BLE产品射频性能测试标准和常见误区总结

BLE作为手机的标配，也进而带动了周边设备的发展，像TWS耳机、智能手环、蓝牙鼠标等广泛应用在各个行业。

不同厂家设计的BLE产品能否兼容，其中非常重要的一个点就是互操作性。两个BLE设备间能够可靠稳定工作，一方面取决于应用层协议规范的兼容，还有一个特别重要的影响因素就是射频性能，包括发射功率、带内功率、调制一致性、载波频率偏移和漂移、带内杂散、发送频谱密度以及相位噪声等，其对用户的直观影响就是通讯距离短和是否掉线，进而影响用户体验。

因此在研发和生产过程中需要对在研产品的射频性能进行测试，以保证其无线指标符合蓝牙射频规范的要求。

同样对于恩智浦KW36和KW38系列BLE SOC而言，射频性能测试也是非常重要的步骤，AN12076详细阐述了KW3x的射频性能，但在工作中发现很多客户在使用过程中，总会有遇到很多误区，原因有三个：

• 首先其没有描述详细的测试系统的Setup (如需要下载的软件，测试仪器连接，测试模式选择，测试仪器参数设置等)，也没有详细文档描述每个测试项应该如何做配置(主要是因为测试项实在太多)；
• 其次AN12076中默认使用的测试设备是MXG Generator，而国内大部分客户使用的是CWM-270/500，前者采用的不是标准的HCI命令，所以如果没意识到这个点，就会导致通讯无法建立；
• 第三就是默认代码配置的测试pattern码流的速度太低，不满足测试机构的标准要求。

本文结合实际支持客户现场，对KW36进行RF测试所遇到的一些误区做些经验分享，方便快速解决问题。

在对KW36 BLE做RF测试之前，需要事先知道有哪些测试标准和测试项，以及每一个测试项的含义。

2.1 蓝牙执行标准：

• BQB：蓝牙产品在产品外观上标明蓝牙标志，必须通过BQB认证。
  它考察的是产品中的蓝牙是按照符合SIG规范设计出来的，保证蓝牙设备互联互通。
  主要是两个大项，一是射频性能，射频测试项目繁多，每个频道都要测，而且是高、低、常温下重复测试。二是profile，按照客户提交的profile列表来测试。

• CE: 无线产品进入欧洲市场的要求。主要考察2.4G频带的频谱调制性能以及对周围电磁环境的影响。

• FCC：无线产品进入美国市场都要求FCC的认可。主要考察的是无线设备对周围电磁环境的影响。

• IC/MIC：无线产品进入加拿大和日本市场的要求。

2.2 蓝牙执行测试项： 

接收：接收灵敏度(1500个包PER<30.8%), 相邻通道干扰Rejection，阻塞特性(接收机在除杂散响应或者邻道频率干扰信号下接收正常信号的能力), 最大输入电平, RX emission等。

下表是针对欧标和美标测试项的一个测试列表，包括测试项，测试标准以及PASS/NG的条件，具体每一项含义文中不再展开。

误区1：射频测试是硬件的活，为何还需要特定软件的配合?

软件工程师千辛万苦终于把蓝牙产品的软件设计好了，却被告知还要对产品进行射频性能测试，这时候软件工程师就会想这是硬件工程师该做的事，为什么最后SW工程师还要参与呢? 

答案是需要的，因为不同的测试项需要MCU工作在不同的模式下，需要在测试过程中不断切换装载的软件。

误区3：不同测试项应该下载哪个软件?

测试中对应使用的仪器和所需装载的代码笔者做了一个归类和总结，如下，需要在做该项测试时随时更改相应的芯片固件。

误区4：RX测试时CWM270无法和DUT板子建立连接

误区5：带内功率测试项的波形无法满足实验室要求

默认代码配置的测试pattern码流=125K，速度太低，波形如下图的左侧，中间有个凹槽，不满足测试标准要求，修改测试pattern码流=1M，波形如下图的右侧，可以看到中间的凹槽消失了。

该问题只在KW36上会有，KW38没有这个问题，因为两者的controller有差异，KW38的配置是正确的。

误区 6：描述每个测试项目应该选用哪一种配置选项不够具体

本文档简单总结了BLE RF射频测试需要遵循的一些标准规范，重点结合KW36 RF测试过程中客户遇到的误区进行了简单描述和讲解，避免重复踩坑。