od体育_蓝牙5.0的变化让物理层测试更复杂

石材雕刻机 | 2021-08-16
本文摘要:蓝牙5.0在低能耗(LE)方案中减少了速度和灵活性。

蓝牙5.0在低能耗(LE)方案中减少了速度和灵活性。它的数据吞吐量是4.2版的两倍,仅次于脑溢血速率从1Mb/s一跃提高到2Mb/s。为提升其通用性,现在可以减少比特率使距离提升至原本的4倍,同时维持类似于的功率拒绝。

由于设备发送数据的距离提升至4倍,家居自动化和信息安全产品设计人员在产品设计中有望覆盖面积整个家、整栋楼或整个社区。功能减少的同时,也带给了新的测试市场需求,特别是在物理层。蓝牙5.0更加高效地利用日益挤迫的2.4GHz频段中的广播地下通道,已完成任务所需的广播时间更加较少。

由于提高了广播地下通道,开发人员可以创立基于体验的应用于,在物理世界和虚拟世界之间搭建一座桥梁。据BluetoothSIG公布的数据,蓝牙5.0将给广告传输减少非常少的容量。这意味著它可以把更好的信息传输到其它相容设备,而会构成实际相连,从而减缓交互速度。它拓展了广告,把广告数据从三种传统广告地下通道修理到全套数据通道,以构建更好的频率冗余,如图1右图。

较小的255字节数据包构建了新的阈值功能,如资产追踪,同时需要向下兼容为之前的蓝牙规范研发的产品。图1:在2.4GHz频段中,蓝牙5.0的广告地下通道落在Wi-Fi地下通道之间并不是每个应用于都拒绝完全相同的距离、速度或广播功能。蓝牙5.0让产品开发人员需要对自己的构建方案作出最差的自由选择。

由于广播消息容量提升至v4.2的8倍,同时反对更好的数据包(从31字节变成255字节),BluetoothSIG估算蓝牙5.0现在可以用作远超过一个房间、甚至远超过一座房子的物联网(IoT)相连。他们预测,到2020年,在所有物联网设备中,33%以上的设备将内置蓝牙功能。蓝牙物理层变化蓝牙5.0在LE标准中追加了两种模式。第一种模式的符号亲率是现有的1Msps低能耗标准的两倍,称作LE2MPHY(以前的标准现在称作LE1MPHY)。

LE1M和LE2MPHY都归属于所谓的LE未编码物理层标准,因为它们内部都没数据流编码阶段。第二种模式称作LE编码物理层标准。

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LE编码物理层标准有两种编码方式:S=8和S=2,其中S是每个位的符号数。除循环校验校验(CRC)以外,还有卷积编码及同构,提升了冗余度,增加了错误的机会。结果,编码的信息可以传输很远的距离,因为在必须时可以展开检测和校正。

表格1汇总了有所不同的调制和编码方式以及获得的数据速率。表格1:蓝牙5.0物理层调制和编码方式以及获得的数据速率图2和图3表明了低能耗编码方式与未编码方式在处置数据清净荷时有哪些有所不同,这两者都要展开CRC分解和白化。对于LE编码物理层标准,净荷要经过前向数据流(FEC)和码型同构。卷积FEC编码器用于非系统、非迭代速率?代码,限定版长度K=4。

编码器为每个输出位分解两个输入位,并经过卷积FEC编码器。编码器分解的两个输入位更进一步同构。如果S=2,那么它们会有任何变化,而对S=8,0同构到0011,1同构到1100。这是为LE编码物理层标准S=8中每一个输出位创立8个位的方式。

图2:LE未编码物理层的净荷位处置图3:LE编码物理层标准中的码流处置减少了许多LE未编码物理层标准中不拒绝的步骤LE编码物理层标准规定的包在格式也用作广告地下通道包和数据通道包在。整个包在用于1Msym/s的符号亲率传输。每个包在都由前置码、FEC码组1和FEC码组2构成,如图4右图。

图4:蓝牙5.0LE编码包在的内容前置字节不展开编码。FEC码组1由三个字段构成:终端地址、编码命令八字(CI)和TERM1。码组使用S=8编码方式,最后符号数量一直完全相同。CI字段要求了FEC码组2用于哪种编码方式。

FEC码组2由三个字段构成:PDU、CRC和TERM2。它们使用S=2或S=8编码方式,明确视CI字段值而定。

CI字段只是一个两位字段,用来区分S=2方式和S=8方式。协议数据单元(PDU)的长度在2~256字节之间。因此,大于的包在长度是462μs(如果把S=2最后一行中的所有值加一起,那么PDU仅有2个16位字节),仅次于包在长度是17040μs(由S=8取得,PDU为257字节)。

蓝牙5.0测试被测器件必须展开大量的测量,以确认其在发送到外侧符合蓝牙规范,下面回应展开了详尽的讲解。可用于配有蓝牙5.0分析软件的中档频谱分析仪继续执行这些测试。带上内电磁辐射:这项测试检验蓝牙传输的带上内频谱电磁辐射否落在无限大范围内。极限值早已改动,以适应环境LE2MPHY。

LE编码物理层标准的无限大以1Ms/s运营,其无限大讫与LE1MPHY完全相同。80MHz的整个蓝牙频段被分为80个地下通道,每个地下通道长1MHz,然后计算出来每个频段中的分数功率。设备在中心频率为M的RF地下通道上传输信息,1MHz比特率的邻道的中心频率用N回应。

对LE1M,偏置2MHz的频段中的分数功率不应大于-20dBm,偏置3MHz或以上频段中的功率不应大于-30dBm。对LE2M,无限大较为从任一侧的4MHz频率偏置开始(而不是2MHz)。

对偏置4MHz和5MHz的频段,分数功率预计大于-20dBm;只有对多达6MHz的偏置,才不会原作-30dBm的更加严苛的拒绝。在图5中,大家可以看见,每1MHz不会计算出来LE2M功率,用蓝线回应。大家还不会注意到,标准建议了三个无限大:±4MHz、±5MHz和±≥6MHz。图5:每1MHz计算出来LE2M功率,用蓝线回应调制特性:蓝牙使用的调制方式是高斯频移键控(GFSK),比特率位周期乘积BT=0.5。

调制指数必需坐落于0.45至0.55之间。这一测试检验未知测试码型的频域否坐落于登录无限大范围内。测量用于特定测试码型。在以前的蓝牙版本中,用于的码型是0x0F(00001111)和0x55(01010101),然后用标准规定的方式计算出来每个位间隔中的频率偏差。

在蓝牙5.0中,LE2MPHY测试通过/告终的无限大早已变化,因为2Msps调制方式的频率偏差有所不同。LE2MPHY的这些无限大翻了一番。对LE编码规范(S=8),测量码型有所不同。

第一个码通过全部赋值1来分解。在编码和同构后,码型变为00111100。

如果编码器和映射器的输入码型全是0,则分解第二个码型00110011。标准还规定,这个测量从第33个符号开始。平稳的调制特性:这是一项新的指标,以前的蓝牙测试规范中是没的。LE设备配有享有平稳调制指数的发射器,可以通过功能设施机制把这种情况告诉他接管的LE设备。

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这些发射器的调制指数在0.495和0.505之间。如果限于于其反对的所有LE发射机物理层,那么设备不应只说明发射机具备平稳的调制指数。

如果发射机没平稳的调制指数,但仍在理想的调制指数0.5的1%裕量范围内,那么我们称之为其有标准调制指数。频率偏置和飘移:通过在由1和0码型交错的登录间隔中求频率偏差平均值,可以计算出来频率偏置。以前低能耗标准中的间隔时长为10位或10μs。

这种频率偏置在前置字节和净荷中计算出来。然后计算出来这些频率偏置在50μs间隔中(距离5个间隔)的飘移。对LE2MPHY,间隔仍为10μs,但由20位构成,而不是10(因为是2Msps)。

飘移测量仍分5两组展开或距离5个间隔时长。对LE编码物理层标准,不会自由选择16位间隔,而不是10,然后距离3个间隔时长(48μs)计算出来飘移,因为码型是00110011。

20dB比特率:测量比特率,直到频谱暴跌到比峰值功率较低20dB的点。输出功率:计算出来整个包在的功率。

了解蓝牙分析:除上述测量外,一些蓝牙分析软件获取了与测试信号有关的额外信息。这些分析可以协助您调试和优化目标应用于的性能,还包括:1)解码后的包在信息,即早已解码的所有张家口和包在信息;2)所有测量的概要或图片及解码后的包在信息;3)多个表明画面,表明频率偏差随时间变化,在调试或说明调制图和飘移测量时用于;4)飘移表格,表明10位间隔中计算出来的频率偏置及50μs中的飘移(距离5个间隔时长);5)星座图、眼图和符号表表明。

构建在蓝牙应用于中用于动态频谱分析仪也很简单,它可以表明隐蔽在宽带噪声下面的问题,而用其它仪器是看到这些问题的。图6(右)表明了扫频分析仪在40MHz扫瞄中看见的东西,以及动态频谱分析仪(左)看见的东西。图6:动态频谱分析仪可以表明传统扫频分析仪漏掉的隐蔽问题蓝牙5.0较Bluetooth4.2LE做出了全面改良。

通过紧密注目测试测量战略,您设计的设备将需要利用新标准获取的每一个优势。


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