圖1:上圖所示為 BLE 廣播、掃描請求和掃描響應(yīng)事件的功耗與時間關(guān)系。
配有接收機的設(shè)備在每次發(fā)送廣播數(shù)據(jù)包后,會在短時間內(nèi)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(shè)備通信的設(shè)備發(fā)出。如果廣播設(shè)備接收到此Scan_Request消息,將使用Scan_Response消息進行響應(yīng)。圖1的功耗與時間關(guān)系圖反映的即是這種模式。廣播設(shè)備首先發(fā)送一個廣播數(shù)據(jù)包(以藍色指示),附近的工作站隨后發(fā)出Scan_Request消息(以橙色指示),廣播設(shè)備接著發(fā)出Scan_Response消息(仍以藍色指示)。
BLE設(shè)備的常規(guī)操作中會發(fā)生這種消息交換,OTA測試系統(tǒng)正是利用這一行為來測量PER。在接收機測試期間,DUT首先發(fā)送廣播數(shù)據(jù)包,隨后測試系統(tǒng)發(fā)送Scan_Request消息,如果DUT接收到該數(shù)據(jù)包,將通過Scan_Response消息進行應(yīng)答。測試系統(tǒng)將跟蹤發(fā)送的Scan_Request數(shù)量和接收的Scan_Response數(shù)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(tǒng)通過調(diào)整射頻信號電平來確定產(chǎn)生特定PER的射頻電平。此射頻電平是反映接收機質(zhì)量的通用方法,稱為接收機靈敏度。這種使用廣播數(shù)據(jù)包Scan_Request消息和Scan_Response消息的方法不僅可以準(zhǔn)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(zhàn) 2:與Wi-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)等其他常見的無線技術(shù)相比,BLE具有更低的數(shù)據(jù)傳輸速率。接收機測試中需要使用大量數(shù)據(jù)包,來保證測量結(jié)果具有準(zhǔn)確性和統(tǒng)計意義。
由于數(shù)據(jù)傳輸速率低,生產(chǎn)環(huán)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(zhàn)是:要設(shè)計出一種新的測量方法,既能準(zhǔn)確地確定PER,相比現(xiàn)有傳統(tǒng)PER測試方法又能大大減少使用的數(shù)據(jù)包數(shù)。
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(shù)規(guī)范的組織)規(guī)定,必須使用1,500個數(shù)據(jù)包來測量接收機靈敏度。如果使用上述廣播方法,典型BLE設(shè)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(shù)據(jù)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(yīng)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(chǎn)生50% PER時的接收機靈敏度。
在執(zhí)行快速PER測試期間,測試儀首先在任意射頻電平下發(fā)送單個數(shù)據(jù)包(Scan_Request)。在數(shù)據(jù)包得到應(yīng)答后,降低射頻電平并在此更低的新電平下發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包。如果數(shù)據(jù)包未得到應(yīng)答,則提高射頻電平并在此更高的電平下發(fā)送下一個數(shù)據(jù)包。測試儀運用一種智能算法調(diào)整射頻電平的步長并記錄得到應(yīng)答和未得到應(yīng)答的電平,從而以最少數(shù)量的數(shù)據(jù)包快速而準(zhǔn)確地繪制出“誤包率分布曲線”。