BT测试方案Agilent经典射频测试方案

BT测试方案_Agilent经典射频测试方案

1.1. 蓝牙的无线单元

蓝牙被定义为一种用于无线连接的全球性规范。由于它要取代电缆，所以成本要低、操作要直观而且要稳定可靠。对蓝牙的这些需求带来了许多挑战。蓝牙技术通过多种方式满足这些挑战性的需求。首先，蓝牙选择无需执照的ISM频段；其次，蓝牙的设计强调低功率和极低成本。为了在干扰非常强的ISM频段正常工作，蓝牙采用跳频技术。

蓝牙设备采用的框图有很多种。对于发射而言，在末级射频结构中采用的技术包括直接VCO调制和IQ混合技术。在接收机中，主要采用了传统的鉴频器或与模数转换结合的IQ 下变频器。有许多设计可以满足蓝牙无线规范，但如果不小心行事，每种设计都会有所差异。蓝牙系统由无线单元、基带链路控制单元和链路管理软件组成。另外，还包括高层应用软件。

图1是蓝牙系统的框图，图中显示了基带、射频发射机、射频接收机等不同部分。

图1.

1.2. 蓝牙链路控制单元和链路管理

蓝牙链路控制单元，或称链路控制器，决定蓝牙设备的状态。它不仅负责功率的有效管理、数据纠错和加密，还负责建立网络连接。

链路管理软件和链路控制器一起工作。蓝牙设备之间通过链路管理器进行通信。蓝牙设备可以工作成主设备（Master Unit）或者从设备（Slave Unit）。从设备间建立连接，同时决定从设备的省电模式。主设备可以主动与最多7个从设备同时进行通信；同时，另外200多个从设备可以登记成非通信、省电的模式。这样的一个控制区域定义成一个匹克网（piconet）。同样，不同匹克网的主设备可以同时控制一个从设备。这时，匹克网组成的网络称为散射网（scatternet）。图2描述了由两个匹克网组成的一个散射网。不属于任何一个匹克网的设备处于待机模式Standby Mode）

链路管理器在主蓝牙无线技术是一种针对无线个人区域网（PAN）的公开规范。它为信息设备之间的声音和数据传送提供有限范围内的无线连接。蓝牙无线技术使得设备之间无需电缆便可实现相互连接。与大多数无线通信系统所不同的是，蓝牙设备之间可以实现即时组网，而不需要网络设施如基站或接入点（AP）的支持。

本测试建议书描述了用来验证蓝牙射频设计的收发信机测试方法。测试过程既有手动控制和软件自动控制，又有方便的单键测试。安捷伦科技关于蓝牙测试的解决方案清单请

见附录D。本建议书适用于对射频测试有基本了解的读者。若想更多了解射频测试的基础知识，请参阅附录C推荐的阅读清单。

蓝牙频段分成多个时隙，每个时隙对应一个跳频。

在采用的时分双工（TDD）方式中，主设备在偶数时隙上发射，从设备在奇数时隙上发射。在匹克网内部的话音和数据比特通过数据包发射。主设备或者从设备的数据包长度可以是一个、三个或者五个时隙。

一个数据包包括一个接入码（accesscode）、一个包头（header）和一个有效载荷段（payload）。接入码包括前导序列（preamble）、同步字（sync word）和可选的字尾（trailer）。

包头包含匹克网地址和数据包信息。

有效载荷段携带用户的话音或者数据信息。数据包组成的更详细的信息请参见蓝牙规范的B部分（Part B），即“基带规范”。

2.1. 蓝牙器件的测试挑战

由于蓝牙工作在无需牌照的ISM频段，该频段的干扰很大，蓝牙采用跳频技术来对抗干扰。跳频的使用增加了信号分析的难度。其次，蓝牙采用了GFSK调制，不同的数据导致调制波形的特性相差很大，因此必须在不同的测试项目中使用不同的有效载荷。此外，要实现一个成功的蓝牙产品，还必须保证:

符合全球各国的无线管理规范要求;

1.通过蓝牙认证;

2.实现低功耗;

3.很简单的生产和测试，高产量;

4.与其它蓝牙供应商的设备之间很好的互操作性;

5.足够小以至于很方便地整合到其它小的设备里;6最重要的是实现低成本。

2.2. 蓝牙射频测试包的组成

蓝牙无线接口是蓝牙协议栈的第一层。图3所示为蓝牙协议栈不同层的结构。

图3. 蓝牙协议栈的基本分层结构

蓝牙特别兴趣小组（SIG）建议了一个清单，名为“蓝牙射频测试包的组成”。该清单定义了蓝牙设备认证所需的无线接口测试项目。表1所示为测试项目列表及其标识。

本建议书的后续章节介绍这些测试项目以及如何进行测试。关于具体的测试要求，比如初始条件、测试过程、测试条件或者预期的测试结果，请参见“蓝牙射频测试规范”（参考书目1）。该文献由SIG定义，是一份权威性的文件1。

注释:

作者在写本文档时，该文献的版本是0.91（射频测试规范化1.1，2001年6月2日）。从那时开始，在蓝牙SIG网站上，可能发布了一些对该文献的更正信息。请参阅该网站，以得到最新的测试要求。

2.3. 安捷伦蓝牙测试解决方案

针对蓝牙射频测试包，安捷伦提供的解决方案

表2. 蓝牙射频测试解决方案

●完全满足蓝牙测试要求

◆不完全兼容蓝牙测试要求，只用于预兼容性测试

注释5:需要另加能够产生蓝牙信号的信号源，做为干扰信号

注释6:需要配置安捷伦E8257D微波高性能信号源，产生连续波干扰信号（30MHz-12.75GHz）。，产生互调信号。

注释7:需要另加两个信号源（一个标准信号源，另外一个能够产生蓝牙信号）

2.4. 蓝牙发射机测试

本章概述了蓝牙发射机的测试及其使用的方法，描述了对蓝牙元件和系统进行的测试，并提供一些例子和相关的信息。

测试条件及配置

表3总结了发射机测试的测试条件。

表3. 发射机测试条件

平均功率和峰值功率的测试可以用蓝牙综测仪、功率计、频谱仪或者矢量信号分析仪来完成。对任何一个测试仪来说，它记录了突发信号中的最大功率，同时计算突发的20%至80%持续时间的平均功率。突发的持续时间（突发宽度）指的是相对平均功率3dB的前点和后点之间的时间。对具有全部功能的蓝牙设备的发射机性能进行测试，方法之一是采用蓝牙综合测试仪，比如安捷伦公司的N4010A。该测试仪与被测设备之间会形成一个匹克网，其中测试仪为主设备，被测设备为从设备。测试仪和被测设备之间会使用正常模式或者测试模式，用标准的蓝牙协议，建立一条链路。当被测设备处于测试模式时，测试仪可以完全控制被测设备的工作。例如，测试仪可以使被测设备进入环回模式或者发射机模式、取消跳频，并要求被测设备根据蓝牙射频测试规范，在特定频率进行发射。图4所示为使用安捷伦N4010A蓝牙综测仪的基本配置。

功率测试

射频发射功率的测试包括输出功率（一个突发中的平均功率和峰值功率）、功率密度