정확한 Bluetooth® 5.1 방향 탐지 보장

목표

새로운 애플리케이션과 서비스는 더욱 정확한 위치 추적이 필요합니다. Bluetooth SIG(Special Interest Group)는 이러한 요구에 대응하기 위해 2019년부터 Bluetooth® LE Release 5.1 표준에 DF(Direction Finding)를 위치 서비스로 추가했습니다. 기존 Bluetooth® 위치 서비스는 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 측정 및 삼변측량을 이용하여 위치를 추정합니다. 하지만 Bluetooth® 5.1은 안테나 어레이 기법, 즉, AoA(Angle of Arrival), AoD(Angle of Departure)를 사용하는 두 가지 방향 탐지 방식을 정의합니다.

AoA 및 AoD 작동 원칙

AoA에서는 Bluetooth® 비컨 신호와 같은 CTE(Constant Tone Extension)를 이용하는 Bluetooth® 방향 탐지 신호의 수신 방향은 안테나 어레이의 로케이터로 확인할 수 있습니다. AoA는 추적 항목이 Bluetooth® 비컨을 전송하는 RTLS(Real-time Location Service) 또는 근접 서비스에 사용되며 대부분 창고의 자산 추적에 사용됩니다. 반면 AoD에서는 Bluetooth® 비컨 신호가 안테나 어레이를 통해 전송됩니다. 수신기는 일반적으로 비컨을 수신하고 송신기에 대한 상대적 각도를 계산하는 모바일 기기입니다. AoD는 지하 설비에서 길 찾기와 같은 IPS(Indoor Positioning System)에 사용됩니다.

AoA 및 AoD로 첨단 방향 탐지를 구현함으로써 센티미터 단위의 정밀 위치 추적 정보를 제공하고 Bluetooth® 위치 서비스 성능을 크게 개선하여 사용자 경험을 개선할 수 있습니다.

Bluetooth® 5.1의 새로운 방향 탐지 기능을 구현하려면 총 23개의 AoA 및 AoD 송신기와 수신기 Test Case를 RF 및 I/Q 혼합 테스트에 통합해야 합니다. 이러한 방향 탐지 적합성 테스트는 모두 DTM(Direct Test Mode)에서 수행합니다.

로데슈바르즈 솔루션

R&S®CMW 플랫폼은 필요한 방향 탐지 패킷을 단일 박스에서 모두 발생 및 분석할 수 있습니다. 원박스 솔루션은 23개 Test Case를 수동 또는 자동으로 수행하고, UART와 HCI(Host Controller Interface)를 통해 제어할 수 있습니다. 모든 TX/RX 측정과 I/Q 테스트는 1 μs 및 2 μs 슬롯 크기로 쉽게 수행합니다. HCI를 통한 모든 I/Q 리포트는 추가 분석을 위해 텍스트 파일에 간단히 기록할 수 있습니다.

R&S®CMWrun Sequencer 소프트웨어 툴에서는 모든 Bluetooth® DF 사전적합성 Test Case를 완벽히 지원하는 상용 Test Case 플랜을 사용할 수 있습니다. 이 툴은 Test Case를 개별적으로 실행하거나 테스트 리포트를 포함한 전체 사전적합성 테스트를 실행할 수 있습니다. R&S®CMWrun은 또한 테스트 실행을 마칠 때마다 로그 파일을 유지하므로 회귀 테스트 및 사전적합성 테스트를 훨씬 쉽게 수행합니다.

R&S®OSP Open Switch and Control Platform에서는 RF 커넥터를 번거롭게 수동 전환할 필요가 없습니다. 완전히 자동화된 테스트 솔루션은 여러 번의 RF 연결/해제가 필요한 안테나 스위칭 무결성 Test Case에 적합합니다.

애플리케이션

아래에 완전 자동화된 Bluetooth® 5.1 DF 테스트 셋업에 대한 설명이 나와 있습니다. R&S®CMW Wideband Radio Communication Tester와 R&S®OSP Open Switch and Control Platform을 모두 LAN 연결을 통해 R&S®CMWrun Sequencer 소프트웨어 툴(별도 제어 PC에 설치)에서 제어합니다. R&S®CMWrun은 모든 Bluetooth® 5.1 방향 탐지 Test Case를 지원합니다.

송신기 테스트

• CTE(Constant Tone Extension) 이용 출력
• CTE 이용 Carrier Frequency Offset 및 드리프트
• TX 전력 안전성, AoD 트랜스미터
• 안테나 스위칭 무결성, AoD 트랜스미터

수신기 테스트

• I/Q 샘플 정합성, AoA 수신기
• I/Q 샘플 다이내믹 레인지, AoA 수신기
• I/Q 샘플 정합성, AoD 수신기
• I/Q 샘플 다이내믹 레인지, AoD 수신기

요약

로데슈바르즈의 Bluetooth® LE 5.1 방향 탐지 테스트 및 계측 솔루션은 R&S®CMW 플랫폼을 기반으로 하며 기능 테스트, RF 파라미터 측정, 생산 요구사항 등 제품 설계 단계에 필요한 모든 검증 요건을 충족합니다. R&S®CMWrun에서 상용 테스트 플랜과 함께 사용할 경우 효율적 회귀 테스트와 사전적합성 테스트를 보장할 수 있습니다.

Bluetooth® 워드 마크와 로고는 Bluetooth SIG, Inc.의 등록 상표이며 로데슈바르즈는 라이선스 하에 해당 마크를 사용하고 있습니다.