圖1:上圖所示為 BLE 廣播、掃描請求和掃描響應事件的功耗與時間關系。
配有接收機的設備在每次發送廣播數據包后,會在短時間內偵聽名為Scan_Request的特定BLE消息。此消息通常由附近要與廣播設備通信的設備發出。如果廣播設備接收到此Scan_Request消息,將使用Scan_Response消息進行響應。圖1的功耗與時間關系圖反映的即是這種模式。廣播設備首先發送一個廣播數據包(以藍色指示),附近的工作站隨后發出Scan_Request消息(以橙色指示),廣播設備接著發出Scan_Response消息(仍以藍色指示)。
BLE設備的常規操作中會發生這種消息交換,OTA測試系統正是利用這一行為來測量PER。在接收機測試期間,DUT首先發送廣播數據包,隨后測試系統發送Scan_Request消息,如果DUT接收到該數據包,將通過Scan_Response消息進行應答。測試系統將跟蹤發送的Scan_Request數量和接收的Scan_Response數量,并使用該信息計算接收機PER。
進行靈敏度測量時,測試系統通過調整射頻信號電平來確定產生特定PER的射頻電平。此射頻電平是反映接收機質量的通用方法,稱為接收機靈敏度。這種使用廣播數據包Scan_Request消息和Scan_Response消息的方法不僅可以準確確定接收機的PER或靈敏度,而且不需要與DUT建立任何直接的有線通信,BLE OTA測試儀正是采用這種方法。
挑戰 2:與Wi-Fi或蜂窩網絡等其他常見的無線技術相比,BLE具有更低的數據傳輸速率。接收機測試中需要使用大量數據包,來保證測量結果具有準確性和統計意義。
由于數據傳輸速率低,生產環境中的BLE接收機測試往往需要較長時間,致使成本大幅增加。毋庸置疑,這種測試時間長且成本更高的方法并不可取,因此第二大挑戰是:要設計出一種新的測量方法,既能準確地確定PER,相比現有傳統PER測試方法又能大大減少使用的數據包數。
解決方案 2:要確定接收機靈敏度,通常需要測量一系列射頻電平下的PER。藍牙SIG(制定藍牙性能技術規范的組織)規定,必須使用1,500個數據包來測量接收機靈敏度。如果使用上述廣播方法,典型BLE設備在每個電平下往往需要幾分鐘時間才能接收這么多的數據包。而且,如果在多個射頻電平下進行測量,那么一次完整的接收機靈敏度測試可能需要花費10多分鐘的時間。
這在許多應用場合顯然是不合適的,因而需要找到一種更快捷的新方法。為了解決這一問題,OTA測試解決方案必須使用一種算法來快速確定PER的分布曲線。這種方法稱為“快速PER測試法”,專用于快速確定產生50% PER時的接收機靈敏度。
在執行快速PER測試期間,測試儀首先在任意射頻電平下發送單個數據包(Scan_Request)。在數據包得到應答后,降低射頻電平并在此更低的新電平下發送下一個數據包。如果數據包未得到應答,則提高射頻電平并在此更高的電平下發送下一個數據包。測試儀運用一種智能算法調整射頻電平的步長并記錄得到應答和未得到應答的電平,從而以最少數量的數據包快速而準確地繪制出“誤包率分布曲線”。
