Bluetooth® LE(Low Energy)

Bluetooth® LE 개요

Bluetooth® LE는 전 세계적으로 사용되는 2.4 GHz ISM 대역 내에서 AFH(Adaptive Frequency-Hopping)로 작동하는 대역확산방식 시스템입니다. Bluetooth® LE는 1 또는 2 Msym/s(LE 1M, LE 2M)의 심볼 레이트의 GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)변조를 채택하고 있습니다. 이 주파수 호핑 메커니즘은 37개 범용 RF 채널에 걸쳐 끊김 없이 효율적인 통신을 보장합니다.

Bluetooth® 5.0은 정거리 애플리케이션을 위해 LE 2M과 연계한 LE 코드 채널을 도입했습니다. 이러한 채널은 두 가지 선택적 코딩 방식, 즉, 8개 기호가 단일 비트를 나타내는 S=8과 2개 기호가 단일 비트를 나타내는 S=2를 제공합니다. S=8 방식은 특히 두 LE 코드 채널의 헤더 부분에 적용됩니다.

Bluetooth® LE는 Primary와 Secondary Advertising Channel을 통해 애드버타이징 통신을 지원하는 것 외에도, ACL(Asynchronous Communication Link)을 지원합니다. 이러한 링크의 목적은 Signaling 제어와 최선의 트래픽(Best effort traffic) 제어입니다. 또한 Bluetooth® LE는 LE 오디오 애플리케이션 전용인 CIS(Connected Isochronous Stream) 및 BIS(Broadcast Isochronous Stream)를 채택하고 있습니다.

Bluetooth® LE 테스트 - 물리 계층

다양한 요소가 전반적 통신 성능에 중요한 영향을 미칩니다.

• 안테나 설계
• 전원공급장치
• LTE, WLAN 등 기타 무선 통신 칩과의 상호간섭
• 최종 하우징

전체 설계 단계와 이후 단계에서는 전송된 정보의 정확성을 보장하고 원하는 성능 벤치마크를 달성하기 위해 철저한 테스트를 수행하는 것이 중요합니다.

Bluetooth® LE 장치에 대한 RF 테스트방식이 있습니다. 공급업체별 컨트롤 인터페이스를 이용하는 한 가지 방식은 연구개발 및 생산에서 완전히 자동화된 테스트를 수행할 때 일반적으로 채택되고 있습니다.

Bluetooth® LE의 컴플라이언스 테스트에 대해서는 Bluetooth® SIG(Special Interest Group)에서 DTM(Direct Test Mode)을 표준화했습니다. 이 모드에서는 전용 유선 테스트 인터페이스를 통한 제어로 Bluetooth® LE 송신기와 수신기를 테스트할 수 있습니다.

DTM(Direct Test Mode)은 테스트 컨트롤을 위해 IUT(Implementation under Test)에 케이블 커넥터를 사용해야 합니다. 두 가지 지정 옵션은 IUT의 HCI(Hosst Control Interface)에 USB 또는 RS232를 연결하는 방법과 IUT에 전용 2-와이어 UART를 연결하는 방법이 있습니다. 이 테스트 셋업에서는 IUT를 매우 정확하고 안정적으로 컨트롤할 수 있습니다.

Bluetooth® LE 물리 계층 테스트 항목에는 일반적으로 다음 사항이 포함됩니다.

• 송신 테스트 - 송신 출력, 전력 밀도 스펙트럼, 스퓨리어스 방출, 변조 정확도 등을 평가
• 수신 테스트 - 수신 감도 및 블로킹 성능(Blocking performance) 평가
• 방향 탐지 등의 새로운 기능 탑재

업계는 보통 유선 연결을 제공하지 않는 Bluetooth® LE 기기에 대해 OTA(over-the-air) 테스트를 편리하게 수행할 수 있는 방법을 탐구하고 있습니다. 로데슈바르즈는 두 가지 가능성으로 이 과제에 대응하고 있습니다.

• RX 및 TX 측정에 대해 Primary Advertising Channel용
• 표준 Bluetooth® LE 연결을 사용하여 테스트 - 이 방법은 오디오/비디오 스트리밍, 데이터 전송과 같은 애플리케이션의 성능을 평가하는 데 특히 유용합니다.

로데슈바르즈는 Bluetooth® 채널을 통해 측정 역량을 더욱 개선할 수 있는 전용 테스트 솔루션을 개발했습니다. 이 방식은 Adapted Bluetooth® 링크 계층 프로토콜을 통해 DTM과 유사한 테스트 컨트롤을 지원하며, 이 방법론은 Bluetooth® SIG에서 추후 릴리스를 통해 지원할 예정입니다.