射频测试 —— 蓝牙定频测试1

蓝牙（Bluetooth）工作在2.4G的ISM（Industrial, Science and Medicine）频段，具体为2400-2483.5MHz，信道带宽1MHz，有79个信道。信道频率为2402+K，K取0-78，共79个信道。大家可以发现在频段前面和后面均有一段的保护带宽，分别为2M和3.5M，因为蓝牙工作在ISM频段，对其频率范围有着比较严格的要求，在蓝牙的输出频率范围中有此要求，衡量标准是功率谱密度为-80dBm/Hz，如RBW设置为100K，那么即为-30dBm的位置。蓝牙双工模式是TDD的。功率分3个级别，Class 1：0dBm-20dBm；Class2：-6dBm-4dBm；Class3：0dBm。我们常见的就是Class2，功率一般在0dBm附近。此外也听说有Class 1.5，不过不是标准值，功率在Class1-2之间。蓝牙的调制方式有三种：GFSK，π/4-DQPSK，8DPSK。标准调制信号的参数具体就需要参见spec了。

蓝牙TX的基本的测试项目包括输出功率、功率谱密度、功率控制、频率范围、20dB带宽，邻信道功率、调制特性、初始载波容差、载频偏移。RX的基本测试项为灵敏度、载干比性能、阻塞性能、交调特性和最大输入电平。再就是EDR的测试了，无非是不同的调制方式。对于邻信道功率，和TD或者W有点差别，规范中规定的测试范围比较广。具体为，+-2的信道，小于-20dBm，对于+-3和其他所有信道，应该是-40dBm，允许有3个fail点，但是fail点的功率不能超过-20dBm。对于载干比的测试，有这样一个问题，在要求列表中，对于同频，要求信号比干扰大11dB。1M处为0dB，2M处为-30dB，大于3M处为-40dB。但是对于一个镜频点，要求是-9dB。规范里说明这个镜频点由芯片厂家给出。此外不满足要求的频率点称为杂散响应点，在大于有用信号频率2M以外允许有5个这样的点，但是这些点必须满足C/I大于-17dB。这里多说一句，有时候把规范读得仔细一些，就可以省掉去debug的时间了。

因为也有人会问到DH1、2-DH3等是什么意思的问题，所以这里也说一下数据分组模式的问题，蓝牙系统支持实时的同步定向联接和非实时的异步不定向联接，分别成为SCO链路（Synchronous Connection-Oriented Link）和ACL链路（Asynchronous Connection-Less Link）。前者主要传送话音等实时性强的信息，在规定的时隙传输，后者则以数据为主，可在任意时隙传输。但当ACL传输占用SCO的预留时隙时，一旦系统需要SCO传输，ACL则自动让出这些时隙以保证SCO的实时性。ACL数据包有几种形式，比如我们比较常见的DH1、DH3、DH5，DM1、DM3、DM5。后面的数字表示的是支持的时隙数。DH和DM的区别是DH没有加FEC，即前向纠错码。因此抗干扰性较差，但是传输速率比DM要快。对于测试中出现的2-DH1，3-DH1，就是调制方式的不同的，2对应的是π/4-DQPSK，3对应的是8DPSK。SCO的数据包包含HV1、HV2、HV3、DV、EV3、EV4、EV5，不过实际中都是测试数据业务，这个大家知道就OK了。

蓝牙工作的时候会以每秒1600 次的速率进行跳频，蓝牙数据包的长度也都不长，通过蓝牙来传数据时间方面基本上是确定的。与定频通信相比，跳频通信比较隐蔽也难以被截获。只要对方不清楚载频跳变的规律，就很难截获我方的通信内容。同时，跳频通信也具有良好的抗干扰能力，即使有部分频点被干扰，仍能在其他未被干扰的频点上进行正常的通信。

蓝牙跳频技术，是实现蓝牙扩谱的关键技术。蓝牙技术通过使用扩频的方式，使得系统所传输的信号工作在一个很宽的频带上，传统的窄带干扰只能影响到扩频信号的一小部分，这就使得信号不容易受到电磁噪声和其他干扰信号的影响，从而更加稳定。同时，蓝牙以跳频技术作为频率调制手段，如果在一个频道上遇到干扰，就可以迅速跳到可能没有干扰的另一个频道上工作；如果在一个频道传送的信号因受到干扰而出现了差错，就可以跳到另一个频道上重发，从而加强了信号的可靠性和安全性。

蓝牙定频测试

蓝牙定频测试是指通过指令，让蓝牙进入定频或者调频发射模式，然后通过频谱仪测量发射出来的信号质量，以达到测试蓝牙射频的目的。

频点

蓝牙工作在 2.4G 的公用频段，分为 79 个频点进行跳频工作，每个频点 1M 带宽，从2402MHz—2480MHz。

发射模式

蓝牙发射模式分3种：
（1） vco 发射模式。让蓝牙在某个固定频点发射无调制的射频信号。
（2） continues 模式。让蓝牙在某个固定频点持续发射调制信号。
（3） burst 模式，让蓝牙在某个频点或者跳频发射相应的包类型的调制信号。
一般来说，发射模式使用最多的是 burst 模式。让蓝牙发射不同的空中包，以检测不同包类型下，空中射频质量。

包类型和调制模式

测试模式中，蓝牙主要发射的包类型主要有：
DH1、DH3、DH5、2DH1、2DH3、2DH5、3DH1、3DH3、3DH5。其中：

DH1、DH3、DH5 属于 BDR 的包类型，调制方式为 GFSK；
2DH1、2DH3、2DH5 属于 EDR 的包类型，调制方式为π /4-DQPSK；
3DH1、3DH3、3DH5 属于 EDR 的包类型，调制方式为 8DPSK。

定频要求

（1）需实现低（2402MHz）、中（2441MHz）、高（2480MHz）频率的定频发射和接收，并且要能改变发射功率；
（2）需调出蓝牙的调制模式：GFSK、π/4 DPSK、8DPSK，并且要能调出每个调制模式的 PACKET TYPE（封包模式）：DH1、DH3、DH5；
（3）需厂家提供定频软件和操作方法。

什么是定频软件？

让频率固定下来，可以控制功率、速率的一种软件、也就是在测试中，需要控制产品的发射参数,比如发射频率,调制,持续发射等.这种能够控制产品的发射参数的软件,我们叫它定频软件,或者叫定频程式。

定频样机要求

因为软件是安装在电脑上的，要把电脑和产品连接才能用软件来定频，实现产品与电脑连接，通常需要一块控制板（实验室称为治具），一边与电脑连接，另一边与产品连接，所以客户需同时提供样机和控制板。

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