一、簡介

R&SCMW500寬頻無線通訊測試儀是適用於射頻整合和協議開發的通用測試平臺，其內部整合RF功率計和帶List模式的CW發生器，可以完成無線裝置的快速校準；同時還集成了向量訊號分析儀(VSA)和向量訊號發生器(VSG)，用來進行發射機和接收機的指標測試。

R&SCMW500前面板及按鍵功能說明如下：

二、環境搭建與測試步驟

2.1 經典藍芽

Bluetooth核心規範中定義了經典藍芽(BR/EDR)的測試應由使用者通過內部主機控制介面(HCI)啟用或使能EUT的測試模式，在測試儀器與EUT建立Bluetooth連線後，測試儀器直接通過LMP指令控制EUT進行相關指標的測試。測試連線示意圖如下：

經典藍芽信令測試步驟(測試儀器CMW500)：

1. 按照連線示意圖連線EUT和CMW500，並通過指令啟用或使能EUT的測試模式。
2. 通過Signal Gen按鍵選擇Bluetooth應用程式。
3. 在Bluetooth Signaling中設定經典藍芽測試基本引數(Burst Type、Loopback、Signal Characteristics等)。

4. 開啟訊號源,點選COnnect連線CMW500與EUT。
5. 單擊Bluetooth Multi-Eval(或Bluetooth Rx Measurement)切換到TX(或Rx)測量介面，並在Multi-Evaluation(或Bluetooth Rx Measurement)被選擇的情況下按下ON/OFF啟用測量。

2.2 BLE

Bluetooth核心規範中定義BLE是採用直接測試模式(DTM)進行RF測試，這種模式需要使用HCI或雙線協議的UART介面連線EUT和測試儀器。測試連線示意圖如下：

BLE信令測試步驟(測試儀器CMW500)：

1. 按照連線示意圖連線EUT和CMW500。
2. 通過Signal Gen按鍵選擇Bluetooth應用程式。
3. 在Bluetooth Signaling中設定BLE測試基本引數(Burst Type、PHY等)，在EUT Control介面選擇與EUT的連線型別(UART、USB、RS232)，再設定介面引數(如串列埠號、波特率等)。

4. 開啟訊號源，點選COnnection Check驗證CMW500與EUT是否通訊正常。

5. 單擊Bluetooth Multi-Eval(或Bluetooth Rx Measurement)切換到TX(或Rx)測量介面，並在Multi-Evaluation(或Bluetooth Rx Measurement)被選擇的情況下按下ON/OFF啟用測量。

關於使用CMW系列綜測儀進行BLE測量的環境搭建與測試步驟，ROHDE & SCHWARZ官網這個視訊做了更詳細的講解：

三、測試指標

3.1 BR

3.1.1 輸出功率

儀器配置

1. 使EUT工作在環回(Loop back)測試模式，鏈路選擇非跳頻(不勾選Hopping)。
2. 設定Burst Type為BR，Pattern Type為PRBS9，Payload Length設定為最大byte。
3. 按照測試選擇對應的DH分組和Channel，通常DH分組需要遍歷測試DH1、DH3、DH5，Channel需要遍歷測試Low、Middle、High通道。

測試方法

1. 按Power Up將發射功率調到最大。
2. 在測試介面讀取Power的Peak值和Average值。

標準

1. \(P_{pk}<200mW(23dBm)\) & \(P_{AV}<100mW(20dBm)\)
2. 如果EUT的功率等級為1，\(P_{AV}>1mW(0dBm)\)
3. 如果EUT的功率等級為2，\(0.25mW(-6dBm)<P_{AV}<2.5mW(4dBm)\)
4. 如果EUT的功率等級為3，\(P_{AV}<1mW(0dBm)\)

3.1.2 功率控制

儀器配置

同3.1.1

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大，再按Power down逐漸降低EUT的輸出功率，並且每按一次就記錄一次Power的Average值，然後再根據記錄的平均功率計算出下降Step值。
2. 按Power up逐漸升高EUT的輸出功率，並且每按一次就記錄一次Power的Average值，然後再根據記錄的平均功率計算出上升Step值。

標準

1. \(2dB≤step\ size≤8dB\)
2. 對於功率等級為1的EUT，在最小功率臺階時應滿足\(P_{AV}<4dBm\)

3.1.3 頻譜範圍

儀器配置

同3.1.1

測試方法

1. 設定測試頻點為2402MHz，在Spectrum Frequency Range介面進行測試，記錄\(f_L\)和\(f_H\)值。
2. 設定測試頻點為2480MHz，在Spectrum Frequency Range介面進行測試，記錄\(f_L\)和\(f_H\)值。

標準：\(f_L\)、\(f_H\)應在2.4GHz~2.4835GHz範圍內。

3.1.4 20dB頻寬

儀器配置

同3.1.1

測試方法

1. 在Spectrum 20dB Bandwidth介面進行測量，記錄\(f_H-f_L\)。

標準

1. 如果\(P_{PK}≥0dBm\)，\(|f_H-f_L|<1.0MHz\)
2. 如果\(P_{PK}<0dBm\)，\(|f_H-f_L|<1.5MHz\)

3.1.5 鄰道功率

儀器配置

同3.1.1

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大。
2. 在Spectrum ACP介面進行測試，記錄\(P_{tx}\)的值。

標準

設定EUT的測試通道(最大功率)為M，相鄰通道為N，則：

1. 對於|M-N|=2，\(P_{tx}≤-20dBm\)
2. 對於|M-N|≥3，\(P_{tx}≤-40dBm\)

3.1.6 調製特性

儀器配置

1. 使EUT工作在環回(Loop back)測試模式，鏈路選擇非跳頻(不勾選Hopping)。
2. 設定Burst Type為BR，Pattern Type為11110000，Payload Length設定為最大byte。
3. 按照測試選擇對應的DH分組和Channel，通常DH分組需要遍歷測試DH1、DH3、DH5，Channel需要遍歷測試Low、Middle、High通道。

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大。
2. 在TX Measurement Modulation介面進行測試，記錄\(Freq\ Dev\ Δf1_{avg}\)。
3. 把Pattern Type設定為10101010模式，記錄\(Freq\ Dev\ Δf2_{avg}\)和\(Freq\ Dev\ Δf1_{max}\)。

標準

1. \(140KHz≤Δf1_{avg}≤175KHz\)
2. \(Δf1_{max}≥115KHz\)
3. \(\frac{Δf2_{avg}}{Δf1_{avg}}≥0.8\)

3.1.7 載波頻率準確度

儀器配置

1. 使EUT工作在環回(Loop back)測試模式，鏈路選擇跳頻(勾選hopping)。
2. 設定Burst Type為BR，Pattern Type為PRBS9，Payload Length設定為最大byte。
3. 按照測試選擇對應的DH分組和Channel，通常DH分組需要遍歷測試DH1、DH3、DH5，Channel需要遍歷測試Low、Middle、High通道。

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大。
2. 在TX Measurement Modulation介面測試，記錄Freq Accuracy的平均值。

標準：\(f_{TX}-75KHz<|f_0|<f_{TX}+75KHz\)(其中\(f_0\)為載波頻率；\(f_{TX}\)為測量通道標稱頻率)

3.1.8 載波頻率漂移

儀器配置

1. 使EUT工作在環回(Loop back)測試模式，鏈路選擇非跳頻(不勾選Hopping)。
2. 設定Pattern Type為10101010，Payload Length設定為最大byte。
3. 按照測試選擇對應的DH分組和Channel，通常DH分組需要遍歷測試DH1、DH3、DH5，Channel需要遍歷測試Low、Middle、High通道。

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大。
2. 在TX Measurement Modulation介面測試，記錄Freq Dift和Freq Dift Rate的平均值。

標準

1. 對於Freq Dift引數：
   DH1：\(–25< Freq Dift <25KHz\)
   DH3&DH5：\(–40< Freq Dift <40KHz\)
2. 對於Freq Dift Rate引數，需滿足\(＜20KHz/50us\)

3.1.9 接受靈敏度

儀器配置

同3.1.1

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大，開啟不理想發射機，勾選Dirty Tx，設定接收包數量為1000。
2. 在RX Quality介面設定CMW500的發射功率，開始測試，觀察丟包率是否≤0.1%，如果滿足要求，則以1dB為步進，逐漸降低發射功率，記錄丟包率≤0.1%的最小發射功率為接受靈敏度。

標準：\(Sen≤-70dBm\)

3.1.10 最大輸入電平

儀器配置

同3.1.1

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大，開啟不理想發射機，勾選Dirty Tx，設定接收包數量為1000。
2. 在RX Quality介面設定CMW500的發射功率，開始測試，觀察丟包率是否≤0.1%，如果滿足要求，則以1dB為步進，逐漸增大發射功率，記錄丟包率≤0.1%的最大發射功率為最大輸入電平。

標準： 最大接收電平\(≥-20dBm\)

3.2 EDR

3.2.1 輸出功率

儀器配置

1. 使EUT工作在環回(Loop back)測試模式，鏈路選擇非跳頻(不勾選Hopping)。
2. 設定Burst Type為EDR，Pattern Type為PRBS9，Payload Length設定為最大byte。
3. 按照測試選擇對應的DH分組和Channel，通常DH分組需要遍歷測試2-DH1、2-DH3、2-DH5、3-DH1、3-DH3、3-DH5，Channel需要遍歷測試Low、Middle、High通道。

測試方法

1. 逐次按Power Up將發射功率調到最大。
2. 在Power vs. time介面進行測試，記錄\(P_{DPSK}-P_{GFSK}\)的平均值。

標準： \(\left(P_{GFSK}-4dB\right)<P_{DPSK}<\left(P_{GFSK}+1dB\right)\)

3.2.2 載波頻率準確度和調製精準度

儀器配置

同3.2.1

測試方法

1. 逐次按Power Up將發射功率調到最大。
2. 在TX Measurement Modulation介面進行測試，記錄ω0、ωi、ωi+ω0、RMS DEVM、Peak DEVM、99% DEVM測量值。

標準

1. -75KHz≤ωi≤75KHz，for all packets
   -75KHz≤ωi+ω0≤75KHz，for all blocks
   -10KHz≤ω0≤10KHz，for all blocks
2. 對於EDR 2M，RMS DEVM≤0.2
   對於EDR 3M，RMS DEVM≤0.13
3. 對於EDR 2M，Peak DEVM≤0.35
   對於EDR 3M，Peak DEVM≤0.25
4. 對於EDR 2M，99% DEVM≤0.3
   對於EDR 3M，99% DEVM≤0.2

3.2.3 差分相位編碼準確度

儀器配置

同3.2.1

測試方法

1. 逐次按Power Up將發射功率調到最大。
2. 在Differencial Phase Encoding介面進行測試，記錄測量值。

標準： Packets with 0 Bit Errors≥99%

3.2.4 帶內雜散發射

儀器配置

同3.2.1

測試方法

1. 逐次按Power Up將發射功率調到最大。
2. 在Spectrum ACP介面進行測試，記錄測量值。

標準

設定EUT的測試通道(最大功率)為M，相鄰通道為N，則：

1. EDR帶內雜散功率必須比最大功率測量結果(離開載頻最大500kHz)低26dB
2. 對於|M-N|=2，\(P_{tx}≤-20dBm\)
3. 對於|M-N|≥3，\(P_{tx}≤-40dBm\)

3.2.5 接收靈敏度

儀器配置

同3.2.1

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大，開啟不理想發射機，勾選Dirty Tx，設定接收包數量為1000。
2. 在RX Quality介面設定CMW500的發射功率，開始測試，觀察丟包率是否≤0.01%，如果滿足要求，則以1dB為步進，逐漸降低發射功率，記錄丟包率≤0.01%的最小發射功率為接收靈敏度。

標準：\(Sen≤-60dBm\)

3.2.6 最大輸入電平

儀器配置

同3.2.1

測試方法

1. 按Power Up把發射功率調到最大，設定接收包數量為1000。
2. 在RX Quality介面設定CMW500的發射功率，開始測試，觀察丟包率是否≤0.1%，如果滿足要求，則以1dB為步進，逐漸增大發射功率，記錄丟包率≤0.1%的最大發射功率為最大輸入電平。

標準： 最大接收電平\(≥-20dBm\)

參考資料

1. CMW500操作面板及常用介面按鍵說明
2. Bluetooth Low Energy (V5.0) RF-Test for Internet of Things Applications
3. ROHED & SCHWARZ官網
4. 藍芽BR/EDR測試的測試指標及其測試方法