Medidas inteligentes de Bluetooth® LE y Bluetooth® clásico

Bluetooth® se encuentra implantado en la mayoría de teléfonos móviles y ordenadores portátiles para permitir la conectividad de auriculares inalámbricos o la conectividad entre teléfonos móviles y otros dispositivos para su sincronización. La mayoría de los automóviles nuevos ya ofrecen un sistema de llamada de manos libres basado en Bluetooth® como equipamiento estándar u opcional. Bluetooth® LE con una potencia absorbida extremadamente baja, un emparejamiento muy rápido y el uso a nivel mundial de la banda de 2,4 GHz ha sido diseñado para el mercado de sensores deportivos, sanitarios y fitness, así como relojes. Bluetooth® LE ya se ha convertido en la tecnología dominante para todo tipo de dispositivos vestibles que normalmente utilizan smartphones como pasarela para Internet.

  Bluetooth clásico
Bluetooth® LE
  Velocidad básica Velocidad de transmisión ampliada Baja energía
Espectro Banda ISM de 2,4 GHz
Modulación Encabezamiento: Datos GFSK
: GFSK
Encabezamiento: Datos GFSK
: π/4-DQPSK o 8DPSK
Encabezamiento: Datos GFSK
: GFSK
Canales 79 40
Separación de canales 1 MHz 2 MHz
Supresión de interferencias FHSS
adaptativo (1600 saltos/s en un máximo de 79 canales)
FHSS
adaptativo (1600 saltos/s en un máximo de 37 canales)
Detección/corrección de errores FEC CRC
Publicidad Secuencia de publicidad 3 canales de publicidad
Red Pico-redes de dispersión Pico-red
Compatible con voz No
Velocidad de transmisión máxima 1 Mbit/s 3 Mbit/s 1 Mbit/s

Requisitos de la medida de conformidad con Bluetooth® SIG

Los desarrolladores de dispositivos con capacidad Bluetooth® utilizan chips o módulos listos para su uso para una integración sencilla de la conectividad Bluetooth® en su dispositivo. Pero el diseño de cada dispositivo es ligeramente distinto. Existen diversos factores en el diseño final que influyen en el rendimiento de comunicación general, como el diseño de la antena, la fuente de alimentación, otros chips de comunicaciones inalámbricas o la carcasa definitiva.

Por tanto, es absolutamente necesario probar cada uno de los dispositivos con capacidad Bluetooth® para comprobar que se obtiene el rendimiento necesario y garantizar la conformidad con los estándares de Bluetooth® SIG y los requisitos normativos. Las medidas del rendimiento y la calidad de la radiofrecuencia de Bluetooth® pueden ser bastante sencillas. Para los dispositivos Bluetooth® LE, Bluetooth® SIG ha establecido un modo de prueba directo para controlar fácilmente las pruebas de transmisor y receptor.

Pruebas de transmisor y receptor Bluetooth® LE especificadas por Bluetooth® SIG:

Pruebas de transmisor Bluetooth® LE
TP/TRM-LE/CA/BV-01-C
TP/TRM-LE/CA/BV-02-C1)
Potencia de salida
TP/TRM-LE/CA/BV-03-C
TP/TRM-LE/CA/BV-04-C1)
Emisiones dentro de la banda
TP/TRM-LE/CA/BV-05-C Características de modulación
TP/TRM-LE/CA/BV-06-C
TP/TRM-LE/CA/BV-07-C1)
Desajuste y desviación de la frecuencia portadora
Pruebas de receptor Bluetooth® LE
TP/RCV-LE/CA/BV-01-C
TP/RCV-LE/CA/BV-02-C 1)
Sensibilidad del receptor
TP/RCV-LE/CA/BV-03-C C/I y rendimiento de la selectividad del receptor
TP/RCV-LE/CA/BV-04-C 2) Rendimiento de bloqueo
TP/RCV-LE/CA/BV-05-C 2) Rendimiento de intermodulación
TP/RCV-LE/CA/BV-06-C Nivel de señal de entrada máximo
TP/RCV-LE/CA/BV-07-C Integridad del informe PER

1) Se ha eliminado de la especificación de prueba PF PHY Bluetooth® en RF-PHY.TS.4.2.2 el 22 de diciembre de 2015.

2) Requiere un generador de señales adicional.


Configuración de medida para las medidas de precertificación de radiofrecuencia Bluetooth® mediante el modo de prueba directa Bluetooth® LE
Configuración de medida para las medidas de precertificación de radiofrecuencia Bluetooth® mediante el modo de prueba directa Bluetooth® LE

Los dispositivos con Bluetooth® clásico ofrecen una funcionalidad similar para las medidas mediante interfaces específicas del chip (no estandarizadas) o mediante el uso de una funcionalidad de señalización Bluetooth® clásica.

Requisitos de medición normativos

Además de las medidas de requisitos estándar, se deben probar los dispositivos según los requisitos normativos para dispositivos que operan en la banda ISM de 2,4 GHz. Esto es el resultado de la popularidad de la banda ISM sin licencia en la que operan Bluetooth®, WLAN/Wi-Fi y ZigBee paralelamente en el mismo espectro de frecuencia que ANT+, la tecnología LPWAN RPMA, los intercomunicadores infantiles y los hornos microondas. La larga lista de requisitos de prueba incluye un nivel de salida de radiofrecuencia máxima de 20 dBm, una densidad espectral de potencia para modulaciones de banda ancha de menos de 10 dBm, una duración de secuencia de transmisor inferior a 10 ms y una máscara de emisión de espectro para emisiones de transmisor fuera de banda no deseadas.

Configuración de medida típica en los ensayos de conformidad normativos según su compatibilidad con R&S®TS8997
Configuración de medida típica en los ensayos de conformidad normativos según su compatibilidad con R&S®TS8997

Como resultado de estos ensayos de conformidad, puede ser necesario observar más detenidamente todo el espectro ocupado para identificar problemas como fuentes de interferencia ocultas, secuencias de salto incorrectas o detección de portadora defectuosa que resulte en un bajo rendimiento en algunas interfaces. El análisis de este tipo de problemas requiere una visión detallada de todo el espectro de interés en tiempo real en un intervalo de tiempo definido.

Cuando en un mismo dispositivo operan distintas tecnologías inalámbricas, esto es aún más complicado. La integración de diversas tecnologías de comunicaciones inalámbricas en un dispositivo extremadamente pequeño es uno de los principales retos de los diseñadores de radiofrecuencia. Por ello, la verificación de la coexistencia de las distintas tecnologías inalámbricas es muy importante, como por ejemplo, la calidad de rendimiento de la tecnología de acceso a radio de un transmisor y un receptor en presencia de otra tecnología.

Soluciones de test y medida de Rohde & Schwarz

La plataforma de comprobador de comunicaciones inalámbricas R&S®CMW es compatible con Bluetooth® hasta la versión 4.2. Abarca la función de señalización Bluetooth® clásica y todas las medidas de transmisor y receptor Bluetooth® LE de conformidad con Bluetooth® SIG. Algunos de los casos de prueba requieren un generador de señales como la fuente de radiofrecuencia R&S®SGS100A. La herramienta de software de secuenciador R&S®CMWrun facilita los ensayos de conformidad al ejecutar automáticamente todos los casos de prueba Bluetooth® SIG. Las opciones para medidas de producción exhaustivas de dispositivos con Bluetooth® aceleran el proceso de fabricación. Las funciones de prueba para Bluetooth® también están disponibles en los principales instrumentos de medición de Rohde & Schwarz, incluidos los generadores de señales y los analizadores de señales. Los instrumentos de medición admiten Bluetooth® así como otros estándares no celulares y todos los principales estándares celulares en un único dispositivo.

  • R&S®CMW270
    • El comprobador de comunicación por radio para tecnologías no celulares admite las señales WLAN y Bluetooth® en un único dispositivo
    • Certificado por Bluetooth® SIG para pruebas de radiofrecuencia
    • Pruebas de radiofrecuencia rápidas y precisas en dispositivos Bluetooth® de conformidad con las especificaciones fundamentales de Bluetooth® v1.2, 2.0, 2.1, 3.0+HS, 4.0, 4.1, 4.2
    • Soporte para los 38 casos de prueba de radiofrecuencia para la cualificación previa de la velocidad básica (BR) de Bluetooth®, la velocidad de transmisión mejorada (EDR) y Bluetooth® de baja potencia (BLE) en combinación con el software de secuencia de prueba R&S®CMWrun
    • Medidas de espectro extremadamente rápidas para la optimización de diseños de radiofrecuencia Bluetooth®
  • R&S®CMW290
    • El comprobador de radiocomunicación funcional que admite Bluetooth®, WLAN y todas las tecnologías celulares como LTE, WCDMA y aplicaciones de señalización y sin señalización GSM en un único dispositivo
    • Certificado por Bluetooth® SIG para pruebas de radiofrecuencia
    • Pruebas de radiofrecuencia rápidas y precisas en dispositivos Bluetooth® de conformidad con las especificaciones fundamentales de Bluetooth® v1.2, 2.0, 2.1, 3.0+HS, 4.0, 4.1, 4.2
    • Soporte para los 38 casos de prueba de radiofrecuencia para la precertificación de la velocidad básica (BR) de Bluetooth®, la velocidad de transmisión mejorada (EDR) y Bluetooth® de baja potencia (BLE) en combinación con el software de secuencia de prueba R&S®CMWrun
    • Medidas de espectro extremadamente rápidas para la optimización de diseños de radiofrecuencia Bluetooth®
  • R&S®CMW500 - Production Test
    • Comprobador de comunicación por radio líder en el mercado compatible con las señales Bluetooth®, WLAN y todas las principales tecnologías móviles en un único dispositivo
    • Certificado por Bluetooth® SIG para pruebas de radiofrecuencia
    • Pruebas de radiofrecuencia rápidas y precisas en dispositivos Bluetooth® de conformidad con las especificaciones fundamentales de Bluetooth® v1.2, 2.0, 2.1, 3.0+HS, 4.0, 4.1, 4.2
    • Soporte para los 38 casos de prueba de radiofrecuencia para la precertificación de la velocidad básica (BR) de Bluetooth®, la velocidad de transmisión mejorada (EDR) y Bluetooth® de baja potencia (BLE) en combinación con el software de secuencia de prueba R&S®CMWrun
    • Medidas de espectro extremadamente rápidas para la optimización de diseños de radiofrecuencia Bluetooth®
  • R&S®FSV
    • Medidas Bluetooth®/EDR complejas de conformidad con las especificaciones de pruebas de radiofrecuencia Bluetooth® 2.0 con solo pulsar un botón
    • Medición de la potencia, calidad de método de modulación y espectro
    • Admite distintos tipos de paquetes DH1, DH3 y DH5 y clases de potencia de 1 a 3
  • R&S®SMBV100A
    • Generación de señales Bluetooth® de conformidad con la versión 2.1, incluidos EDR y BLE
    • Admite los tres modos de transporte y todos los tipos de paquetes
    • Generación de señales de conformidad con la especificación de pruebas transmisor imperfecto
  • R&S®TS8997
    • Medidas de conformidad con ETSI EN 300 328 v1.8.1 y ETSI EN 301 893 v1.7.1 exigidos por la directiva europea R&TTE para el mercado europeo
    • Admite todos los casos de prueba de conformidad con ETSI EN 300 328, incluidos los saltos de frecuencia
    • Se realizaron medidas para dispositivos con conector de antena
    • Medidas radiadas con R&S®DST200 y R&S®CMW-Z10 para dispositivos con antena integrada
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