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蓝牙认证指导书

概述

本指南介绍蓝牙产品开展 BQB 协议认证、BQB RF 认证和 PTS 认证时所需的认证流程、测试环境、参数配置、测试用例与日志检查方法。

认证流程

蓝牙系列芯片或产品,需要通过以下认证:

  • 蓝牙BQB(包括协议和RF)
  • 蓝牙PTS

完成蓝牙BQB和PTS认证测试项后,提供测试LOG给BQE审核,审核通过后BQE出具测试报告,向SIG提交申请,等待申请通过后,此款芯片在SIG上Listing成功,可以合法使用蓝牙标志和相关的权利。

芯片厂商的正式认证流程如图1所示。

图 1 芯片厂商的正式认证流程

**图 1** 芯片厂商的正式认证流程

预认证测试我们只需要搭建测试环境,在实验室进行测试即可。RF测试采用R&D的CBT进行RF测试。

图 2 认证流程图

**图 2** 认证流程图

根据 Bluetooth SIG Qualification Program Reference Document,蓝牙产品或芯片的正式认证流程包括五个阶段:在 Bluetooth SIG 在线工具中填写产品信息;指定一个已有 DN、QDID 或 DID 的 Design,或者创建新的 Design;新建或修改 Design 时根据 ICS 生成 Test Plan,并完成要求的测试、声明和报告;支付管理费用并取得 Receipt Number;提交资料,由 Bluetooth SIG 验证。验证通过后,产品进入 Qualified Product 数据库;如果本次创建了新的 Design,系统同时分配新的 DN。

BQB 协议认证

BQB协议认证环境

图1所示,蓝牙BQB认证环境由BQB认证仪、Bluetooth Ellisys analyzer、测试单板、PC组成。认证仪与测试单板之间可以通过增加衰减来调节功率。BQB认证仪主要是认证BT相关的用例,包括HCI/LMP/BB 3个方面的用例,为了保证认证环境,尽量在屏蔽房的环境下进行。

EllisysBluetoothQualifierInstaller认证仪由Ellisys认证仪和Ellisys空口分析仪两个设备组成。

协议认证用例以 Bluetooth SIG Qualification Workspace 根据产品的层配置、ICS/IXIT 和当前 TCRL 生成的 Test Plan 为准。HCI、LMP、BB 和 LL 表示测试层级,实际执行项不能仅根据本指南固定选择。认证流程及用例确定方式参见 Bluetooth Qualification Process Quick Start GuideTest Case Reference List(TCRL)

图 1 蓝牙BQB认证环境

**图 1** 蓝牙BQB认证环境

图1的居中为EllisysBluetoothQualifierInstaller,其中左方的为空口分析仪,空口分析仪详情图如图2所示。

图 2 空口分析仪详情图

**图 2** 空口分析仪详情图

现在SIG要求BT5.0及其以上版本必须同时检测并提供空口log,因此整套认证环境需要强制绑定一个空口分析仪。空口分析仪、认证仪和IUT设备三个设备之间通过功分器连接。

需要注意的是空口分析仪抓到的RSSI如果比较高,需要修改功率或者增加衰减,否则认证仪或空口分析仪任何一方收不到包,都会导致认证失败,所以认证仪配合的20dBm的衰减器。BQB认证步骤如下面章节所述。

认证前的测试准备

  1. 将蓝牙测试板运行起来,并下载好软件,使其能正常工作。
  2. 根据实际情况使用串口线将认证仪与便携机连接起来。

初始参数配置与用例选择

  1. 打开BQB软件EllisysBluetoothQualifierInstaller ,NEW新建测试工程;或者Open打开已有工程。
  2. 导入当前认证计划的ICS和配置文件。

    导入ICS文件

    导入IXIT文件

  3. 勾选需要认证的认证用例:如HCI、LMP、BB、LL层。

    勾选需要认证的认证用例:如HCI、LMP、BB、LL层

  4. 连接认证仪,单击“Start”,开始执行认证用例。

    连接认证仪,单击“Start”,开始执行认证用例

参数更新与复测设置

初始参数配置中已导入需要的参数;后续认证需要修改参数时,应重新生成 ICS 和 IXIT 文件。

用例复测次数选择:

用例复测次数选择

Retry次数代表当前用例自动复测次数。

测试LOG

BT协议认证测试结果和测试LOG是自动保存的,等到测试结束,单击“Generate Report”即可看到测试结果。

如下图框选位置可选择需要的执行结果导出。

如下图框选位置可选择需要的执行结果导出

如下图框选位置可以选择导入哪几条用例的执行结果以及导出路径。

如下图框选位置可以选择导入哪几条用例的执行结果以及导出路径

导出结果如下:

导出结果如下

在“Results.csv”文件中重点关注以下内容:

在“Results.csv”文件中重点关注以下内容

在“Traces”文件中是所有的认证用例与空口信息:

在“Traces”文件中是所有的认证用例与空口信息

BQB RF 认证

Bluetooth SIG认证测试中的RF测试包括如下三个项目测试用例:

  • 基本速率(BR: Basic Rate)
  • 增强速率(EDR: Enhanced Data Rate)
  • 低功耗(LE: Low Energy)

测试条件

BR/EDR正常测试条件

  • 正常测试条件:

    • 室温:+15℃~+35℃。
    • 湿度:20%~75%。
    • 供电电压:lead-acid电池(1.1×厂商定义标准电压),其余类电源由厂商定义。
  • 极端测试条件(BT5.0认证中不再需要做LE的极限环境测试):

    • 温度:0℃~+35℃以及厂商定义温度取大值。
    • 湿度:厂商定义。
    • 供电范围:

      -

      Min

      Max

      市电

      ≤0.9×220V

      ≥1.1×220V

      lead-acid电池

      ≤0.9×电池电压

      ≥1.3×电池电压

      Leclanché、碱性、锂电池

      ≤0.85×电池电压

      1.15×电池电压

      汞、镍镉电池

      最小值≤0.9×电池电压

      最大值≥1.15×电池电压

      其余类电源

      厂商定义

      厂商定义

说明: 这里的温湿度是法规的强制要求,一般厂商自定义的都会大于这个范围。

LE测试条件

  • 正常测试条件

    • 温度:厂商定义标准温度的±10℃温度区间。
    • 湿度:厂商定义。
    • 电压:厂商定义。
  • 极端测试条件(BT5.0认证中不再需要做LE的极限环境测试)

  • 温湿度:厂商定义。
  • 电压:参见BLE测试协议RF-PHY.TS.4.0.1的7.4.2章节:

    电压:参见BLE测试协议RF-PHY.TS.4.0.1的7.4.2章节

RF认证环境

蓝牙射频测试系统是7layers Group独立开发的一套Bluetooth SIG指定测试平台,由主控系统和专用蓝牙信令单元CMW、信令分析仪SA、高低频信号源SG、射频信号分配器SU和射频功率计PM等设备连接组成。设备连接图如图1图2所示。

图 1 蓝牙射频测试系统总体连接示意图

**图 1** 蓝牙射频测试系统总体连接示意图

图 2 蓝牙射频测试仪器互连示意图

**图 2** 蓝牙射频测试仪器互连示意图

准备DUT环境-可执行脚本

本节使用的批处理文件属于与 DUT 固件版本匹配的蓝牙认证脚本包。执行前需从正式交付渠道获取脚本包,完整解压后在脚本包目录内运行;脚本引用的镜像、调试桥工具和配置文件应保持原有相对路径。

信令测试模式

  1. 执行脚本“app_push.bat”,在命令框中看到文件正确push进DUT,并关闭此命令窗口。

    执行脚本“app\_push.bat”,在命令框中看到文件正确push进DUT,并关闭此命令窗口

  2. 执行脚本“bt_testmode.bat”。

    执行脚本“bt\_testmode.bat”

    当看到“step.2:press ENTER to end the test”不要按回车键,并保持命令窗口打开,不要关闭。

    当看到“step.2:press ENTER to end the test”不要按回车键,并保持命令窗口打开,不要关闭

    现在DUT已经进入信令测试模式,等待仪器的扫描连接,即可开始测试。当结束测试时,可以在命令框再执行ENTER关闭BT测试模式,或者直接重启DUT。

非信令测试模式

图 1 非信令测试脚本

**图 1** 非信令测试脚本

图1所示脚本分别对应高中低信道的非信令测试。以LE_TX_channel_0_LE_1M为例进行操作说明。

  1. 执行脚本“LE_TX_Channel_0_LE_1M.bat”。
  2. 当看到命令框提示“step.2:press ENTER to end the test”,不要点击回车。

    当看到命令框提示“step.2:press ENTER to end the test”,不要点击回车

    现在,DUT已经在CH0发射LE_1M信号。可以用仪器直接测试。当结束测试时,可以在命令框再执行ENTER关闭BT测试模式,或者直接重启DUT。

    如上图,如果需要测试其他信道,可执行对应的脚本实现。

RF认证用例

LE测试用例

以下用例标识和名称来自 Bluetooth SIG LE Radio Physical Layer Test Suite(RFPHY.TS.p23),其中发送机用例见第 4.6 节,接收机用例见第 4.7 节。用例是否适用由该规范的 Test Case Mapping Table、产品 ICS/IXIT 以及 Qualification Workspace 当前生成的 Test Plan 共同确定。

RFPHY/TRM/BV-01-C [Output power, 1 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-03-C [In-band emissions, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-05-C [Modulation Characteristics, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-06-C [Carrier frequency offset and drift, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-08-C [In-band emissions at 2 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-09-C [Stable Modulation Characteristics, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-10-C [Modulation Characteristics at 2 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-11-C [Stable Modulation Characteristics at 2 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-12-C [Carrier frequency offset and drift at 2 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-13-C [Modulation Characteristics, LE Coded (S=8)]

RFPHY/TRM/BV-14-C [Carrier frequency offset and drift, LE Coded (S=8)]

RFPHY/TRM/BV-18-C [Output power, Class 1, 1 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-19-C [Output power, 2 Ms/s]

RFPHY/TRM/BV-20-C [Output power, Class 1, 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-01-C [Receiver sensitivity, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-03-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-04-C [Blocking Performance, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-05-C [Intermodulation Performance, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-06-C [Maximum input signal level, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-07-C [PER Report Integrity, uncoded data at 1 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-08-C [Receiver sensitivity at 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-09-C [C/I and Receiver Selectivity Performance at 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-10-C [Blocking performance at 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-11-C [Intermodulation performance at 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-12-C [Maximum input signal level at 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-13-C [PER Report Integrity at 2 Ms/s]

RFPHY/RCV/BV-14-C [Receiver Sensitivity, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-15-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-16-C [Blocking Performance, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-17-C [Intermodulation Performance, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-18-C [Maximum input signal level, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-19-C [PER Report Integrity, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-20-C [Receiver sensitivity at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-21-C [C/I and Receiver Selectivity Performance at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-22-C [Blocking performance at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-23-C [Intermodulation performance at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-24-C [Maximum input signal level at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-25-C [PER Report Integrity at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-26-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=2)]

RFPHY/RCV/BV-27-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=8)]

RFPHY/RCV/BV-28-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=2)]

RFPHY/RCV/BV-29-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=8)]

RFPHY/RCV/BV-30-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=2)]

RFPHY/RCV/BV-31-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=8)]

RFPHY/RCV/BV-32-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=2), Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-33-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=8), Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-34-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=2), Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-35-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=8), Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-36-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=2), Stable Modulation Index]

RFPHY/RCV/BV-37-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=8), Stable Modulation Index]

BR/EDR测试用例

以下用例标识和名称来自 Bluetooth SIG BR/EDR Radio Physical Layer Test Suite(RF.TS.p36),其中发送机用例见第 4.5 节,接收机用例见第 4.6 节。实际适用项以 Qualification Workspace 根据当前 TCRL 生成的 Test Plan 为准。

RF/TRM/CA/BV-01-C (Output Power)。

RF/TRM/CA/BV-02-C (Power Density)。

RF/TRM/CA/BV-03-C (Power Control)。

RF/TRM/CA/BV-04-C (TX Output Spectrum – Frequency range)。

RF/TRM/CA/BV-05-C (TX Output Spectrum – 20 dB Bandwidth)。

RF/TRM/CA/BV-06-C (TX Output Spectrum – Adjacent channel power)。

RF/TRM/CA/BV-07-C (Modulation Characteristics)。

RF/TRM/CA/BV-08-C (Initial Carrier Frequency Tolerance)。

RF/TRM/CA/BV-09-C (Carrier Frequency Drift)。

RF/TRM/CA/BV-10-C (EDR Relative Transmit Power)。

RF/TRM/CA/BV-11-C (EDR Carrier Frequency Stability and Modulation Accuracy)。

RF/TRM/CA/BV-12-C (EDR Differential Phase Encoding)。

RF/TRM/CA/BV-13-C (EDR In-band Spurious Emissions)。

RF/TRM/CA/BV-14-C (Enhanced power control)。

RF/TRM/CA/BV-15-C (EDR Guard Time)。

RF/TRM/CA/BV-16-C (EDR Synchronization Sequence and Trailer)。

RF/RCV/CA/BV-01-C (Sensitivity – single slot packets)。

RF/RCV/CA/BV-02-C (Sensitivity - multi-slot packets)。

RF/RCV/CA/BV-03-C (C/I performance)。

RF/RCV/CA/BV-04-C (Blocking performance)。

RF/RCV/CA/BV-05-C (Intermodulation Performance) 。

RF/RCV/CA/BV-06-C (Maximum Input Level)。

RF/RCV/CA/BV-07-C (EDR Sensitivity)。

RF/RCV/CA/BV-08-C (EDR BER Floor Performance)。

RF/RCV/CA/BV-09-C (EDR C/I Performance)。

RF/RCV/CA/BV-10-C (EDR Maximum Input Level)。

LE历史用例标识

下列 TRM-LE/CA/...RCV-LE/CA/... 标识属于旧版命名。上述 RFPHY.TS.p23 的修订记录说明,规范后续进行了测试用例编号约定转换,并将用例名中的 TRM-LE/CARCV-LE/CA 分别调整为 TRMRCV。这些标识可用于核对旧测试记录;新认证项目应以 Qualification Workspace 当前 Test Plan 中的 RFPHY/... 标识为准。

TRM-LE/CA/BV-01-C [Output power]

TRM-LE/CA/BV-03-C [In-band emissions, uncoded data at 1Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-05-C [Modulation Characteristics, uncoded data at 1 Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-06-C [Carrier frequency offset and drift,uncoded data at 1 Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-08-C [In-band emissions at 2 Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-09-C [Stable Modulation Characteristics,uncoded data at 1 Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-10-C [Modulation Characteristics at 2 Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-11-C [Stable Modulation Characteristics at 2Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-12-C [Carrier frequency offset and drift at 2Ms/s]

TRM-LE/CA/BV-13-C [Modulation Characteristics, LE Coded (S=8)]

TRM-LE/CA/BV-14-C [Carrier frequency offset and drift, LE Coded (S=8)]

RCV-LE/CA/BV-01-C [Receiver sensitivity, uncoded data at 1Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-03-C [C/I and Receiver Selectivity Performance,uncoded data at 1 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-04-C [Blocking Performance, uncoded data at 1Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-05-C [Intermodulation Performance, uncoded data at 1 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-06-C [Maximum input signal level, uncoded data at 1 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-07-C [PER Report Integrity, uncoded data at 1Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-08-C [Receiver sensitivity at 2 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-09-C [C/I and Receiver Selectivity Performance at 2 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-10-C [Blocking performance at 2 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-11-C [Intermodulation performance at 2 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-12-C [Maximum input signal level at 2 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-13-C [PER Report Integrity at 2 Ms/s]

RCV-LE/CA/BV-14-C [Receiver Sensitivity, uncoded data at 1Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-15-C [C/I and Receiver Selectivity Performance,uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-16-C [Blocking Performance, uncoded data at 1Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-17-C [Intermodulation Performance, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-18-C [Maximum input signal level, uncoded data at 1 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-19-C [PER Report Integrity, uncoded data at 1Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-20-C [Receiver sensitivity at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-21-C [C/I and Receiver Selectivity Performance at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-22-C [Blocking performance at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-23-C [Intermodulation performance at 2 Ms/s,Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-24-C [Maximum input signal level at 2 Ms/s,Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-25-C [PER Report Integrity at 2 Ms/s, Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-26-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=2)]

RCV-LE/CA/BV-27-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=8)]

RCV-LE/CA/BV-28-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=2)]

RCV-LE/CA/BV-29-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=8)]

RCV-LE/CA/BV-30-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=2)]

RCV-LE/CA/BV-31-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=8)]

RCV-LE/CA/BV-32-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=2), Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-33-C [Receiver sensitivity, LE Coded (S=8), Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-34-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=2), Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-35-C [C/I and Receiver Selectivity Performance, LE Coded (S=8), Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-36-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=2), Stable Modulation Index]

RCV-LE/CA/BV-37-C [PER Report Integrity, LE Coded (S=8), Stable Modulation Index]

PTS 认证

PTS协议认证环境

图1所示,蓝牙PTS认证环境由PC(安装PTS软件工具)、PTS射频模块和被测对象组成。

图 1 PTS认证环境

**图 1** PTS认证环境

认证测试前的准备

  1. 登录Bluetooth Qualification Workspace创建项目。

    登录Bluetooth Qualification Workspace创建项目

    登录后,单击“Start the Bluetooth Qualification Process”创建一个项目,在“Product Details”页面填写项目信息。

  2. 选择TCRL Package版本。

    选择TCRL Package版本

  3. 填写对应Profiles支持选项。

    选择产品/芯片支持的Profiles,包括L2CAP、GAP、SDP、SM等;

    这一步由开发人员填写,其中涉及很多蓝牙协议的问题,PICS需争取一次性填写正确,如果要修改PICS,就要重新生成testplan进行测试。

    这一步由开发人员填写,其中涉及很多蓝牙协议的问题,PICS需争取一次性填写正确,如果要修改PICS,就要重新生成testplan进行测试

  4. 生成Test Plan。

    生成Test Plan

    Test Plan 是一个自动生成的 Excel 表格,里面列出了要测试的用例。并不是 PTS 中的每个用例都需要测试,部分用例互斥;实际测试范围由此步骤生成的 Test Plan 决定。Test Plan 的生成依据及 Qualification Workspace 操作流程参见 Bluetooth Qualification Process Quick Start Guide,当前使用的测试规范版本以 TCRL 为准。

开始测试

本地PTS测试工具中新建Workspace,导入网站生成的ICS文件。

按照 Test Plan 列出的测试用例逐项执行测试。

按照 Test Plan 列出的测试用例逐项执行测试

测试LOG

测试结束后,单击“Generate Report”即可看到测试结果。

如下图鼠标位置可选择需要的执行结果导出。

如下图鼠标位置可选择需要的执行结果导出

如下图框选位置可以选择导出哪几条用例的执行结果。

如下图框选位置可以选择导出哪几条用例的执行结果