Bluetooth® Low Energy (LE)

Introducción a Bluetooth® LE

Bluetooth® LE funciona como un sistema de espectro ensanchado por salto de frecuencia adaptativodentro de las bandas ISM de 2,4 GHz disponibles a escala mundial. Utiliza la modulación por desplazamiento de frecuencia gaussiana(GFSK) con una velocidad de símbolos de 1 o 2 Msym/s (LE 1M, LE 2M). Este mecanismo de salto de frecuencia abarca 37 canales de RF de uso general, lo que garantiza la comunicación estable y eficiente.

Para aplicaciones de alcance ampliadose introdujeron con Bluetooth® 5.0 los canales codificados LE en combinación con LE 2M. Estos canales ofrecen dos esquemas de codificación optativos: S=8, donde ocho símbolos representan un solo bit, y S=2, donde dos símbolos representan un solo bit. El esquema S=8 se aplica de forma específica a la parte del encabezado de ambos canales codificados de LE.

Además de permitir la comunicación de anuncios a través de los canales de anuncio primarios y secundarios, Bluetooth® LE también funciona con enlaces de comunicación asíncronos (ACL). La finalidad de estos enlaces es controlar la señalización y el tráfico «best effort». Con Bluetooth® LE se implementan además streams isócronos conectados (CIS) y streams isócronos de difusión (BIS), ambos diseñados específicamente para aplicaciones de audio LE.

Medidas de Bluetooth® LE – capa física

Diversos factores juegan un papel esencial a la hora de determinar el rendimiento general de la comunicación:

• el diseño de las antenas
• las fuentes de alimentación
• la coexistencia con otros chips de comunicación inalámbrica, como LTE y WLAN
• la carcasa definitiva

Durante y después de la fase de diseño es importante realizar medidas exhaustivas para garantizar la precisión de la información transmitida y alcanzar los valores de referencia de rendimiento deseados.

Existen métodos de medida de RFpara dispositivos Bluetooth® LE. Uno de ellos consiste en utilizar una interfaz de control específica del fabricante, que se emplea generalmente para realizar test totalmente automáticos en los ámbitos de investigación, desarrollo y producción.

Para los ensayos de conformidadde dispositivos Bluetooth® LE, el grupo de interés especial de Bluetooth® SIG ha estandarizado el modo de test directo(DTM). Este modo permite realizar medidas del transmisor y el receptor Bluetooth® LE con control a través de una interfaz de prueba por cable específica.

En el modo de test directo se requiere un conector de cable en el dispositivo bajo prueba para controlar las medidas. Las dos opciones especificadas incluyen una conexión USB o RS232 con la interfaz de control de host (HCI) del objeto examinado o una conexión UART de dos hilos dedicada al dispositivo. Esta configuración de prueba garantiza un control altamente fiable y seguro del dispositivo.

Los elementos de prueba de la capa física de Bluetooth® LE incluyen típicamente:

• test de transmisor, que cubren aspectos como potencia de transmisión, espectro de densidad de potencia, emisiones espurias y precisión de modulación
• pruebas de receptor, que valoran la sensibilidad y el rendimiento de bloqueo
• la introducción de nuevas funciones, como determinación de la posición

En el sector se están explorando opciones que permitan realizar con facilidad medidas over-the-air (OTA) en dispositivos Bluetooth® LE, que a menudo carecen de conexiones para cable. Rohde & Schwarz ofrece una propuesta con las dos siguientes posibilidades:

• utilizar los canales de anuncio primariostanto para las medidas de receptor como de transmisor
• emplear una conexión Bluetooth® LE estándarpara las medidas, lo que resulta especialmente útil para evaluar el rendimiento de aplicaciones como el streaming de audio/vídeo o la transferencia de datos

También hemos desarrollado una solución de test específica para mejorar las funciones de medida a través de un canal Bluetooth®, que permite controlar las medidas según las condiciones de test de modo directo (DTM)a través de un protocolo adaptado de la capa de enlace Bluetooth®, una metodología que también adoptará Bluetooth® SIG en una próxima revisión.