Bluetooth® Low Energy (LE) für Wearables, Peripheriegeräte und IoT

Mit äußerst niedrigem Stromverbrauch, sehr schnellem Pairing und weltweiter Nutzbarkeit des 2,4-GHz-Bandes eignet sich Bluetooth® LE für viele Anwendungen, bei denen es um Datenverbindung über kurze Entfernungen bei möglichst geringem Energieverbrauch geht

Bluetooth® Low Energy (LE) für Wearables, Peripheriegeräte und IoT

Mit Bluetooth® LE wurde in der Bluetooth®-Spezifikation 4.0 eine Lösung mit einem extrem niedrigen Stromverbrauch eingeführt, die insbesondere für Peripheriegeräte und tragbare Digitalgeräte – sogenannte Wearables – ausgelegt ist, die in zahlreichen Anwendungsbereichen von der Medizin bis hin zur Automobilindustrie eingesetzt werden. In dieser Version bietet Bluetooth® LE eine maximale Datenrate von 1 Mbit/s und einen Stromverbrauch zwischen 0,01 und 0,5 Watt. Dadurch erreicht sie bei halbiertem Stromverbrauch etwa 33 % der Datenrate von Bluetooth® Classic.

Mit Bluetooth® 5 wurden die Anwendungsbereiche rund um das Internet der Dinge (IoT) mit einer höheren Datenrate von 2 Mbit/s, höheren Reichweiten und zusätzlichen Advertising-Funktionen weiter ausgebaut. Die Anzahl der Geräte pro Ad-hoc-Netzwerk wurde erhöht. In Verbindung mit der Bluetooth® Mesh-Spezifikation eröffnet dies neue Möglichkeiten im Bereich der Haus-/Gebäudeautomation und bei industriellen Anwendungen.

Bluetooth® 5.1 optimiert die Peilfähigkeit durch Features wie AoA (Angle of Arrival) und AoD (Angle of Departure).), während die neuste Version 5.2 zudem native LE-Audio-Funktionen und intelligente Power-Control-Fähigkeiten unterstützt.

Bluetooth® Low Energy Test Mode

Unplug! Bluetooth® Low Energy testen leicht gemacht

Rohde & Schwarz präsentiert den weltweit ersten Bluetooth® Low Energy Test Mode für Messungen über die Luftschnittstelle – die einfachste und exakteste Testmethode für Bluetooth® Low Energy.

  • Vereinfachter Testaufbau
  • Einheitliches Testverfahren für Bluetooth® (Bluetooth® Classic und Bluetooth® Low Energy)
  • Unterstützung aller HF-Konformitätsprüfungen
  • Einfachere OTA-Messungen (TRP/TIS)
  • Ermittlung von BER (Bit Error Rate) und PER (Package Error Rate)
Plakat: Connecting almost everything with Bluetooth® Low Energy

Kostenloses Plakat

Erweiterte Vernetzungsmöglichkeiten mit Bluetooth® Low Energy

Sie möchten sich einen Überblick über die Bluetooth®-Low-Energy-Technologie basierend auf der neuesten SIG-Spezifikation verschaffen?
Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Physical Layer-Optionen und neueste Features wie Funkpeilung, Power-Control und Audio-Streaming.

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On-Demand-Webinar

Webinar: Everything you need to know about Bluetooth® Low Energy (LE) in 2020

Bluetooth® LE ist eine der erfolgreichsten Funktechnologien für das Internet der Dinge (IoT). In den letzten zehn Jahren haben sich die Anwendungsbereiche von der Verbindung von PC-Peripheriegeräten bis hin zur vollständigen Kommunikation mit tragbaren Digitalgeräten (Wearables) und weit darüber hinaus entwickelt. Die neuesten Versionen (5.0, 5.1, 5.2) der Bluetooth®-Spezifikation ermöglichen zahlreiche weitere IoT-Anwendungen in den Bereichen Smart Home, Smart Buildings und Indoor-Ortungsdienste.

Das Webinar stellt die neuesten Funktionen vor, die Sie kennen sollten, wie z. B. den Long-Range-Modus und Direction Finding und erläutert die damit verbundenen messtechnischen Herausforderungen und Lösungen. Darüber hinaus wird ein zukunftsweisender neuer Testmodus für Messungen über die Luftschnittstelle vorgestellt, der Tests von Bluetooth®-LE-Geräten erheblich vereinfacht.

LE 1M LE 2M LE Coded (S=2) LE Coded (S=8)
Spektrum 2,4-GHz-ISM-Band 2,4-GHz-ISM-Band 2,4-GHz-ISM-Band 2,4-GHz-ISM-Band
Anzahl Kanäle 40 40 40 40
Kanalraster 2 MHz 2 MHz 2 MHz 2 MHz
Vermeidung von Störungen Adaptives Frequenzsprungverfahren (1600 Hops/s über max. 37 Kanäle) Adaptives Frequenzsprungverfahren (1600 Hops/s über max. 37 Kanäle) Adaptives Frequenzsprungverfahren (1600 Hops/s über max. 37 Kanäle) Adaptives Frequenzsprungverfahren (1600 Hops/s über max. 37 Kanäle)
Advertising Drei Advertising-Kanäle Drei Advertising-Kanäle Drei Advertising-Kanäle Drei Advertising-Kanäle
Modulation GFSK (250 kHz) GFSK (500 kHz) GFSK (250 kHz) GFSK (250 kHz)
Codierung Header:1/1
Daten:1/1
Header:1/1
Daten:1/1
Header:1/8
Daten:1/2
Header:1/8
Daten:1/8
Max. Datenrate 1 Mbit/s 2 Mbit/s 500 kbit/s 250 kbit/s
Rohde-Schwarz-Bluetooth-test-setups_1440x_.png
Verschiedene Bluetooth®-Messplätze für eine Vielzahl an Anwendungen

Ihre Herausforderungen beim Test von Bluetooth® LE

Es gibt mehrere Faktoren, die sich auf die Gesamtperformance auswirken. Dazu gehören Antennendesign, Stromversorgungen, Fragen der Koexistenz mit Chips anderer Kommunikationsstandards, z. B. mit LTE und WLAN, sowie das endgültige Gehäuse. Während und nach der Designphase ist es wichtig, Tests durchzuführen, um zu gewährleisten, dass die übertragenen Informationen korrekt sind.

Hierbei sind Tests wie die Verifizierung von Testpaketstruktur, Ausgangsleistung, Modulationseigenschaften und Trägerfrequenzfehler notwendig. Die Bluetooth® SIG hat entsprechende Testfälle für die Bluetooth®-Qualifizierung definiert und einen Direct Test Mode (DTM) zur Steuerung von Sender- und Empfängertests über eine zusätzliche Steuerleitung festgelegt. Dieser Testmodus wird über externe Befehle aktiviert, was insbesondere in Testsituationen etwas umständlich sein kann, in denen kein direkter Zugriff auf den Prüfling möglich ist.

Die Industrie sucht daher auch nach anwenderfreundlichen Testmöglichkeiten von Bluetooth®-LE-Geräten über die Luftschnittstelle. Im Wesentlichen gibt es dafür zwei Ansätze: die Verwendung der immer aktiven Advertising-Kanäle zur Durchführung von Empfänger- und Sender-Messungen oder die Verwendung des standardmäßigen Bluetooth®-LE-Signals für den Gerätetest.

Vorteile der Rohde & Schwarz-Testlösungen für Bluetooth® LE

  • Bluetooth®-Testfunktionen sind für alle wesentlichen Messgerätekategorien von Rohde & Schwarz wie Signalgeneratoren und Signalanalysatoren verfügbar
  • Unterstützung von Bluetooth® LE gemäß Bluetooth® Core-Spezifikationen 4.0, 4.1, 4.2, 5, 5.1 und 5.2 für Design, Zertifizierung und Produktion
  • Die Bluetooth® SIG hat den Wireless-Tester R&S®CMW für HF-Tests zugelassen. Der Testaufbau lässt sich mit dem R&S®CMWrun Sequencer Software Tool automatisieren

Weitere Informationen

Bluetooth® Low Energy Over-The-Air Advertiser Testing

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White Paper: From cable replacement to the IoT – Bluetooth 5.1

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Application Note: Bluetooth® Adaptive Frequency Hopping on a R&S®CMW

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Applikationsbroschüre: Bluetooth® Testing with the R&S®CMW Wideband Radio Communication Tester

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Application Note: Advanced Bluetooth® RF Tests with R&S®CMWrun

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Application Card: Leitungsgebundene Koexistenztests innerhalb eines Geräts

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