藍(lán)牙設(shè)備的測(cè)試方案

1、藍(lán)牙設(shè)備的測(cè)試方案目前世界上已經(jīng)發(fā)布的藍(lán)牙設(shè)備有近 500種。按照SIG的要求，任何一個(gè)生產(chǎn)或銷售藍(lán)牙設(shè)備的 公司必須首先簽署藍(lán)牙協(xié)議成為藍(lán)牙組織成員，然后證明自己的產(chǎn)品符合藍(lán)牙系統(tǒng)規(guī)范（包括一致性要 求）。其產(chǎn)品必須按藍(lán)牙設(shè)備測(cè)試規(guī)范逐一進(jìn)行驗(yàn)證，列入合格產(chǎn)品，才能享有藍(lán)牙組織協(xié)定所賦予的 權(quán)利。因此，對(duì)藍(lán)牙設(shè)備進(jìn)行測(cè)試成為產(chǎn)品走向市場(chǎng)必不可少的一步，本文論述了藍(lán)牙設(shè)備底層硬件模 塊功能的測(cè)試以及藍(lán)牙協(xié)議的一致性測(cè)試。二、藍(lán)牙的測(cè)試模式藍(lán)牙技術(shù)規(guī)范（Specification ）包括協(xié)議和應(yīng)用規(guī)范兩個(gè)部分。協(xié)議定義了各功能元素（如串口仿 真協(xié)議、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議等）的工作方式，應(yīng)用規(guī)范則闡述了為

2、實(shí)現(xiàn)特定的應(yīng)用模式，各層協(xié)議間的運(yùn)轉(zhuǎn) 協(xié)同機(jī)制。整個(gè)藍(lán)牙協(xié)議體系結(jié)構(gòu)可分為底層硬件模塊、中間協(xié)議層軟件模塊和高端應(yīng)用層。底層硬件部 分包括無線跳頻（RF）、基帶（EE）和鏈路管理層（LM）;中間協(xié)議層包括邏輯鏈路控制和適應(yīng) 協(xié)議（L 2CAP）、服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議（SDP）、串口仿真協(xié)議RFCOM M和電話通信協(xié)議（TCS）, 在藍(lán)牙協(xié)議棧的最上部是各種高層應(yīng)用框架（P rofiles ）。本部分涉及的是底層硬件模塊功能的測(cè)試, 主要通過建立測(cè)試模式完成無線基帶層的驗(yàn)證或兼容性測(cè)試。系統(tǒng)組成如圖1所示。TC1 -L2CAPSIHSUT軌理MITC1 -L2CAPCi-L2APCi-L2AP1. 藍(lán)牙

3、設(shè)備測(cè)試模式的建立模式的建立需要測(cè)試設(shè)備（TESTER）和被測(cè)試設(shè)備（DUT ）組成一個(gè)微微網(wǎng)，其中TES TER作為主設(shè)備，對(duì)測(cè)試過程有完全控制權(quán)，DUT作為從設(shè)備可以是藍(lán)牙發(fā)送設(shè)備，也可以是藍(lán)牙 接收設(shè)備。除此之外，還可以在TESTER上使用附加的測(cè)量設(shè)備。測(cè)試使用無線接口在本地執(zhí)行激活操作或者是用軟件（或硬件）接口在本地執(zhí)行激活操作。當(dāng)使用 無線接口在本地執(zhí)行激活操作時(shí)，通過TESTER發(fā)出LMP（鏈路管理協(xié)議）指令，命令DUT進(jìn) 入測(cè)試模式，在接收到激活指令后，DUT將返回LMP-Ac-cepted指令，終止所有標(biāo)準(zhǔn)操作，然后進(jìn)入測(cè)試模式；若DUT未能完成本地激活，將返回LMP- No

4、t-Accepted指令。當(dāng)使用軟件（或硬件） 接口在本地執(zhí)行激活操作時(shí)，通過DUT執(zhí)行尋呼（Page）掃描和查詢（Inquiry ）掃描，直到建立與TESTER的連接為止。測(cè)試通過使用LMP指令的空中接口完成對(duì)測(cè)試的控制操作，DUT的硬件接口可以存在，但 不受標(biāo)準(zhǔn)化管理。若藍(lán)牙設(shè)備不在測(cè)試模式下，將拒絕使用這些指令，DUT返回LMP-Not-Accepted指令。若處在測(cè)試模式中，當(dāng)收到控制指令后，DUT將返回LMP-Accepted指令?？刂颇Ｊ较略试S出現(xiàn)處理功率控制和LMP指令，并且用標(biāo)準(zhǔn)程序測(cè)試可調(diào)功率控制。可以用LMP-Detach指令或在建立“退出測(cè)試模式”的測(cè)試方案中發(fā)出的 LM

5、P-Test-Co ntrol指令命令DUT脫離測(cè)試模式。2. 藍(lán)牙設(shè)備的測(cè)試方案（1）發(fā)送端測(cè)試 在TESTER和DUT組成的微微網(wǎng)中，DUT按從單元的發(fā)送定時(shí)周期性的發(fā)送測(cè)試分組，當(dāng)主單 元發(fā)送首個(gè)POLL分組時(shí)，發(fā)送端測(cè)試開始工作。測(cè)試設(shè)備以其TX時(shí)隙（控制指令或POLL分組） 執(zhí)行發(fā)送操作。主單元輪詢間隔是預(yù)先定義的固定值，即使從單元沒有接受到分組，正在測(cè)試的設(shè)備也 能按照正常定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。以下介紹幾個(gè)概念：1）測(cè)試包格式：TESTER定義了分組格式、分組類型和有效負(fù)載長(zhǎng)度。有效負(fù)載長(zhǎng)度符合基帶規(guī)范的要求。在發(fā)送機(jī)測(cè)試模式里，只能用沒有FEC（前向糾錯(cuò)碼）的分組，包括HV3、DH

6、1、DH 3、DH 5、AUX 1 分組。2） 偽隨機(jī)序列：傳輸分組時(shí)，使用統(tǒng)一的PRBS-9序列作為偽隨機(jī)序列，移位寄存器級(jí)數(shù)為9,偽隨機(jī)序列長(zhǎng)度為2-1 = 511位。最長(zhǎng)的零序列為 &3）傳輸參數(shù)控制：在進(jìn)行發(fā)送測(cè)試時(shí)，要對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奈恢茫哼f減跳頻模式在完整的頻率范圍上支持快速無線測(cè)試，它使用五種可執(zhí)行的時(shí)序跳頻（使用信道0、23、46、69、93）。4）傳輸參數(shù)控制：在進(jìn)行發(fā)送測(cè)試時(shí)，要對(duì)以下參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置：*位模式：連續(xù)0、連續(xù)1、交替1010、交替11110000 11110000、偽隨機(jī)碼形式、發(fā)送停止。推薦序列以1開始，當(dāng)和測(cè)量無關(guān)時(shí)，序列也可以 0開始。*頻率選擇

7、：?jiǎn)晤l、歐/美跳頻、日本跳頻、法國(guó)跳頻、西班牙跳頻、遞減跳頻（對(duì)于藍(lán)牙設(shè)備和模塊是 可選的）。* TX頻率：f=（2402+k）MHz,k=0,1,，78。* TDD（時(shí)分雙工）幀的缺省輪詢周期：n*1.25ms，n為大于0的正整數(shù)，根據(jù)分組的類型選取。*分組的類型*測(cè)試序列的年度（參考基帶規(guī)范的用戶數(shù)據(jù)分組定義）。5）功率控制：如果測(cè)試自適應(yīng)功率控制，將使用常規(guī)的LMP指令，DUT將以最大功率開始傳輸，并 隨著收到的每一指令而減少/增加功率。6） 不同頻率設(shè)置之間的切換：TESTER在收到LMP- Accepted消息后，將切換到新的頻 段；DUT在發(fā)出LMP-Accepted消息后，將進(jìn)行

8、切換。（2）回送測(cè)試在回送測(cè)試中，被測(cè)設(shè)備接收常規(guī)基帶分組，經(jīng)解碼后由被測(cè)設(shè)備使用相同的分組類型返回有效載荷， 返回分組將在測(cè)試設(shè)備傳輸后的TX時(shí)隙或下一個(gè)TX時(shí)隙發(fā)回。測(cè)試設(shè)備可以選擇啟用或停止偽隨機(jī) 序列加噪?；厮蜏y(cè)試使用的規(guī)則如下：*如果沒有檢測(cè)同步頭，不應(yīng)答。*如果頭校驗(yàn)（HEC）失敗，DUT將使用含ARQN位的NULL分組，該ARQN位置為NAK。 并不一定返回N ULL分組。*若分組中包含和測(cè)試模式控制有關(guān)的LMP信息，這種指令就會(huì)被執(zhí)行。此時(shí)忽略其它LMP指令， 也不返回其他分組。*為了進(jìn)行前向糾錯(cuò)處理測(cè)試，允許對(duì)有效載荷的前向糾錯(cuò)碼（FEC ）進(jìn)行解碼和編碼。測(cè)試設(shè)備使 用沒有

9、前向糾錯(cuò)的分組進(jìn)行誤碼率測(cè)試。*在CRC失效的情況下，分組的有效負(fù)載攜帶ARQN = NAK返回，返回分組的CRC可由返回的 有效負(fù)載算出。三、測(cè)試控制接口（ TCI）對(duì)于所有藍(lán)牙外設(shè)產(chǎn)品和藍(lán)牙部件，協(xié)議測(cè)試將用于驗(yàn)證底層協(xié)議的功能實(shí)現(xiàn)，如協(xié)議一致性測(cè)試。對(duì) 于該類測(cè)試，需要高層測(cè)試設(shè)備（UT）來測(cè)試被測(cè)對(duì)象（IUT）的協(xié)議實(shí)現(xiàn)情況。為了避免測(cè)試設(shè) 備隨每個(gè)被測(cè)對(duì)象（IUT）和測(cè)試系統(tǒng)（SUT）的情況不同而變化，必須強(qiáng)制提供標(biāo)準(zhǔn)控制接口。測(cè)試控制接口（ TCI）提供了訪問測(cè)試設(shè)備和在測(cè)試過程中實(shí)現(xiàn)高層接口的統(tǒng)一方式。制造商必須提 供IUT所需的適配器（可以是硬件或軟件）。TCI用于基帶層、鏈路

10、管理層協(xié)議、邏輯鏈路控制與適配協(xié)議和主機(jī)控制接口的驗(yàn)證。測(cè)試設(shè)備和S UT / IUT之間的接口主要有以下兩種：TCI -HCI接口：該接口同于主機(jī)控制接口（ HCI）。對(duì)于基帶層的鏈路控制部分和鏈路管理層的驗(yàn)證，TCI -HCI接口將作為測(cè)試系統(tǒng)和SUI / IUT 高層間的接口使用。測(cè)試系統(tǒng)通過發(fā)送HCI命令和從SUT / IUT接收HCI事件訪問SUT / IU T高層接口。用于測(cè)試設(shè)備和SUT / IUT之間的傳輸層通道有兩種：（1）USE、RS 232 或 UART 物理通道；（2）軟件通道，SUT / IUT制造商必須在設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，提供測(cè)試操作軟件。TCI - L 2CAP接口

11、：基于HCI，并在SUT / IUT的L 2CAP層驗(yàn)證期間使用。命令和事件根 據(jù)L 2CAP服務(wù)接口來定義，但是L 2CAP基本事件和命令必須轉(zhuǎn)換成與HCI事件和命令相同格式 的報(bào)文。四、藍(lán)牙協(xié)議棧一致性測(cè)試協(xié)議一致性測(cè)試用于檢查給定的一種協(xié)議的實(shí)現(xiàn)實(shí)體是否與協(xié)議的內(nèi)在形式規(guī)范要求相一致，只有當(dāng)在 測(cè)試中觀察到的所有輸出形式與規(guī)范的描述相同時(shí)方可通過測(cè)試。L 2CAP一致性測(cè)試結(jié)構(gòu)如圖2所示，測(cè)試結(jié)構(gòu)共有三個(gè)主要組成部分：一致性測(cè)試系統(tǒng)（SUT）、測(cè)試控制軟件（TC）和被測(cè)對(duì)象（I UT）。在一致性測(cè)試系統(tǒng)和被測(cè)對(duì)象之間有兩個(gè)接口： 通過藍(lán)牙發(fā)射裝置的空中接口和測(cè)試控制接口 （TCI） TCI的推薦物理傳輸層是HCI的指定傳輸層之一：USE、RS 232或UART。個(gè) 揑制摺令* Ls 1測(cè)試模式建立測(cè)試系統(tǒng)發(fā)送L 2CAP命令給被測(cè)對(duì)象，通過TCI由被測(cè)對(duì)象得到事件。測(cè)試系統(tǒng)的高層包括一個(gè)T CI - L 2CAP驅(qū)動(dòng)程序和物理總線驅(qū)動(dòng)程序，底層處理被測(cè)對(duì)象發(fā)來的L2CAP數(shù)據(jù)分組。測(cè)試控制軟件有三部分組成：物理總線、TCI - L 2CAP固件和適配器。測(cè)試控制軟件的功能是使接口適配TCI - L 2CAP接口。物理總線發(fā)送數(shù)據(jù)到測(cè)試系統(tǒng)的高層，