Bluetooth® 테스트 솔루션

유비쿼터스 연결을 위한 Bluetooth® 테스트

Bluetooth®란?

Bluetooth®란 PAN(Personal Area Network)에서 데이터 통신을 구현하는 단거리 무선 기술입니다. Bluetooth® 통신은 피코넷에서 하나의 중심 기기와 최대 7대의 주변기기 사이에서 이루어집니다.

Bluetooth®는 전 세계에서 이용 가능한 2.4 GHz ISM 대역에서 작동하는 AFH(Adaptive Frequency Hopping)방식의 1 또는 2 MHz 스페이스 채널에 주파수 또는 위상 편이 방식(FSK/PSK) 변조를 적용합니다.

초기 요구사항은 애드혹 네트워크에서 최고 1 Mbit/s의 BR(Basic Rate)을 기반으로 오디오 스트리밍, 파일 교환과 같은 특정 프로토콜 스택 프로필을 지원하는 데이터 연결이었습니다. 이후 Bluetooth® 2.0에서는 최고 3 Mbit/s의 EDR(Enhanced Data Rate)이 지정되었습니다.

저전력 데이터 통신에 대한 요구에 따라, Bluetooth® SIG(Special Interest Group)는 Bluetooth® 4.0에 Bluetooth®LE(Low Energy)(LE) 기술을 채택하기 시작했습니다. 이 기술은 일반적으로 중심 기기와 다양한 웨어러블, 주변기기, IoT 기기에 연결하기 위해 사용되고 있습니다.

Bluetooth® Classic 및 Bluetooth® Low Energy

물리 계층 관점에서 Bluetooth® Classic 및 LE는 2.4 GHz 대역에서 작동하며 주파수 호핑을 적용합니다. 하지만 몇 가지 주요 차이점이 있습니다.

Bluetooth® Classic은 BR(Basic Rate)과 EDR(Enhanced Data Rate)을 지원하며, 둘 다 2402 MHz부터 2480 MHz까지 79 채널에 주파수 호핑을 사용합니다. 각 모드는 다른 패킷 포맷과 변조 방식을 사용합니다.

Bluetooth® LE(Low Energy)는 2 MHz 간격으로 40개 RF 채널을 사용하며 세 가지 기본 Advertising Channel을 사용합니다. Bluetooth® 4.0에는 GFSK(Gaussian Frequency Shift Keying)변조를 이용하는 1 Msym/s 통신 (LE 1M)이 도입되었습니다. Bluetooth® 5.0은 거리를 확장하는 새로운 옵션(LE Coded)과 2 Msym/s (LE 2M)의 심볼 레이트로 더욱 빠른 데이터 레이트통신을 구현하는 추가 모드를 도입했습니다.

Bluetooth® 사용 사례

Bluetooth®는 단거리, 저전력무선 통신을 구현하는 기술로, 매년 Bluetooth를 탑재한 기기가 50억대 이상 출고되고 있습니다. 이 기술은 이어폰, 운동 추적기 등의 일반적인 사용 사례뿐만 아니라 다음과 같은 새로운 애플리케이션 영역으로 확대 적용되고 있습니다:

LE Audio:개선된 오디오 품질과 브로드캐스팅 성능, 보청기 표준화 지원을 제공하는 새로운 오디오 애플리케이션
위치 서비스:실시간 탐색, 자산찾기, 디지털 기 등의 애플리케이션을 구현하는 HADM(Highly-Accurate Distance Measurements)등의 새 기능(릴리스 예정)을 제공하는 Bluetooth® 방향 탐지
스마트 홈:Bluetooth® 메시 및 거리 확장(LE coded)은 스마트 조명애플리케이션, 센서 네트워크, 액세스 제어 등의 애플리케이션을 지원합니다
Massive IoT:LE Advertising을 개선한대규모, 저전력 Bluetooth® 네트워크를 통해 소매 및 물류 애플리케이션에서 ESL(Electronic Shelf Label)을 광범위하게 이용할 수 있습니다. 또한 저가의 Energy-harvesting, 또는 Energized Bluetooth® 태그는 추상적인 IoT를 현실로 구현할 잠재력이 있습니다.

Bluetooth 테스트 프로세스

Bluetooth® 기기 테스트 및 검증

Bluetooth® 기기 테스트에는 다음이 적용됩니다.

규제 적합성- 2.4 GHz 대역에서 무선 작동 관련
Bluetooth® 사양 적합성- Bluetooth® 검증 프로세스의 일부

Bluetooth® 검증은 상호 운용성을 보장하고 관련 Bluetooth® 사양 적합성을 의무화하기 위해 Bluetooth® SIG에서 주도하는 프로세스입니다. Bluetooth® 지적재산 라이선스를 취득하고 관련 Bluetooth® 상표를 신청하려면 성공적 검증이 필요합니다.

Bluetooth® 검증 테스트범주:

무선 및 물리 계층 적합성
프로토콜 적합성
프로필 상호운용성 적합성

Bluetooth® SIG는 또한 컴플라이언스 테스트 중 IUT(Implementation under Test)를 컨트롤하는 데 사용해야 하는 인터페이스와 테스트 모드를 지정했습니다. Bluetooth® BR/EDR에 대해서는 무선 기반 IUT 컨트롤이 지정되었습니다. 이 방식에서는 LMP(Link Management Protocol)를 사용하여 Bluetooth® 무선 링크로 IUT를 컨트롤합니다.

Bluetooth® LE는 Out-of-Radio 테스트 컨트롤를 이용하는 다른 접근방식을 채택하였으며 HCI(Host Control Interface) 또는 2-와이어 UART 인터페이스의 전용 유선 인터페이스를 사용합니다.

이와 같이 표준화된 테스트 모드와 인터페이스 이외에 다른 테스트 셋업을 적용할 수 있습니다. 예를 들어, DUT(Device under Test)를 공급업체별 인터페이스를 통해 컨트롤할 수 있습니다. 또한 Bluetooth® 스택의 일부를 사용해 제품 수명 주기의 각 테스트 애플리케이션에 적용하는 솔루션도 있습니다.

로데슈바르즈의 Bluetooth® 테스트 솔루션

로데슈바르즈의 Bluetooth® 테스트 솔루션 포트폴리오는 모두 Bluetooth® SIG의 승인을 받은 제품입니다. 이러한 솔루션은 Bluetooth® 핵심 사양에 따라 Bluetooth®Core specification을 지원합니다.

또한 R&S®CMW Wireless Communication Tester는 Bluetooth® 오디오 테스트, WLAN, 기타 Non-cellular, Cellular 기술을 지원합니다. 로데슈바르즈의 시그널링 모드Bluetooth® 테스트 솔루션은 유선 및 OTA(over-the-air) 셋업에서 Bluetooth® 기기 테스트를 구현하는 독자적인 기술 혁신 솔루션입니다.