従来の Bluetooth® および Bluetooth® Smart の試験

今日、従来の Bluetooth® はほとんどの携帯端末およびラップトップに実装され、無線ヘッドセット接続や携帯端末などの機器間の同期接続が可能になっています。自動車業界では既に新型車に Bluetooth® 対応のハンズフリー通話装置が標準またはオプション機器として搭載されています。消費電力が極めて少なく、ペアリングが非常に高速な Bluetooth® Smart は、世界的な 2.4 GHz 帯域を使用しており、スポーツ、ヘルスケア・フィットネス、および腕時計のためのセンサ市場に提供されています。Bluetooth® Smart は、スマートフォンなど、インターネットのゲートウェイとして使用するあらゆる種類のウェアラブル機器で、すでに主流の技術となっています。

  従来の Bluetooth
Bluetooth® Smart
  基本レート 高速データ・レート Low Energy
スペクトラム 2.4 GHz ISM 帯域
変調 ヘッダー:GFSK
データ:GFSK
ヘッダー:GFSK
データ:π/4-DQPSK または 8DPSK
ヘッダー:GFSK
データ:GFSK
チャネル 79 40
チャネル間隔 1 MHz 2 MHz
干渉回避 アダプティブ FHSS
(最大 79 チャネルで 1600 回/秒のホッピング)
アダプティブ FHSS
(最大 37 チャネルで 1600 回/秒のホッピング)
エラー検出/補正 FEC CRC
アドバタイズ アドバタイズ・シーケンス 3 つのアドバタイズ・チャネル
ネットワーク 分散ピコネット ピコネット
音声サポート あり なし
最大データ・レート 1 Mbit/s 3 Mbit/s 1 Mbit/s

Bluetooth® SIG による試験要件

Bluetooth® 対応機器の開発者は、Bluetooth® 接続機能を容易に組み込むためにすぐに使えるチップまたはモジュールを使用します。しかしながら、設計は機器ごとに少々異なります。最終的な設計には、アンテナ設計、電源、その他の無線通信チップ、最終的な筐体など、通信パフォーマンス全体に影響する要素がいくつもあります。

そのため、すべての Bluetooth® 対応機器を試験して必要なパフォーマンスを検証し、Bluetooth® SIG 規格および規制上の要件に適合していることを確認することが絶対に必要です。Bluetooth® RF のパフォーマンスと品質の試験は極めて容易に実行できます。Bluetooth® SIG は、Bluetooth® Smart 機器の送信機と受信機の試験を容易に制御するために、直接試験モードを指定しています。

Bluetooth® SIG は Bluetooth® Smart の送信機と受信機の試験を以下のように指定しています。

Bluetooth® LE 送信機試験
TP/TRM-LE/CA/BV-01-C
TP/TRM-LE/CA/BV-02-C1)
出力パワー
TP/TRM-LE/CA/BV-03-C
TP/TRM-LE/CA/BV-04-C1)
帯域内放射
TP/TRM-LE/CA/BV-05-C 変調特性
TP/TRM-LE/CA/BV-06-C
TP/TRM-LE/CA/BV-07-C1)
搬送波周波数のオフセットおよびドリフト
Bluetooth® LE 受信機試験
TP/RCV-LE/CA/BV-01-C
TP/RCV-LE/CA/BV-02-C 1)
受信機感度
TP/RCV-LE/CA/BV-03-C C/I および受信機選択性パフォーマンス
TP/RCV-LE/CA/BV-04-C 2) ブロック・パフォーマンス
TP/RCV-LE/CA/BV-05-C 2) 相互変調パフォーマンス
TP/RCV-LE/CA/BV-06-C 最大入力信号レベル
TP/RCV-LE/CA/BV-07-C PER レポート整合性

1) 2015 年 12 月 22 日に RF-PHY.TS.4.2.2 で指定された PF PHY Bluetooth® 試験仕様から除外されました。

2) 追加の信号発生器が必要です。


Bluetooth® Smart 直接試験モードを使用した Bluetooth® RF 事前認証試験のためのセットアップ
Bluetooth® Smart 直接試験モードを使用した Bluetooth® RF 事前認証試験のためのセットアップ

従来の Bluetooth® 機器は、チップ固有の(標準化されていない)インタフェースまたは従来の Bluetooth® 信号機能を使用して類似の試験機能を提供しています。

規制上の試験要件

規格要件の試験に加えて、2.4 GHz ISM 帯域で動作する機器の規制上の要件に対しても試験を行う必要があります。これは、ISM 帯域が無制限に広く使用されているためです。ISM 帯域では、Bluetooth®、WLAN/Wi-Fi、および ZigBee が ANT+、LPWAN 技術 RPMA、子機、および電子レンジとして同じ周波数スペクトラムで並行して動作します。試験要件の長いリストには、20 dBm の最大 RF 出力パワー、広帯域変調について 10 dBm 未満のパワー・スペクトラム密度、10 ms 未満の TX シーケンス期間、および送信機の不要な帯域外放射についてのスペクトラム放射マスクが含まれます。

R&S®TS8997 でサポートされる規制適合性試験のための典型的な試験セットアップ
R&S®TS8997 でサポートされる規制適合性試験のための典型的な試験セットアップ

インタフェース上のパフォーマンス低下の原因となる、隠れた干渉、誤ったホッピング・シーケンス、不完全なキャリア検出などの問題を特定するために、これらの適合性試験の結果から、専有スペクトラム全体をより深く探る必要があります。このような問題の解析には、限定された時間間隔について、対象スペクトラム全体のリアルタイムの詳細ビューが必要です。

同じ機器で異なる無線技術が使用されている場合にはさらに複雑になります。複数の無線通信技術をより小さな機器に搭載することは、RF 設計者の主要な課題の 1 つです。そのため、異なる無線技術の共存の検証は非常に重要です。すなわち、無線アクセス技術を使用した送信機および受信機が、別の技術によって、どの程度性能を発揮できるかが重要となります。

ローデ・シュワルツの 電子計測ソリューション

R&S®CMW 無線機テスタ・プラットフォームは第 5 版までの Bluetooth® をサポートし、従来の Bluetooth® 信号機能と、Bluetooth® SIG が指定するすべての Bluetooth® Smart 送信機と受信機の試験をカバーします。一部のテスト・ケースでは、R&S®SGS100A RF信号発生器など、追加の信号発生器が必要です。R&S®CMWrun シーケンサ・ソフトウェア・ツールを使用すると、Bluetooth® SIG のすべてのテスト・ケースが自動的に実行されるので、適合性試験を容易に行うことができます。Bluetooth® 対応機器の製品試験を簡単に行うためのオプションを使用すると、製造プロセスを高速化できます。Bluetooth® 試験機能は、信号発生器およびシグナル・アナライザを含めたすべての主要なローデ・シュワルツの試験機器でも利用できます。試験機器は Bluetooth® 以外の非セルラ規格およびすべての主要なセルラ規格も単一機器でサポートします。

従来の Bluetooth® および Bluetooth® Smart のための製品

  • R&S®CMW270 無線接続テスタ
    • 単一機器で Bluetooth® および WLAN 信号をサポートする非セルラ技術のための無線通信テスタ
    • RF 試験について Bluetooth® SIG によって認定
    • Bluetooth® コア仕様 v1.2、2.0、2.1、3.0+HS、4.0、4.1、4.2、5 に準拠した Bluetooth® 機器での高速かつ正確な RF 試験
    • R&S®CMWrun 試験シーケンサ・ソフトウェアと組み合わせた、Bluetooth® 基本レート(BR)、高速データ・レート(EDR)、および Bluetooth® Low Energy (BLE)の事前認証に関する 38 件すべての RF テスト・ケースのサポート
    • Bluetooth® RF 設計の最適化のための極めて高速なスペクトラム測定
  • R&S®CMW290 機能無線機テスタ
    • 単一機器で Bluetooth®、WLAN と LTE、WCDMA、GSM 信号などのすべてのセルラ技術、および非信号アプリケーションをサポートする実用的な無線通信テスタ
    • RF 試験について Bluetooth® SIG によって認定
    • Bluetooth® コア仕様 v1.2、2.0、2.1、3.0+HS、4.0、4.1、4.2、5 に準拠した Bluetooth® 機器での高速かつ正確な RF 試験
    • R&S®CMWrun 試験シーケンサ・ソフトウェアと組み合わせた、Bluetooth® 基本レート(BR)、高速データ・レート(EDR)、および Bluetooth® Low Energy (BLE)の事前認証に関する 38 件すべての RF テスト・ケースのサポート
    • Bluetooth® RF 設計の最適化のための極めて高速なスペクトラム測定
  • R&S®CMW100 通信製造テストセット
    • 単一機器で Bluetooth®、WLAN、およびすべての主要セルラ技術をサポートする非信号アプリケーションのための効率的な製品テスタ
    • 最小限のスペース要件および設置面積で最大 8 つの RF ポートでの並列試験
    • Bluetooth® コア仕様 v1.2、2.0、2.1、3.0+HS、4.0、4.1、4.2、5 に準拠した Bluetooth® 機器での高速かつ正確な RF 試験
    • 最適化された試験時間および最大限の稼動率で高い生産スループットを確保
  • R&S®CMW500 - Production Test
    • 単一機器で Bluetooth® 信号、WLAN、およびすべての主要セルラ技術をサポートする市場有数の無線通信テスタ
    • RF 試験について Bluetooth® SIG によって認定
    • Bluetooth® コア仕様 v1.2、2.0、2.1、3.0+HS、4.0、4.1、4.2、5 に準拠した Bluetooth® 機器での高速かつ正確な RF 試験
    • R&S®CMWrun 試験シーケンサ・ソフトウェアと組み合わせた、Bluetooth® 基本レート(BR)、高速データ・レート(EDR)、および Bluetooth® Low Energy (BLE)の事前認証に関する 38 件すべての RF テスト・ケースのサポート
    • Bluetooth® RF 設計の最適化のための極めて高速なスペクトラム測定
  • R&S®CMWrun シーケンサ・ソフトウェア・ツール
    • リモート制御で Bluetooth® 試験シーケンスを構成するためのすぐに使えるソリューション
    • 試験シーケンスの容易かつ直接的な構成
    • 試験シーケンスの容易かつ直接的な構成
    • R&S®CMW ファミリのリモート制御
    • 包括的な結果レポート
    • より複雑なシステム試験や検証を行う前に、有益な知識を提供する
  • R&S®FSV シグナル・スペクトラム・アナライザ
    • ワンクリックで実施できる Bluetooth® RF 試験仕様 2.0 に準拠したBluetooth®/EDR の複素測定
    • パワー、変調品質、およびスペクトラムの測定
    • パケット形式 DH1、DH3、DH5 およびパワー・クラス 1 ~ 3 のサポート
  • R&S®SMBV100A ベクトル信号発生器
    • EDR および BLE を含む第 2.1 版に準拠した Bluetooth® 信号生成
    • 3 つすべての伝送モードとすべてのパケット形式のサポート
    • ダーティ・トランスミッタ試験仕様に準拠した信号の生成
  • R&S®TS8997
    • ヨーロッパ市場向けの R&TTE 指令で要求される ETSI EN 300 328 v1.8.1 および ETSI EN 301 893 v1.7.1 に準拠した測定
    • 周波数ホッピングを含め、ETSI EN 300 328 に準拠したすべてのテスト・ケースのサポート
    • アンテナ・コネクタ搭載機器の伝導測定
    • 集積アンテナ搭載機器の R&S®DST200 および R&S®CMW-Z10 を使用した放射測定

Bluetooth ソリューション

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