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蓝牙技术

蓝牙设备测试方案


蓝牙设备测试时进行蓝牙产品技术规范基础上的测试,包括互操作性测试、一致性测试等。蓝牙设备测试应先进行测试方案的制定,然后进行协议一致性、底层硬件模块、协同性测试等操作。

一、蓝牙的测试模式阐述

进行蓝牙设备的测试,是为了保证优秀用户的最终体验,实现蓝牙设备的最优功能,对蓝牙设备中的子系统和元器件进行校准以及性能进行检验,检验主要的环境并筛查出有瑕疵的材料,以保证蓝牙设备的质量。

根据蓝牙技术规范,分别进行应用规范定义和协议的测试模式的制定,如串口仿真协议、服务发现协议等。针对特定的阴公模式对各个功能元素设定运转协同机制下各层协议,将整个蓝牙协议体系分为中间、底层、高端三个层次的划分,分别为底层的硬件模块、中间协议层的软件模块以及高端的应用。

其中中间协议层包括了适应协议和逻辑链路控制,底层硬件部分包括了基带、链路管理层和无线跳频,高端层包含了电话通信协议、串仿真协议、服务发现协议组成的应用框架。底层硬件模块功能的测试尤其重要,主要是通过无线基带层的兼容性测试,建立测试模式完成。

蓝牙设备测试模块,包含测试设备和被测试设备,构建了微微网,测试过程通过主设备进行完全控制,设备可以采用DUT作为蓝牙发送和接收的设备,使用附加的测量设备TESTER作为系统组成。测试流程为:对独立波特率进行初始化,点击开始,中断开串口,接收数据,开始执行测试蓝牙设备的命令。如图1所示。

图1 蓝牙测试模块示意图


测试中,使用无线接口在本地执行激活操作,软件运行无线接口,硬件负责激活操作。命令DUT在执行激活操作的时候,TESTER进入测试模式,发出链路管理协议指令,激活指令接收到之后,进入测试模式,DUT返回完成所有标准操作。对于未完成的LMP-AC-CEPTED激活指令,可使用软件接口继续执行激活操作,直到建立与TESTER的连接之后,方可通过DUT进行寻呼扫描和查询扫描。

使用LMP指令进行控制接口的控制操作之后,测试通过,此时DUT已经不进行标准化管理,但是硬件接口依然存在,蓝牙设备可以不在测试模式下进行指令的决绝。返回LMP-NOT-ACCEPTED指令之后,DUT进入测试模式,在接收到控制指令之后,允许出现LMP指令和处理功率控制,采用标准程序进行测试,过程中功率可以调试,可以通过退出测试模式,将指令设置在方案中,促使DUT脱离测试模块。

蓝牙设备的测试方案包括发送端的POLL分组、TESTER组成的微微网定时周期性的发送、在DUT单元进行发送端的测试以及测试分组,作为主单元进行工作,测试设备执行发送操作采用TX时隙,将POLL分组控制指令进行操作,后面TX时隙进行单元的操作,启动发送命令之后,单元可以通过单元轮进行间隔的预先定义,设定为固定值,使得正在测试的设备能够定时进行数据的发送。

伪随机序列,指的是移位寄存器使用统一的序列作为传输分组的随机序列,较长的零序列为8,序列成为511位。递减的跳频序列采用完整的快速无线测试,在频率范围内执行五种时序跳频,信道分别是0,23,46,79,95。位模式以伪随机码的形式进行发送和停止,从序列1开始,交替1010,交替1111,0000,1111,0000,序列也可以从0开始。频率的选择包括欧美跳频、日本跳频、西班牙跳频、法国跳频,进行递减跳频。

测试包的格式使用前向纠错码进行分组,包括AUX1。HV3、DH1、3、5。分为有效负载长度格式,分组格式等。在进行测试模式发送的时候,TESTER通过适当的设置定义了有效负载长度,传输参数的控制符合基带规范要求,可以进行测试发送。

不同频率设置之间的切换,在收到新的频段消息后,DUT收到消息之后,开始进行切换。

功率的控制,使用常规的LMP指令,对自适应的功率进行测试和控制,采用醉倒功率进行传输,随着收到的指令,增加或者减少功率。

对被测设备经过解码,在下一个TX时隙之间采用常规的基带分组的方式进行传输,TX时隙回送的测试中进行有效的载荷,发回启用或者停止伪随机序列码,使用相同的分组者后在测试设备中加噪。

如果分组中包含了测试模式控制信息,那么在忽略其他LMP指令的时候,该指令将不被执行,也不会返回到其他分组中。允许在前向纠错处理测试中,采用纠错码FEC进行编码和解码。测试设备的分组采用误码率进行前向纠错测试。

在CRC失效的情况下,采用有效负载的方式,进行分组,携带CRC的分组可以由有效负载进行返回。如果头校验失败,则ARON可以通过使用含有ARQN位的NULL分组,返回NAK,如果没有检测同步头,则可不应答。

图2 蓝牙测试设备


二、蓝牙测试控制接口

蓝牙技术规范包括应用框架和核心协议两个文件,前者规定了蓝牙的各层通信协议的定义,后者对协议实现的产品应用进行了规定。

所有的蓝牙部件采用一致性测试协议进行测试,外设产品中对被测对象的协议进行测试,高层设备UT实现底层的功能之后,通过测试将协议进行验证并用来实现。为了避免每个被测对象和测试系统由于不同的情况发生变化,可以采用标准控制接口强制性测试的方法,对测试设备进行访问,并采用统一测试高层接口的方式,使用制造商统一供应的IUT适配器进行硬件和软件的运行。

在基带层、逻辑链路控制和适配协议接口以及链路管理层协议的验证中,采用的测试设备和SUT之间的接口包括:TCI-L2CAP接口,这一接口可以通过SUT进行验证后使用,事件和命令均可以通过服务接口进行定义,该接口可以转换为与命令和HCI事件相同格式的报文。TCI接口用于主机控制接口,通过链路管理层和链路控制层的验证,作为测试系统的接口使用,测试系统通过发送HCI事件访问命令和HCI命令,实现与高层的事件访问。采用的测试设备位于传输层通道中,包括物理通道、软件通道,由于制造商负责进行软件的操作,向设备发送数据。

三、蓝牙协议栈一致性测试

该测试通过与协议的内在形式,实现与实体的检查和给定。内在规范是相互一致的,通过规范的描述和输出形式的检测之后,方可进行测试。

L2CAP一致性测试的结构,包括了一致性测试系统、测试控制软件和被测对象三个组成部分。执行测试系统通过蓝牙装置中的测试控制接口进行对接,测试控制软件对被测对象中的蓝牙发射装置进行空中接口。TCI的推荐物理传输层是HCI的指定传输层,包括RS232、UART以及USB。测试系统对被测对象进行L2CAP的系统命令的发送,被测对象接收到命令之后,测试系统的高层通过物理总线驱动程序和L2CAP驱动程序进行驱动,底层的被测对象经过处理后实行L2CAP数据的分组。

测试控制软件包括了L2CAP固件、适配器和物理总线三个组成部分。测试控制软件是通过接口进行适配,测试控制软件中的数据采用物理总线发送的方式,达到测试系统的高层之后,进行数据的接收,固件对数据进行编码和解码。适配器中的接口进行IUT的适配,最后根据蓝牙主协议的软件实现对被测对象的测试。

总结

随着信息技术的飞速发展,新型的智能终端,融合了计算和通信,以智能终端、智能手机为代表的新型设备逐渐代替了传统的台式计算机和笔记本,体积更小,功耗更低,并具有多种通信手段,如蓝牙技术,进行信息的交互。作为主要的短距离低功耗的无线通信技术之一,蓝牙技术在传递领域和信息交换领域得到了广泛的应用,成为目前无线通信的前沿技术,进行蓝牙测试方案的设计的目的,是实现移动设备和固定设备之间的无线连接,并达到低成本、简单构建目标。本文通过对蓝牙协议的一致性测试方法和蓝牙设备的测试模式的阐述,系统地分析了蓝牙测试方案的实施过程。

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