CMW500 Bluetooth信令测试

一、简介

R&SCMW500宽带无线通信测试仪是适用于射频集成和协议开发的通用测试平台，其内部集成RF功率计和带List模式的CW发生器，可以完成无线设备的快速校准；同时还集成了矢量信号分析仪(VSA)和矢量信号发生器(VSG)，用来进行发射机和接收机的指标测试。

R&SCMW500前面板及按键功能说明如下：

CWM500前面板+按键功能

序号	按键	功能	说明
1	配置文件(SAVE/RLC)	保存或调用用户针对某一项测量任务设置的参数信息	默认保存路径为D:/Rohde-Schwarz/CMW/SAVE
2	Reset	将CMW500恢复为默认设置	CMW500有Reset和Preset两种恢复默认的方式，Reset常在自动化控制时使用，Preset常在手动时使用
3	Setup	查看仪器的基本信息或对CMW500进行基本参数设置(IP地址、参考频率、触发方式等)
4	截屏(Print)	截屏，保存图片
5	系统切换(sys)	在CMW应用软件和Windows操作系统之间进行切换
6	仪器选择(Device)	将仪表设置为双仪表模式，在这种模式下，两台虚拟仪表可以独立运行	该按键只对双通道配置的CMW500才起作用
7	测量(measure)	加载测量的应用	一般有两种，一种是针对特定标准的解调测量或者接收机测量，另一种是通用的UE发射机测量
8	信号源(Signal Gen)	加载信号源设置的应用	CMW500的信号源有信令信号源、通用信号源(GPRF Generator)和实时信号源三种，其中在非信令或者校准应用时一般采用GPRF Generator；在信令综测应用时，一般采用信令信号源；实时信号源一般用于手动非信令测试调试
9	打开/关闭(ON/OFF)	打开或关闭测量，打开或关闭信号源
10	重测/暂停(Restart/STOP)	Restart可以在测量状态为RDY的情况下，重新启动一次测量；STOP可以将正在运行的测量停止
11	射频接口(RF Connectors)	信号源输入输出端口	CMW500共有6个射频接口，其中RF1C~RF4C为Communication接口，既可以作为信号源输出端口，也可以作为分析仪测量输入端口；而RF1O、RF2O为输出端口，只能输出信号；
12	状态指示&开关机	状态指示灯：显示仪器运行状态开关机：仪器上电或断电	Error灯闪烁表示仪器的参考时钟没有设置正确 Remote灯亮表示仪器正在被自动化控制状态下 Busy灯亮表示CMW应用正在加载模块
13	网口(LAN)	用于自动化控制，远程桌面	最高速率为100Mbit/s
14	功率计接口(SENSOR)	连接NRP系列的功率计用于测量外部信号或者对信号源进行校准
15	USB接口	用来连接鼠标、键盘、外部光驱等设备	USB 2.0标准接口
16	音频接口(AF)	预留给CMW支持音频测试用

二、环境搭建与测试步骤

2.1 经典蓝牙

Bluetooth核心规范中定义了经典蓝牙(BR/EDR)的测试应由用户通过内部主机控制接口(HCI)激活或使能EUT的测试模式，在测试仪器与EUT建立Bluetooth连接后，测试仪器直接通过LMP指令控制EUT进行相关指标的测试。测试连接示意图如下：

经典蓝牙测试环境

经典蓝牙信令测试步骤(测试仪器CMW500)：

按照连接示意图连接EUT和CMW500，并通过指令激活或使能EUT的测试模式。
通过Signal Gen按键选择Bluetooth应用程序。
在Bluetooth Signaling中设置经典蓝牙测试基本参数(Burst Type、Loopback、Signal Characteristics等)。

Bluetooth测试基本参数

打开信号源,点击COnnect连接CMW500与EUT。
单击Bluetooth Multi-Eval(或Bluetooth Rx Measurement)切换到TX(或Rx)测量界面，并在Multi-Evaluation(或Bluetooth Rx Measurement)被选择的情况下按下ON/OFF激活测量。

EDRTX测量界面

2.2 BLE

Bluetooth核心规范中定义BLE是采用直接测试模式(DTM)进行RF测试，这种模式需要使用HCI或双线协议的UART接口连接EUT和测试仪器。测试连接示意图如下：

BLE连接示意图

BLE信令测试步骤(测试仪器CMW500)：

按照连接示意图连接EUT和CMW500。
通过Signal Gen按键选择Bluetooth应用程序。
在Bluetooth Signaling中设置BLE测试基本参数(Burst Type、PHY等)，在EUT Control界面选择与EUT的连接类型(UART、USB、RS232)，再设置接口参数(如串口号、波特率等)。

BLE串口设置

打开信号源，点击COnnection Check验证CMW500与EUT是否通讯正常。

BLE连接检查

单击Bluetooth Multi-Eval(或Bluetooth Rx Measurement)切换到TX(或Rx)测量界面，并在Multi-Evaluation(或Bluetooth Rx Measurement)被选择的情况下按下ON/OFF激活测量。

BLETX测量界面

关于使用CMW系列综测仪进行BLE测量的环境搭建与测试步骤，ROHDE & SCHWARZ官网这个视频做了更详细的讲解：

三、测试指标

3.1 BR

3.1.1 输出功率

仪器配置

使EUT工作在环回(Loop back)测试模式，链路选择非跳频(不勾选Hopping)。
设置Burst Type为BR，Pattern Type为PRBS9，Payload Length设置为最大byte。
按照测试选择对应的DH分组和Channel，通常DH分组需要遍历测试DH1、DH3、DH5，Channel需要遍历测试Low、Middle、High信道。

测试方法

按Power Up将发射功率调到最大。
在测试界面读取Power的Peak值和Average值。

BT输出功率测试

标准

$P_{p k} < 200 m W (23 d B m)$ & $P_{A V} < 100 m W (20 d B m)$
如果EUT的功率等级为1， $P_{A V} > 1 m W (0 d B m)$
如果EUT的功率等级为2， $0.25 m W (- 6 d B m) < P_{A V} < 2.5 m W (4 d B m)$
如果EUT的功率等级为3， $P_{A V} < 1 m W (0 d B m)$

3.1.2 功率控制

仪器配置

同3.1.1

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大，再按Power down逐渐降低EUT的输出功率，并且每按一次就记录一次Power的Average值，然后再根据记录的平均功率计算出下降Step值。
按Power up逐渐升高EUT的输出功率，并且每按一次就记录一次Power的Average值，然后再根据记录的平均功率计算出上升Step值。

标准

$2 d B \leq s t e p s i z e \leq 8 d B$
对于功率等级为1的EUT，在最小功率台阶时应满足 $P_{A V} < 4 d B m$

3.1.3 频谱范围

仪器配置

同3.1.1

测试方法

设置测试频点为2402MHz，在Spectrum Frequency Range界面进行测试，记录 $f_{L}$ 和 $f_{H}$ 值。
设置测试频点为2480MHz，在Spectrum Frequency Range界面进行测试，记录 $f_{L}$ 和 $f_{H}$ 值。

标准： $f_{L}$ 、 $f_{H}$ 应在2.4GHz~2.4835GHz范围内。

3.1.4 20dB带宽

仪器配置

同3.1.1

测试方法

在Spectrum 20dB Bandwidth界面进行测量，记录 $f_{H} - f_{L}$ 。

BR20dB带宽

标准

如果 $P_{P K} \geq 0 d B m$ ， $| f_{H} - f_{L} | < 1.0 M H z$
如果 $P_{P K} < 0 d B m$ ， $| f_{H} - f_{L} | < 1.5 M H z$

3.1.5 邻道功率

仪器配置

同3.1.1

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大。
在Spectrum ACP界面进行测试，记录 $P_{t x}$ 的值。

BR邻道功率

标准

设定EUT的测试信道(最大功率)为M，相邻信道为N，则：

对于|M-N|=2， $P_{t x} \leq - 20 d B m$
对于|M-N|≥3， $P_{t x} \leq - 40 d B m$

3.1.6 调制特性

仪器配置

使EUT工作在环回(Loop back)测试模式，链路选择非跳频(不勾选Hopping)。
设置Burst Type为BR，Pattern Type为11110000，Payload Length设置为最大byte。
按照测试选择对应的DH分组和Channel，通常DH分组需要遍历测试DH1、DH3、DH5，Channel需要遍历测试Low、Middle、High信道。

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大。
在TX Measurement Modulation界面进行测试，记录 $F r e q D e v Δ f 1_{a v g}$ 。
把Pattern Type设置为10101010模式，记录 $F r e q D e v Δ f 2_{a v g}$ 和 $F r e q D e v Δ f 1_{m a x}$ 。

标准

$140 K H z \leq Δ f 1_{a v g} \leq 175 K H z$
$Δ f 1_{m a x} \geq 115 K H z$
$\frac{Δ f 2_{a v g}}{Δ f 1_{a v g}} \geq 0.8$

3.1.7 载波频率准确度

仪器配置

使EUT工作在环回(Loop back)测试模式，链路选择跳频(勾选hopping)。
设置Burst Type为BR，Pattern Type为PRBS9，Payload Length设置为最大byte。
按照测试选择对应的DH分组和Channel，通常DH分组需要遍历测试DH1、DH3、DH5，Channel需要遍历测试Low、Middle、High信道。

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大。
在TX Measurement Modulation界面测试，记录Freq Accuracy的平均值。

BR频率精度载波频率漂移

标准： $f_{T X} - 75 K H z < | f_{0} | < f_{T X} + 75 K H z$ (其中 $f_{0}$ 为载波频率； $f_{T X}$ 为测量信道标称频率)

3.1.8 载波频率漂移

仪器配置

使EUT工作在环回(Loop back)测试模式，链路选择非跳频(不勾选Hopping)。
设置Pattern Type为10101010，Payload Length设置为最大byte。
按照测试选择对应的DH分组和Channel，通常DH分组需要遍历测试DH1、DH3、DH5，Channel需要遍历测试Low、Middle、High信道。

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大。
在TX Measurement Modulation界面测试，记录Freq Dift和Freq Dift Rate的平均值。

BR频率精度载波频率漂移

标准

对于Freq Dift参数：
DH1： $- 25 < F r e q D i f t < 25 K H z$
DH3&DH5： $- 40 < F r e q D i f t < 40 K H z$
对于Freq Dift Rate参数，需满足 $＜ 20 K H z / 50 u s$

3.1.9 接受灵敏度

仪器配置

同3.1.1

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大，打开不理想发射机，勾选Dirty Tx，设置接收包数量为1000。
在RX Quality界面设置CMW500的发射功率，开始测试，观察丢包率是否≤0.1%，如果满足要求，则以1dB为步进，逐渐降低发射功率，记录丢包率≤0.1%的最小发射功率为接受灵敏度。

标准： $S e n \leq - 70 d B m$

3.1.10 最大输入电平

仪器配置

同3.1.1

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大，打开不理想发射机，勾选Dirty Tx，设置接收包数量为1000。
在RX Quality界面设置CMW500的发射功率，开始测试，观察丢包率是否≤0.1%，如果满足要求，则以1dB为步进，逐渐增大发射功率，记录丢包率≤0.1%的最大发射功率为最大输入电平。

标准： 最大接收电平 $\geq - 20 d B m$

3.2 EDR

3.2.1 输出功率

仪器配置

使EUT工作在环回(Loop back)测试模式，链路选择非跳频(不勾选Hopping)。
设置Burst Type为EDR，Pattern Type为PRBS9，Payload Length设置为最大byte。
按照测试选择对应的DH分组和Channel，通常DH分组需要遍历测试2-DH1、2-DH3、2-DH5、3-DH1、3-DH3、3-DH5，Channel需要遍历测试Low、Middle、High信道。

测试方法

逐次按Power Up将发射功率调到最大。
在Power vs. time界面进行测试，记录 $P_{D P S K} - P_{G F S K}$ 的平均值。

EDR输出功率

标准： $(P_{G F S K} - 4 d B) < P_{D P S K} < (P_{G F S K} + 1 d B)$

3.2.2 载波频率准确度和调制精准度

仪器配置

同3.2.1

测试方法

逐次按Power Up将发射功率调到最大。
在TX Measurement Modulation界面进行测试，记录ω0、ωi、ωi+ω0、RMS DEVM、Peak DEVM、99% DEVM测量值。

EDR载波频率稳定度

标准

-75KHz≤ωi≤75KHz，for all packets
-75KHz≤ωi+ω0≤75KHz，for all blocks
-10KHz≤ω0≤10KHz，for all blocks
对于EDR 2M，RMS DEVM≤0.2
对于EDR 3M，RMS DEVM≤0.13
对于EDR 2M，Peak DEVM≤0.35
对于EDR 3M，Peak DEVM≤0.25
对于EDR 2M，99% DEVM≤0.3
对于EDR 3M，99% DEVM≤0.2

3.2.3 差分相位编码准确度

仪器配置

同3.2.1

测试方法

逐次按Power Up将发射功率调到最大。
在Differencial Phase Encoding界面进行测试，记录测量值。

EDR差分相位编码准确度

标准： Packets with 0 Bit Errors≥99%

3.2.4 带内杂散发射

仪器配置

同3.2.1

测试方法

逐次按Power Up将发射功率调到最大。
在Spectrum ACP界面进行测试，记录测量值。

EDR带内杂散

标准

设定EUT的测试信道(最大功率)为M，相邻信道为N，则：

EDR带内杂散功率必须比最大功率测量结果(离开载频最大500kHz)低26dB
对于|M-N|=2， $P_{t x} \leq - 20 d B m$
对于|M-N|≥3， $P_{t x} \leq - 40 d B m$

3.2.5 接收灵敏度

仪器配置

同3.2.1

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大，打开不理想发射机，勾选Dirty Tx，设置接收包数量为1000。
在RX Quality界面设置CMW500的发射功率，开始测试，观察丢包率是否≤0.01%，如果满足要求，则以1dB为步进，逐渐降低发射功率，记录丢包率≤0.01%的最小发射功率为接收灵敏度。

标准： $S e n \leq - 60 d B m$

3.2.6 最大输入电平

仪器配置

同3.2.1

测试方法

按Power Up把发射功率调到最大，设置接收包数量为1000。
在RX Quality界面设置CMW500的发射功率，开始测试，观察丢包率是否≤0.1%，如果满足要求，则以1dB为步进，逐渐增大发射功率，记录丢包率≤0.1%的最大发射功率为最大输入电平。

标准： 最大接收电平 $\geq - 20 d B m$

参考资料

posted @ 2022-12-06 08:58 Wcat 阅读(5383) 评论(0) 编辑收藏举报

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2.2 BLE

三、测试指标

3.1 BR

3.1.1 输出功率

3.1.2 功率控制

3.1.3 频谱范围

3.1.4 20dB带宽

3.1.5 邻道功率

3.1.6 调制特性

3.1.7 载波频率准确度

3.1.8 载波频率漂移

3.1.9 接受灵敏度

3.1.10 最大输入电平

3.2 EDR

3.2.1 输出功率

3.2.2 载波频率准确度和调制精准度

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