(转载)低功耗蓝牙(BLE)测试技术!

电子工程专辑 20201016

2020 年您需要了解的所有低功耗蓝牙 (BLE) 信息

我们生活在一个幻想与现实辉映、科技与人文交织、个体与整体相融、隐私与透明平衡的空间里。在万物互联的世界,一切趋向足够出色,且性能完美的可穿戴设备,已然一步步实现在我们的身边。

(附图1)

可穿戴设备通常被定义为物联网技术最直接的落地应用之一,随着创新技术的不断发展,可穿戴设备的形态日趋多样化,带动了整个物联网产业链的商业化延伸,而低功耗蓝牙(BLE)又是可穿戴设备中应用最广泛的无线连接技术。过去十年间,相关用例从连接电脑外围设备扩展到与可穿戴设备进行全面通信和更多其他应用。最新版 Bluetooth®规范(5.0、5.1、5.2)进一步涵盖了 IoT 领域的更多应用。

相较经典蓝牙,BLE在保持同等通信范围的同时,显著降低功耗和成本,是将不同传感器、外围设备和控制设备连接在一起的理想选择。从智能家居、智慧城市、智能工业等领域,BLE给人类提供了一个无限可能的智能生活场景,在我们身边曾经简朴、分割的一切,现在都开始连接,并且变得智能。

无可否认,在低功耗蓝牙技术的发展和推动下,"人机交互",甚至"人机共生"将成为我们当下和未来生活的常态。

由于低功耗蓝牙智能设备越发强调外形紧凑小巧与高集成度,对其测试测量的方法也因此有了更高的标准,而空口测试 (OTA)当仁不让的将获得更多的关注。但为了优化测试程序,所有方法优势互补才是最佳选择。

蓝牙联盟 (Bluetooth SIG) 通过认证流程的各种测试用例确保设备具备协同工作的能力,以及在其交换中具有合格的质量和性能,完成声明后方可获得蓝牙标签进入市场。
让我们先来先来认识一下针对低功耗蓝牙的几种测试方法:

直接测试模式

(附图2)

直接测试模式(DTM-Direct Test Mode)是一种用于低功耗蓝牙射频性能测试的模式,也是蓝牙核心规范的一部分,任何符合蓝牙核心规范的芯片都能进行DTM测试。

DTM通过测试仪器直接连接蓝牙设备控制接口,执行测试项目,自动完成和蓝牙模块之间的交互命令和蓝牙参数设定, DTM可以用于研发、预认证和一致性生产之中,是目前符合BlueSig 规范的蓝牙低功耗测试方法。但是缺陷也十分明显,DTM方法需要额外的控制线通过HCI或UART协议对蓝牙待测件进行测试,这增加了额外的复杂度,特别对于需要测试不同芯片的实验室来讲,是很痛苦的。并且不同芯片对于DTM的开放程度也不一样,这样使得业界迫切需要新的方法来改善低功耗蓝牙产品测试的方法。

广播测试模式

(附图3)

市场上的一些低功耗蓝牙设备体积很小,如果要进行DTM测试需要对产品进行破坏,而且部分低价值产品也不会预留测试接口。比如有些智能手环和移动标签,R&S®CMW因此提供了广播模式下的射频测试方法。即在正常运行条件下,通过R&S®CMW对蓝牙设备在3个广播信道上发射和侦听的高、中、低信道进行侦听和响应,进行发射和接收测量,并确定误包率 (PER) 和灵敏度级别。

广播测试模式的优势在于,所有低功耗蓝牙设备都可以进行测试,无需额外的产品配置和线缆连接。但该模式只允许基于任意广播数据包对三个广播信道进行测试,并且测试时间无法控制,完全取决于待测件的信号广播周期,因此仅适用于产品的生产测试、质量检验和整机性能的快速功能测试。

基于连接模式的测试

对于暗室测试和简单功能测试而言,通过DUT 和综测仪采用真实连接进行测试,是最简洁的解决方案,此方法不需要对设备进行任何特定修改或配置。在射频测试中,测试仪作为主设备,设置一个与被测设备的连接,使用预定义的控制命令来测试蓝牙设备,测试仪可在所有数据信道上完成环路测试。

但这种模式的缺点,是无法按照低功耗蓝牙测试规范的要求,使用具有专用Payload长度和特定Pattern的数据进行射频测试,也无法在广播信道上进行测试。

新的BLE测试模式

(附图4)

R&S®CMW不仅可以帮助用户从以上三种BLE射频测试模式中选择匹配他们自己应用的模式,同时还结合广测试模式和已连接模式,开发出了用于射频测试的新蓝牙低功耗 OTA 测试解决方案。该方案解决了上述三种测试模式在测试低功耗蓝牙设备时,无法克服的困难。目前罗德与施瓦茨公司正在积极的推动这种新的测试方法成为标准化的方法落地。

工欲善其事,必先利其器。R&S®CMW270/CMW500/CMW100 系列综测仪提供最全面的蓝牙测试方法,可以满足各种不同待测件和测试需求,并且跟踪最新的蓝牙测试规范,提供自动化测试工具,实现了从生产到研发到预认证的交钥匙方案。并且可以支持各个版本的功能特性,例如蓝牙定位,经典蓝牙音频以及最新的蓝牙低功耗LC3编码。

面向正在发展的蓝牙技术测试

蓝牙技术的新形式和新用例将持续涌现。过去几年中,这项技术在数据速率和范围方面有所改进,并引入测向、低功耗蓝牙音频传输原生支持以及功率控制等功能。这将快速推动蓝牙地标信息、寻物、资产跟踪和导航领域的发展,剑指高精度定位市场。
(附图5)

Bluetooth SIG 基于ABI Research 的最新预测,以及其他分析机构的洞察,2023年全球蓝牙设备出货量将达54亿部,其中90%的蓝牙设备将采用低功耗蓝牙,而出货设备中有三分之一将采用低功耗蓝牙单模模块。

技术的不断发展要求开发并优化相应的测试与测量解决方案。与此同时,支持蓝牙的产品队伍也在日益庞大,因此需要围绕这些产品执行大量测试。这也是我们在未来激烈的市场竞争中抢得先机,立于不败之地的制胜法宝。

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一套模拟海盐制备方式的装置" SALT":
将一薄层盐水倒入盐盘,然后将其暴露在阳光下一小时或在烤箱中加热。
当出现晶体图案时,用小型耙子收获它,并准备新鲜食用!
这项设计,向工业生产过程中日益淘汰的海盐晾晒传统,以及可持续实践致敬。
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米兰国际家具展(Salone del Mobile.Milano)推迟至2021年4月。
鉴于冠状病毒正在全球几乎所有国家蔓延,米兰国际家具展(Salone del Mobile. Milano)董事会决定推迟举办2020年的展会,将于2021年4月13-18日举行。这致使2月25日宣布的原定从4月改至6月的情况已经从根本上彻底改变。尽管我们决心把展会日期定在6月,以便促使本年度展会能够按原计划举行,但是目前空前的疫情状况和中期的不确定性意味着今年的展会将无法继续进行。

2021年展会亦将庆祝米兰国际家具展成立60周年,其将是整个行业的特别盛会。届时,所有的双年展展会将有史以来首次与米兰国际家具展、国际装饰配套展(International Furnishing Accessories Exhibition)、国际办公家具展工作环境双年展(Workplace3.0)、S.Project和卫星展(SaloneSatellite)同期举办。这就意味着,欧洲厨房家居设备展(EuroCucina)、国际厨房家具展(Technology For the Kitchen)和国际卫浴展(International Bathroom Exhibition)将在明年与已定于2021年举办的欧洲灯光国际照明展(Euroluce)同期举行。

这次规模空前的行业盛会将提供全新的机遇,凭借大家的团结一致和与米兰国际家具展的协同合作的整个供应链来振兴我们的业务、振兴米兰。

米兰国际家具展

米兰国际家具展是一个欢迎实验性思维和交叉作用的试验平台,是一个反思设计世界和设计过程的全新机遇与交互场所。

一个始终能将商业与文化融合在一起的展示窗口,塑造着设计领域的历史,装饰着设计界的昨天、今天和明天。一个强调创新、真正顶尖产品的全球性展示平台。米兰国际家具展共分为三大风格类别:经典:借鉴传统、工艺和技巧价值观,以经典风格制作的家具和物品;设计:兼具功能性、创新性和风格感的设计产品;及奢品:用现代的手法重新诠释的永恒奢华的家具作品。展会将展出由行业领先的设计公司倾心塑造的一系列结合品质与技术的杰出产品,而这些杰出的设计机构则通过每年投资于创新产品和新型家居解决方案来不断发展业务。

每年平均有来自188个不同国家的370,000多名观众参加展会,而本届众多的参展商以及首次亮相的数以千计的产品,再次证明了米兰国际家具展作为强调创新的国际性盛会和行业专业人士论坛的巨大价值。

国际装饰配套展

展览以其各种各样的展出产品(如装饰配件、物件、装饰物、纺织品)和多样化风格,为米兰国际家具展各项贸易活动的圆满举行提供了保障。

国际装饰配套展于1989年首次举办,旨在响应日益增长的装饰用品需求,并随后成为该行业的领军展会。展会每年都会展出种类日益繁多、品种日益齐全的精良产品,展示范围涵盖整个家居体系,从装饰物品到家装配件,再到家用纺织品。

创新设计、风格潮流是本次展会活动的流行语。独立的配件本身,但组合搭配后能够有助于设计出一种全新的空间方案。涵括现代到古典设计风格的独家作品会使住宅变得更具吸引力,并能充分体现居住者的独特个性。

国际办公家具展工作环境双年展

在业内,国际办公家具展工作环境双年展被普遍视同为一座不可替代的智库,旨在针对工作空间的必要改造趋势提供灵感和解决方案。它不仅仅是一次展览活动,还是激发能够迎合不断变化的市场和需求的前瞻性想法的起点。

从2015年起,关注工作场所设计改进的米兰国际家具展采用了全新的名称——国际办公家具展工作环境双年展,这是一个专门展示工作场所规划方案中设计和技术方案的创新性展览区,它证实了自己探索“未来”工作场所全新方法、实现形式和解决方案的新使命,在这里人的因素和智慧技术将发挥至关重要的作用。

工作的世界瞬息万变,而工作的实际概念也发生着迅速的变化:新方法主张与众不同的工作空间。国际办公家具展工作环境双年展是应对此种转变和市场需求的最佳平台。它展示了众多致力于探寻能够实现新工作方式与“居家式”工作空间新设计要求相匹配的解决方案的杰出设计公司针对采办计划、接待区域和办公空间设计的最好产品。

2019年的国际办公家具展工作环境双年展以全新形式亮相。各参展公司使整个展会场所都体现出一种混合的存在感,通过不同的方式来突出其责任使命以便推广促进试验性设计。这种新的展览形式真实地反映了工作空间的社会转型,使其成为一个灵活、可渗透和动态的区域,为专业互动及参与其他日常活动提供了成熟的条件。

S.Project

S.Project于2018年首次亮相,是一个关注设计产品、装饰方案,以及室内技术设计解决方案的独立展示活动。S.Project与米兰国际家具展、国际装饰配套展、欧洲灯光国际照明展、国际办公家具展工作环境双年展和卫星展完全协同,旨在遴选、收集和评估来自制造商的建议,提供全方位室内建筑设计透视图,并迎合最新的市场需求。

S.Project的显著特点是聚焦跨领域、多部门的设计方案——强调打造一种多维度空间,提供多种商品选择,内容涉及广泛:从室内到室外陈设,从健康产品到织物,从照明到声学解决方案,从覆盖物到饰面。

S.Project的目的在于发展成为一个全新的B2B平台,能够支持零售商户、设计师和制造公司之间的联盟关系,并提供一种包容的体验空间和终极的网络环境。它是向业内专业人士、国内和国际买家展示卓越制造、新概念和创新型解决方案的理想场所。

欧洲厨房家居设备展 / 国际厨房家具展

成立于1974年且两年举行一届的欧洲厨房家居设备展及其附展国际厨房家具展是高端厨房设计方案的重要展示平台。

欧洲厨房家居设备展围绕行业的重大发展热点提供了富有针对性和创新性的回应,而附展国际厨房家具展则主要关注内置式家用电器的现状与发展。

推动此项展会的关键概念是效率和启发。厨房已经不再是单纯的功能性空间,而是成为家庭的活动中心、娱乐社交场所。这种家庭炉边环境的复兴创造了一个相互关联的、多用途的专业空间,身处这种空间里人们的情绪将能始终保持高涨。

参观者将会看到琳琅满目的顶级厨房商品。欧洲厨房家居设备展的所有展示项目都能体现出当代设计、技术创新、新一代性能、节能效率和易用性。全新的形状、颜色搭配和材料的选择使厨房成为一个充满欢乐并能与外部世界互动的空间场所。

国际厨房家具展概述了内置家用电器的最新技术现状,包括模型、原型和概念等,发明这些模型和概念的公司机构通过不懈研究创造出了具有巨大存储空间的设计方案。

国际卫浴展

作为全新的专题展会,国际卫浴展全面展示了浴室的创新产品和设计创意,并对行业趋势进行了完整的概述。

国际卫浴展于2003年作为米兰国际家具展的一项分支活动推出,2006年则发展成为一个独立展览,该展览反映了传统的家庭卫浴空间(一直以来是区分严格的功能空间)转化为一种专门的休闲保健庇护空间的演变过程。

参展商展示了大量高品质商品,从而满足人们对高性能休闲放松产品日益迫切的需求。

第七届国际卫浴展以前所未有的方式强调了企业对可持续发展的创新关注。先进的现代卫浴产品重视节水、室内防污染,以及个人健康,体现了当今社会对高效节能的强烈需求。展会所展出的各类产品和设计方案在人体工程学、色彩搭配和配饰选择方面也十分出众,能够激发人的情感,并突出在这种特别空间里所获得的健康感觉。

卫星展

设计领域专门面向35岁以下新锐设计师举办的国际性展览活动。

卫星展是第一个专门关注新锐设计师的展览活动,自推出以来它立即成为与制造企业、人才猎手和最有前途的新锐设计师进行沟通交流的绝佳场所;从1998年开始,卫星展再次与米兰国际家具展同期举行。

卫星展的创立本质上是为了宣扬激发35岁以下新锐设计师的创作潜力。前几届卫星展所展出的许多原型设计已经投入生产,多年以来有来自270所国际设计院校的超过10,000名新锐设计师参加了展会,其中的许多设计师如今已经成为设计界的著名人物。事实上,卫星展的目的始终是对未来设计展开想象,并尝试想象未来的设计师将如何在项目、功能和美感之间建立一种全新的完美平衡。

从2010年开始设立的新锐设计奖(SaloneSatellite Award)提供了一种能够进一步促进新锐设计师和企业机构之间相互联系的机会。


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