关于S CMW500 蓝牙 4.0 测试解决方案的性能介绍和分析

1.引言

当蓝牙技术联盟宣布正式采用蓝牙核心规范4.0版本后，蓝牙低功耗以其突出的技术特点：超低峰值、均值和空闲模式下的功耗使之能在标准纽扣电池上运行甚至数年之久，低成本，多厂商互操作性，增强传输距离等等而迅速在各个领域发展开来，比如：体育健身，医疗保健，人机接口和娱乐设备等等。这么多的蓝牙产品在无线环境中共存，规范又定义哪些无线射频测试项呢？

2.蓝牙4.0 射频测试项目

根据蓝牙测试规范 RF PHY Bluetooth Test Specification 4.5和4.6章节：

发射机的测试项目（TRM-LE）：

1.TRM-LE/CA/01/C (Output power at NOC)

2.TRM-LE/CA/02/C (Output power at EOC)

3.TRM-LE/CA/03/C (In-band emissions at NOC)

4.TRM-LE/CA/04/C (In-band emissions at EOC)

5.TRM-LE/CA/05/C (Modulation characteristics)

6.TRM-LE/CA/06/C (Carrier frequency offset and drift at NOC)

7.TRM-LE/CA/07/C (Carrier frequency offset and drift at EOC)

接收机的测试项目（RCV-LE）：

1.RCV-LE/CA/01/C (Receiver sensitivity at NOC)

2.RCV-LE/CA/02/C (Receiver sensitivity at EOC)

3.RCV-LE/CA/03/C (C/I and receiver selectivity performance)

4.RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)

5.RCV-LE/CA/05/C (Intermodulation performance)

6.RCV-LE/CA/06/C (Maximum input signal level)

7.RCV-LE/CA/07/C (PER Report integrity)

3.R&S 蓝牙4.0测试解决方案

信令综测仪是蓝牙测试的核心设备，R&S CMW系列是被蓝牙特别兴趣小组(SIG)认可的蓝牙射频认证测试的综测仪平台

https://www.bluetooth.org/tpg/QLI_viewQDL.cfm?qid=22986

针对蓝牙4.0低功耗的测试需求，R&S公司提出CMW的测试解决方案，具体形式为：CMW500（或CMW270）综测仪作为主表，和被测件建立蓝牙4.0 Low energy的信令连接，信号源SGS100A做为频率可到12.75G的外部干扰源，把两路信号通过合路器合并在一起后，连接到被测件的天线端口，而被测件的控制指令则是CMW500通过USB转串口线发送的，如下图1：

图1

最后通过R&S CMWRun自动化测试软件KT057的选件包，把规范要求的蓝牙4.0的14个射频测试项自动测试完成，并生成相应的测试报告，从而一键完成测试，如下图2：

图2

4.实例介绍

我们以接收机测试项中RCV-LE/CA/04/C (Blocking performance)作为例子介绍：这一项主要测试的是接收机带外阻塞的性能，在蓝牙频段外有相应的连续波的干扰时，接收机误包率要求PER<=30.8%。测试条件具体有什么特点呢？让我们一起来看一下（以channel 19 为例），首先，有用信号的要求：Channel 19，信号强度 -67dBm，DUT工作在Direct RX Mode，DH1，PRBS9，Hopping off，发送1500个包。如下图3中的中间频点2440MHz就是Channel 19.?

图3

其次，干扰信号有什么特点呢？如上图3中的红色信号就都是干扰信号了，这些信号的频段范围分为4段：第一段，30MHz-2000MHz，第二段，2003MHz-2399MHz，第三段2484MHz-2997MHz，第四段，3000MHz-12.75GHz，这些干扰信号都是CW信号，测试过程中这些干扰信号的步进又是多少呢？如下图表4，比如在第一段30MHz-2000MHz中，这一段的步进是10MHz，也就是，第一次是以30MHz作为干扰信号时，进行一次Channel 19的PER测量，下次干扰信号的频点会+10MHZ，也就是40MHz作为干扰信号时，再进行一次Channel 19 的PER测量，如此，把所有频段全部测完，这里面每个频段的步进是不同的，我们需要参照图表4中的注释。还有一个重要的指标，就是这些干扰信号的信号的强度是多大呢？干扰信号在各个频段的信号强度也是不同的，比如，第一个频段30MHz-2000MHz时，干扰信号的强度是-30dBm，而其他频段又会采取不同的信号强度值，具体的这些信号强度值请参考下面图表4中的注释。

图4

有了这些对测试条件的理解，我们就可以进行Channel 19的PER测量了，怎么测量呢？测量的结果又怎么进行判定呢？规范给出了我们相应的要求：规范要求接收机PER测试要进行两次：

第一次，四个频段以图4中的频率步进，和相应频段的功率强度测试PER，要求PER>30.8%的个数不能超过10个。

第二次，四个频段以图5中的频率步进，这个和第一次是一样的。但是却采用了不同的功率强度作为干扰源，四个频段的信号强度都是-50dBm进行测试，测试的limit也发生了变化，这种情况下，PER>30.8%的个数不能超过3个。

图5

那么这些测试条件和参数我们又怎么在自动化测试工具CMWRun中进行配置呢？其实这些配置参数在CMWRun的TC config里面都已经默认配置好了，非常的方便测试人员进行测试，如图6中都已经有了我们前面讲的这些参数了，测试人员需要更改的就只是路径的衰减值和Channel号了。

图6

通过对上面测试项目的介绍，可以看到测试测试条件很多，手动配置操作很复杂，很容易出错，因此使用R&S公CMWRun控制CMW500自动测试蓝牙4.0可以大大简化测试流程和参数配置，做到一键测试，高效准确。如图7：

图7

5.结束语

R&S CMW500 蓝牙 4.0 测试解决方案已经被国际和国内各个领域的认证机构列为认证测试系统，也成为了各个芯片和终端厂家的参考测试方案。当然，由于蓝牙4.0强化了低功耗性能，因此除了射频测试外，功耗测试也深受关注。R&S的耗电自动测试解决方案正是针对这一需求。该方案同样基于自动化软件CMWRun，利用CMW500建立连接后，通过R&S 4通道电流电压测量模块ZVC来实现自动化的功耗测试，请参考图8：

图8