Bluetooth® Low Energy (LE)

Panoramica di Bluetooth® LE

Bluetooth® LE funziona come un sistema a spettro diffuso con salto adattativo di frequenza(AFH) all'interno delle bande ISM disponibili a livello globale a 2,4 GHz. Impiega la modulazione Gaussian Frequency Shift Keying(GFSK) con una frequenza di simbolo di 1 o 2 Msym/s (LE 1M, LE 2M). Questo meccanismo di salto di frequenza si estende su 37 canali RF generici, assicurando una comunicazione robusta ed efficiente.

Per le applicazioni ad ampio raggio, Bluetooth® 5.0 ha introdotto i canali codificati LE insieme a LE 2M. Questi canali offrono due schemi di codifica opzionali: S=8, dove otto simboli rappresentano un singolo bit, e S=2, dove due simboli rappresentano un singolo bit. Lo schema S=8 è applicato specificamente alla parte di intestazione di entrambi i canali LE codificati.

Oltre a supportare la comunicazione pubblicitaria attraverso canali pubblicitari primari e secondari, Bluetooth® LE supporta anche collegamenti di comunicazione asincroni (ACL). Lo scopo di questi collegamenti è il controllo della segnalazione e del traffico best effort. Inoltre, Bluetooth® LE introduce i flussi isocroni connessi (CIS) e i flussi isocroni trasmessi (BIS), entrambi specificamente dedicati alle applicazioni LE audio.

Test Bluetooth® LE - livello fisico

Diversi fattori giocano un ruolo cruciale nel determinare le prestazioni complessive della comunicazione:

• Progettazione dell'antenna
• Alimentatori
• Coesistenza con altri chip di comunicazione wireless, come LTE e WLAN
• Alloggiamento finale

Durante e dopo la fase di progettazione, è importante condurre test approfonditi per assicurare l'accuratezza delle informazioni trasmesse e raggiungere i parametri prestazionali desiderati.

Esistono metodi di test RFper i dispositivi Bluetooth® LE. Un approccio prevede l'utilizzo di un' interfaccia di controllo specifica del fornitore, comunemente impiegata per effettuare test completamente automatizzati durante le attività di ricerca e sviluppo e in produzione.

Per verificare la conformitàdei dispositivi Bluetooth® LE, l'associazione Bluetooth® Special Interest Group (SIG) ha standardizzato la modalità di test diretto(DTM). Questa modalità consente di verificare il trasmettitore e il ricevitore Bluetooth® LE, con il controllo facilitato da un'interfaccia di test cablata dedicata.

La modalità di test diretto richiede un connettore sul dispositivo in prova (IUT) per il cavo dedicato al controllo del test. Due opzioni specifiche includono una connessione USB o RS232 all'interfaccia di controllo host (HCI) dell'IUT o una connessione UART a 2 fili dedicata all'IUT. Questa impostazione di prova assicura un controllo altamente affidabile e sicuro dell'IUT.

Gli elementi di test del livello fisico di Bluetooth® LE comprendono tipicamente:

• Test sul trasmettitore, che coprono aspetti quali la potenza di trasmissione, lo spettro della densità di potenza, le emissioni spurie e l'accuratezza della modulazione
• Test del ricevitore, che valutano la sensibilità e le prestazioni di blocco
• Introduzione di nuove funzionalità, come la radiogoniometria

Il settore sta esplorando opzioni per facilitare il test in modalità irradiata over-the-air (OTA) dei dispositivi Bluetooth® LE, che spesso non dispongono di una connessione via cavo. Rohde & Schwarz affronta questo problema offrendo due possibilità:

• Utilizzando i canali pubblicitari primariper le misure su RX e TX
• Utilizzando una connessione Bluetooth® LE standardper i test, particolarmente utile per valutare le prestazioni di applicazioni come lo streaming audio/video o il trasferimento di dati

Abbiamo anche sviluppato una soluzione di test dedicata per migliorare ulteriormente le capacità di test su un canale Bluetooth®. Supporta il controllo dei test di tipo DTMattraverso un protocollo di livello di collegamento Bluetooth® adattato, una metodologia che sarà supportata da Bluetooth® SIG in una prossima versione.