃描（掃描時間為1分鐘），測出最大值，要求小於20dBm/100kHz。
（3）功率控制
初始狀態為環回，非跳頻。EUT分別工作在低、中、高三個頻點，回送調製信號為PN9的DH1分組。測試儀通過LMP信令控制EUT輸出功率，並測試功率控制步長的範圍，規範要求在2dB和8dB之間。
（4）頻率範圍
初始狀態同（3），測試儀對EUT回送的淨荷為PN9的DH5分組掃頻測量。當EUT工作在最低頻點時，測試儀找到功率密度下降為-80dBm/Hz時的頻點fL；當EUT工作在最高頻點時，測試儀找到功率密度下降為-80dBm/Hz時的頻點fH。對於79信道的系統，要求fL、fH位於2.4～2.4835GHz範圍內。
（5）20dB帶寬
初始狀態同（3），EUT分別工作在低、中、高三個頻點，回送調製信號為PN9的DH1分組。測試儀掃頻找到對應最大功率的頻點，並且找到其左右兩側對應功率下降20dB時的fL和fH，20dB帶寬Df = | fH - fL |，要求Df小於1MHz。
（6）相鄰信道功率
　　初始狀態同（3）, EUT工作頻點分別為第3信道、第39信道和第75信道，回送淨荷為PN9的DH1分組。測試儀掃描整個藍牙頻段，測試各個信道的功率。要求相鄰第2道的洩漏功率小於-20dBm，相鄰第3道及其以上的洩漏功率小於-40dBm。
（7）調製特性
初始狀態同（3）, EUT分別工作在低、中、高三個頻點。測試儀以所支持的最大分組長度發送淨荷為11110000的分組，並對EUT回送的分組計算頻率偏移的峰值和均值，分別記為Df1max 和Df1avg。測試儀以所支持的最大分組長度發送淨荷為10101010的分組，並對EUT回送的分組計算頻率偏移的峰值和均值，分別記為Df2max 和Df2avg，要求滿足以下條件：至少99.9%的Df1max滿足 140kHz< Df1max <175kHz；至少99.9%的Df2max 3115kHz；Df2avg /Df1avg 30.8。

（8）初始載波容限
EUT為環回狀態，回送淨荷為PN9的DH1給測試儀。測試儀先將鏈路置為非跳頻，EUT分別工作在低、中、高三個頻點，然後測試儀再將鏈路置為跳頻。測試儀根據4個前導碼計算載波頻率f0，要求與標稱頻率fTX的差小於75kHz。
（9）載波頻率漂移
　初始狀態同（3），EUT分別工作在低、中、高三個頻點，回送調製信號為10101010的DH1/DH3/DH5分組。測試儀先根據4個前導碼計算載波頻率f0，然後每10比特淨荷測試一次頻率，其與初始載頻的差為瞬時頻率漂移。最後測試儀將跳頻打開，重新測試所有頻點下的瞬時頻率漂移。瞬時頻率漂移之間的差定義為漂移速率。對於DH1分組，要求每次的瞬時漂移小於25kHz，對於DH3、DH5分組，要求載波瞬時漂移小於40kHz。規範還要求載波漂移速率小於4000Hz/10μs。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201612/334263.htm

1.2 收信機測試
以上介紹了藍牙發信機的無線指標及其測試。對於收信機測試來說，所有指標的測試都是基於誤比特率的統計，並且至少要統計1600000個比特。眾所周知，在誤幀率較大的情況下統計誤比特率沒有任何意義，因此，為了準確測試收信機的性能，測試儀必須能測試由以下6種情況導致的FER：CRC誤差、不正確的淨荷長度、同步字出錯、HEC出錯、EUT給MT8850A回送NACK分組、在預期的時隙內沒有收到EUT發送的分組。下面介紹藍牙收信機的測試。
（1）單時隙靈敏度
初始狀態同1.1（3），EUT分別工作在低、中、高三個頻點，回送調製信號為PN9的DH1分組。依照藍牙規範的要求，測試儀控制其輸出功率，以使EUT的收信功率為-70dBm。藍牙規範允許EUT發送的射頻信號具有75kHz的初始誤差和40kHz的頻率漂移，即總共允許有115kHz的誤差。此外，還要考慮調製、符號定時等引起的誤差。假如EUT的收信機性能由一個輸出「完美」信號的測試儀來測試，其測試結果不足以提供冗餘度來適應真正的無線傳輸環境，用戶將得到一個關於收信機質量的錯誤結果。經驗告訴我們，對於有擾測試，藍牙收信機的靈敏度一般會劣化4~10dB，具體值與分組長度和藍牙晶片種類有關。測試儀必須支持有擾發射(dirty transmitter),見表1，將幹擾加入到發送的藍牙信號中，每20ms一組，從第一組依次到第十組，再返回第一組，不斷重複。此外，藍牙基帶信號還受一正弦波調製。測試儀對誤碼率進行統計，要求誤碼率BER<0.1%。此外，如果有條件的話，最好在跳頻狀態下再重新測試一遍。
（2）多時隙靈敏度！
類似於單時隙靈敏度的測試，不過分組類型為DH3、DH5。
（3）C/I性能
初始狀態同1.1（3）, EUT分別工作在低、中、高三個頻點。測試儀發送的有用信號為淨荷PN9的DH1分組，同時還發送淨荷PN15的藍牙幹擾信號。有用信號和幹擾信號的功率電平參見表2。測試儀進行誤碼率統計，要求BER<0.1%。
（4）阻塞性能
阻塞特性是指在其它頻段存在大的幹擾信號時，接收機接收有用信號的能力。初始狀態同1.1（3）,EUT收發頻點為2460MHz（58號信道）。測試儀不僅發送淨荷為PN9的DH1分組作為有用信號，而且發送頻率為30MHz到12.75GHz之間的連續波幹擾信號。有用信號的功率電平比參考靈敏度高3dB，參考靈敏度是指滿足一定的誤碼率情況下，接收機可以接收的最小電平。幹擾信號的電平比表3給出的大2dB。測試儀統計誤碼率，如果BER>0.1%,則測試儀記錄此時幹擾信號的頻點,要求頻點的個數小於24。其他條件不變，僅把幹擾信號的電平降為-50dBm，測試儀記錄BER>0.1%時的幹擾信號的頻點，要求其個數小於5個。
（5）互調性能
互調特性是指存在兩個或多個跟有用信號有特定頻率關係（它們的互調產物剛好落在有用信號帶內）的幹擾信號的情況下的接收能力。初始狀態同1.1(3),EUT收發頻點相同，分別為低 、中、高頻點。測試儀不僅發送淨荷為PN9的DH1分組作為有用信號，其功率比參考靈敏度高6dB；而且發送功率為-39dBm、頻率為f1的正弦波幹擾信號，以及功率為-39dBm、頻率為f2的PN15調製的藍牙幹擾信號。2倍的f1與f2的差正好等於EUT的收信頻點，並且f2- f1 =3MHz、4MHz或5MHz。測試儀統計誤碼率，要求BER〈0.1%。
（6）最大輸入電平
即藍牙接收機的飽和電平。初始狀態同1.1(3),EUT工作於低、中、高頻點。測試儀發送淨荷為PN9的DH1分組信號，並控制其發射功率，以使EUT收信機入口處的電平為-20dBm。測試儀統計誤碼率，要求BER〈0.1%。
另外,收發信機均需要測試帶外雜散,即依據ETS或FCC標準，測試EUT在工作狀態和備用狀態下，30MHz～12.75GHz頻率範圍內的帶外雜散，包括天線傳導雜散和機箱輻射雜散。