Bluetooth® 蓝牙技术已经普及在我们生活的周边，特别是低功耗蓝牙技术的突飞猛进，让蓝牙的应用惠及到生活工作的方方面面，如蓝牙耳机，手机，计算机，车载蓝牙，可穿戴设备，医疗，家居等等等等。

PART.01蓝牙技术的更新迭代

Bluetooth® Classic 经典蓝牙根据核心规范第1版及更高版本用于表示使用基本速率 (BR) 以及增强数据率 (EDR) 操作的设备。

79 个 RF 信道可用于数据传输，每个信道都具有 1 MHz 间隔并且位于 2.4 GHz ISM 频段。信道之间的跳频可防止干扰周围的无线信号。在自适应跳频模式下，不使用阻隔信道。BR 调制使用高斯频移键控 (GFSK)，总数据率为 1 Mbit/s。EDR 则通过使用 π/4‑DQPSK (2 Mbit/s) 和 8DPSK(3 Mbit/s) 相移键控，数据率进一步增强。

Bluetooth® Low Energy (LE) 低功耗蓝牙根据核心规范第 4 版及更高版本，Low Energy (LE) 用于表示能耗低于 Bluetooth® Classic 的设备。

Low energy 设备使用 40 个 RF 信道，每个信道都具有2 MHz 间隔并且位于 2.4 GHz ISM 频段。这些信道被分成三个专用广告信道，其余 37 个则作为数据和辅助广告信道。

BLE的发展更新速度飞快，特别是近些年，我们可以从下面的列表中看出。传输速度翻倍，超低功耗减少电池更换频率，更高效的音频支持，Ranging能力的加持等等，都将推动着LE成为物联网的主流协议。

PART.02蓝牙测试方式

Test Mode(BR/EDR)Test Mode是经典蓝牙使用的信令测试模式，R&S CMW与DUT通过RF cable线进行连接。具体连接图如下：

在这种operation mode模式下，R&S CMW提供Loopback 测试与TX测试两种方式：

➤ Loopback test mode顾名思义就是环回测试，R&S CMW会向被测设备（DUT）发送蓝牙数据包，DUT对这些数据包进行解码后再将其重新发送（即环回）给R&S CMW。R&S CMW提供多种比特模式（模式类型）供环回测试使用，且这些数据可以进行白化处理。此外，用户可设置测试数据包的类型以及测试序列的长度。环回测试模式是经典蓝牙最重要的操作模式，收发测试都可以在此模式下进行。

➤ TX test modeR&S CMW综测仪会指示被测设备DUT向综测仪发送指定内容。综测仪发送轮询数据包poll packets，而DUT（作为蓝牙从设备）会在随后的从机发送时隙进行应答。可以配置包含不同比特模式的发射（TX）测试，此外，还可设置轮询周期、测试数据包的类型及测试序列的长度。由于是在“标准的”电平下发射，DUT 中通常不会出现误码。

根据蓝牙射频测试规范（Bluetooth SIG）要求，经典蓝牙需要被测产品进入到test mode后才能进行测试。同时，规范也定义了射频测试及预认证测试的所有测试项目。借助 R&S® CMWrun 自动化软件工具，可实现预认证测试的完全自动化。

Direct Test Mode (BLE)DTM直接测试模式是低功耗蓝牙独有的测试模式，是蓝牙核心规范中定义的一种标准化测试模式，主要用于验证蓝牙设备在物理层的射频性能。确保设备符合蓝牙技术联盟（SIG）的射频规范，并为认证测试（如BQB）和生产测试提供依据。

使用该连接方式控制蓝牙被测设备，从交互形式上分两种：1、基于HCI的USB连接；2、基于双绞线的UART接口。被测设备可以采用其中任意一种连接方式。

在DTM测试时，R&S CMW会指定测试频率、数据包长度和测试模式并启动发射（TX）或接收（RX）测试。随后，被测设备（DUT）将持续发送或接收测试数据包，直至R&S CMW发出终止指令。最终，DUT会将包含CRC校验结果的测试报告回传给R&S CMW。

同样的，借助 R&S® CMWrun 自动化软件工具可实现预认证测试的完全自动化。

Connection Mode (BR/EDR/BLE)Connection Mode常用于OTA（over the air）下的信令测量，有别于Test Mode & Direct Test Mode，它无需待测物（DUT）进入固定的模式下才能完成与综测仪的连接，而是在正常商用模式下（Normal Mode）通过对待测物的名字，MAC address 搜寻进行匹配连接。R&S CMW既可以做central 也可以做 peripheral role。

需要注意的是，在这种模式下，因为payload无法控制，因此跟DTM的测试结果可能会有一定的差异。适用于研发测试，方便连接。

Non-Signaling Mode (BR/EDR/BLE)非信令模式是产线测试常用的模式，不同于信令模式下综测仪与待测物需要进行协议交互。非信令是单向通信的，无需协议交互。因此非常适合做产测的校准综测等射频测试。不同的芯片平台的强发指令都各不相同，所以需要借助自动化工具（ATE）来完成多端口多待测物（DUT）等更高效的生产测试。

R&S CMW，CMP系列综测仪不仅RF port口多，且提供Smart Channel虚拟子仪表技术（sub instrument），将单台表的地址虚拟成多个地址。如CMP180 的VXI11地址为： (TCPIP::192.168.0.1::inst::INSTR)，我们可以通过inst这个字段来区分sub instrument的地址。假设我想虚拟成8台子仪表, 可以水平或者垂直分组，即每组有2个RF port,那么第2组的VXI11地址就是：(TCPIP::192.168.0.1::inst1::INSTR)，第8组的VXI11地址就是：(TCPIP::192.168.0.1::inst7::INSTR)。自动化ATE程序可以直接通过地址来控制多线程，极大的减小了多线程的编程难度。另外，Smart Channel提供的仪表资源竞争机制，也为多线程的互斥（mutex）带来了编程便利，还能带来更高效的仪表资源利用率。

Advertiser Mode (BLE)广告模式也是低功耗蓝牙独有的模式之一，是一种非信令下的over-the-air (OTA) 测发射接收的模式，接收广告测试只支持LE 1M symbol/s (LE 1M PHY)，覆盖了所有的主广告信道(37, 38, 39)。BLE设备通过广告（Advertising）流程实现设备发现与连接，这一过程涉及广告包（ADV）、扫描请求（SCAN_REQ）和扫描响应（SCAN_RSP）等关键步骤。它适用于生产应用，也可用于在接下来的检查和开发阶段进行快速的参考测量。在这些测试的过程中，DUT 处于正常操作状态，而非特殊测试模式。

➤ 广告包（ADV）：包含三个字段，接入地址（Access Address），协议数据单元（PDU）包头和广播数据（Advertising Data）。定义了可连接且可扫描广播（ADV_IND），定向可连接广播（ADV_DIRECT_IND），可扫描但不可连接广播（ADV_SCAN_IND）三种广播类型。BLE设备周期性地在三个广播信道上发送广告包，发送间隔称为广播间隔（范围：20ms至10.24s），扫描设备（如智能手机）在扫描窗口内监听这些信道，以接收广告包。

➤ 扫描请求（SCAN_REQ）：当扫描设备接收到广告包后，可向广播设备发送扫描请求。其PDU载荷包含扫描设备地址和广播设备地址，广播设备接收到扫描请求后，需在规定时间内发送扫描响应。

➤ 扫描响应（SCAN_RSP）：扫描响应数据格式与广告数据格式相同，由多个小数据包组成，数据包括设备名称，服务UUID，制造商数据等。广播设备在接收到扫描请求后，需在扫描窗口内发送扫描响应。若未及时响应，扫描设备可能重复发送扫描请求或放弃扫描。

使用R&S CMW-KD611选件，可以在综测仪上完成整个流程的广告接收测试。通过发送固定的ARB(arbitrary)波形，完成定性测量（Spot check），误包率测量（PER measurement），灵敏度搜索（Sensitivity search measurement）等接收项目测试。

UTP mode (BLE)UTP （Unified Test Protocol）统一测试协议模式是一种特别的over-the-air (OTA)信令连接模式，它要求待测物（DUT）在特别的版本下工作，R&S CMW充当central的角色，使用UTP PIN与待测物进行匹配连接，其连接步骤非常类似于前面介绍的Classic经典蓝牙的Test Mode。

UTP模式特别适用于小型和高度集成的蓝牙设备，如可穿戴设备等。BLE传统的测试方法需要通过直接测试模式（Direct Test Mode），需要在测试仪器与被测设备（DUT）之间连接一条控制线缆。然而，对于封装严密的设备来说，集成这种控制线缆的接口往往十分困难，甚至无法实现。UTP模式通过无线方式发送测试控制信息，彻底摆脱了线缆的束缚，简化了测试设置‌。随着蓝牙技术的不断发展，UTP模式有望将成为测试下一代消费类蓝牙产品的重要工具。

结语

蓝牙的测试方式相较于其他技术，种类繁多，很容易让人迷惑。我们应根据测试要求，测试场景合理选择测试方式，罗德与施瓦茨提供了蓝牙测试的一整套测试方案，从非信令到信令涵盖了各个测试方式。欢迎订阅咨询。