Bluetooth®-Tests

Bluetooth® Classic und Bluetooth® Low Energy

Im Hinblick auf die Bitübertragungsschicht arbeiten sowohl Bluetooth® Classic als auch LE im 2,4-GHz-Band und wenden das Frequenzsprungverfahren an. Es gibt jedoch einige wesentliche Unterschiede.

Bluetooth® Classic unterstützt Modi für Basic Rate (BR) und Enhanced Data Rate (EDR), die beide das Frequenzsprungverfahren über 79 Kanäle mit jeweils 1 MHz Abstand im Bereich von 2402 MHz bis 2480 MHz anwenden. Die Paketformate und Modulationsschemas der beiden Modi unterscheiden sich dabei.

Bluetooth® Low Energy (LE) verwendet 40 HF-Kanäle mit einem Abstand von 2 MHz und umfasst drei primäre Werbekanäle. Mit Bluetooth® 4.0 wurde die Kommunikation mit 1 Msym/s (LE 1M) unter Verwendung der Gauß‘schen Frequenzumtastungsmodulation (GFSK) eingeführt. Bluetooth® 5.0 führte zwei neue Optionen zur Erweiterung der Reichweite (LE Coded) sowie einen zusätzlichen Modus für die Kommunikation mit höheren Datenraten und einer Symbolrate von 2 Msym/s (LE 2M) ein.

Bluetooth®-Anwendungsfälle

Bluetooth® ist die dominierende Technologie zur Drahtloskommunikation über kurze Distanzen mit geringer Leistung. Jedes Jahr werden mehr als 5 Milliarden Geräte ausgeliefert. Die Technologie geht heute über traditionelle Anwendungsfälle wie Kopfhörer und Fitness-Tracker hinaus und erobert neue Anwendungsfelder:

• LE Audio: Neue Audioanwendung mit besserer Audioqualität, Broadcast-Funktion und standardisierter Unterstützung von Hörgeräten
• Location Services: Bluetooth® Direction Finding mit neuen Funktionen wie hochgenauer Entfernungsmessung (Highly-Accurate Distance Measurements, HADM), die Anwendungen wie Echtzeitnavigation, Asset Finding und Funkschlüssel unterstützen
• Smart Home: Bluetooth® Mesh und Range Extension (LE-codiert) unterstützen z. B. intelligente Beleuchtung, Sensornetzwerke und Zugangskontrolle.
• Massive IoT: LE Advertising-Erweiterungen und großflächige, energieeffiziente Bluetooth®-Netzwerke ermöglichen den massiven Einsatz von elektronischen Regaletiketten (Electronic Shelf Labels, ESL) für Einzelhandels- und Logistikanwendungen. Darüber hinaus könnte mit kostengünstigen, „energieerntenden“ (energy-harvesting) oder stromversorgten Bluetooth®-Tags das Konzept des Ambient IoT zur Realität werden.

Tests und Qualifizierung von Bluetooth®-Geräten

Tests von Bluetooth®-Geräten unterliegen folgenden Bestimmungen:

• Konformität mit den Vorgaben von Regulierungsbehörden für den Funkbetrieb im 2,4-GHz-Band
• Konformität mit der Bluetooth®-Spezifikation im Rahmen des Bluetooth®-Qualifizierungsprozesses

Die Bluetooth®-Qualifizierung wird von der Bluetooth® SIG forciert, um die Interoperabilität und Konformität mit den entsprechenden Bluetooth®-Spezifikationen sicherzustellen. Eine erfolgreiche Qualifizierung ist erforderlich, um die Bluetooth® Intellectual Property License zu erhalten und entsprechende Bluetooth®-Marken zu beantragen.

Bluetooth®-Qualifizierungstests umfassen die folgenden Kategorien:

• Konformität HF und Bitübertragungsschicht
• Protokollkonformität
• Konformität der Profilinteroperabilität

Die Bluetooth® SIG hat außerdem einen Testmodus und eine Schnittstelle spezifiziert, die bei der Konformitätsprüfung zur Steuerung des Messobjekts (implementation under test, IUT) verwendet werden sollten. Für Bluetooth® BR/EDR ist eine funkbasierte IUT-Steuerung spezifiziert. Dabei wird das Link-Management-Protokoll (LMP) zur Steuerung des Messobjekts über die Bluetooth®-Funkverbindung verwendet.

Bluetooth® LE wählt einen anderen Ansatz und sieht eine Out-of-Radio-Teststeuerung mittels einer speziellen Kabelschnittstelle vor, bei der es sich entweder um ein Host Controller Interface (HCI) oder eine 2-Draht-UART-Schnittstelle handeln kann.

Neben diesen standardisierten Testmodi und Schnittstellen sind auch andere Testaufbauten anwendbar. Beispielsweise ist es möglich, den Prüfling (DUT) über herstellerspezifische Schnittstellen zu steuern. Es gibt auch Lösungen, die Teile des Bluetooth®-Stacks nutzen, um verschiedene Testanwendungen im Produktlebenszyklus zu bedienen.

Bluetooth®-Testlösungen von Rohde & Schwarz

Das komplette Bluetooth®-Testlösungsportfolio von Rohde & Schwarz wurde von der Bluetooth® SIG zugelassen. Unsere Lösungen unterstützen Bluetooth® BR/EDR und LE gemäß der Bluetooth® Core-Spezifikation.

Darüber hinaus unterstützt der R&S®CMW Wireless Communication TesterBluetooth®-Audiotests, WLAN und andere nicht-zellulare und zellulare Technologien. Mit unseren einzigartigen Bluetooth®-Testlösungen im Signalisierungsmodus bleiben wir Innovationsführer und ermöglichen Bluetooth®-Gerätetests sowohl in leitungsgebundenen als auch Over-the-Air-(OTA)-Konfigurationen.