Bluetooth® 测试解决方案

测试无处不在的 Bluetooth® 连接性

什么是 Bluetooth®？

Bluetooth® 是一种短距离无线技术，能够在个域网 (PAN) 中进行数据通信。Bluetooth® 通信在微微网中进行，其中包括一个中央设备和多达七个外围设备。

Bluetooth® 在间隔为 1 MHz 或 2 MHz 的信道中采用频移或相移键控(FSK/PSK) 调制，并运用自适应跳频(AFH) 方案，能够在全球可用的 2.4 GHz ISM 频段中运行。

该技术的初始目标是在自组网实现高达 1 Mbit/s 的基本速率(BR)，并据此提供数据连接且能够支持音频流或文件交换等特定协议栈配置文件。Bluetooth® 2.0 规范规定了高达 3 Mbit/s 的增强型数据速率(EDR)。

为了满足低功率数据通信的需求，蓝牙技术联盟（Bluetooth® Special Interest Group，简称 SIG）在 Bluetooth® 4.0 规范中首次引入了 Bluetooth®Low Energy(LE) 技术。这项技术常用于中央设备，以连接各种可穿戴设备、外围设备和 IoT 设备。

Bluetooth® Classic 和 Bluetooth® Low Energy

从物理层角度来看，Bluetooth® Classic 和 LE 均在 2.4 GHz 频段运行，并且都采用了跳频方案。但是，二者有一些不同之处。

Bluetooth® Classic支持基本速率(BR) 和增强型数据速率(EDR) 模式，这两种模式都采用跳频方案，在 2402 MHz 至 2480 MHz 频段的 79 个信道间跳跃，信道间隔为 1 MHz。两种模式使用不同的数据包格式和调制方案。

Bluetooth® Low Energy (LE)则在 40 个间隔 2 MHz 的射频信道间跳跃，其中包括三个主要的广播信道。Bluetooth® 4.0 使用高斯频移键控(GFSK) 调制，引入了 1 Msym/s 通信 (LE 1M)。Bluetooth® 5.0 引入了两个新编码方案来扩展范围（LE 编码），还引入了一种提供更高数据速率通信的附加模式，符号率为 2 Msym/s (LE 2M)。

Bluetooth® 用例

Bluetooth® 是主要的短距离、 低功率无线通信技术，每年有 50 亿台新设备支持这项技术。除了耳机和健身跟踪器等传统应用之外，这项技术在不断扩展以支持新的应用场景：

LE 音频：全新音频应用，提供更好的音质、广播功能和标准化的助听器支持能力
定位服务：Bluetooth® 测向结合即将推出的新功能，例如高精度测距(HADM)，支持实时导航、资产查找和数字密钥等应用
智能家居：Bluetooth® 网状网络和范围扩展（LE 编码）支持智能照明、传感器网络和 访问控制等应用
大规模 IoT：LE 广播增强和大规模、低功率 Bluetooth® 网络支持在零售和物流应用中大量使用电子货架标签(ESL)。此外，低成本的 Bluetooth® 标签能够收集能量，使环境物联网成为可能。

Bluetooth 测试流程

Bluetooth® 设备测试和认证

Bluetooth® 设备测试包括：

监管一致性，针对 2.4 GHz 频段中的无线电运行
Bluetooth® 规范一致性，作为 Bluetooth® 认证流程的一部分

Bluetooth® 认证由 Bluetooth® SIG 监管，旨在确保互操作性并符合相关的 Bluetooth® 规范。如要获得 Bluetooth® 知识产权许可证并申请相关的 Bluetooth® 商标，必须成功通过认证。

Bluetooth® 认证测试分为三类：

无线电和物理层一致性
协议一致性
配置文件互操作性一致性

Bluetooth® SIG 还规定了在一致性测试期间用于控制被测实现 (IUT) 的测试模式和接口。对于 Bluetooth® BR/EDR，Bluetooth® SIG 规定了基于无线电的 IUT 控制。这种控制机制使用链路管理协议(LMP) 通过 Bluetooth® 无线电链路控制 IUT。

Bluetooth® LE 采用不同的无线电外测试控制方法，并使用专用的有线接口，例如主控制接口 (HCI) 或 2 线 UART 接口。

除了这些标准化的测试模式和接口之外，还可以使用其他测试设置。例如，可以选择使用供应商的特定接口来控制被测设备 (DUT)。一些解决方案还使用一部分 Bluetooth® 堆栈在产品生命周期中进行不同的测试。