蓝牙核心规范（V5.2）5.0-深入详解之无线电规范
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蓝牙设备在未授权的2.4GHz ISM波段运行。采用频跳收发器进行干扰和衰落对抗。
这里定义两种无线电调制模式：强制性模式（基本速率）和可选模式（增强数据速率）。在这两种模式下都采用了时分复工(TDD)模式。该规范定义了基本速率和增强数据速率模式的蓝牙无线电的要求。
定义需求有两个原因：
•提供系统中使用的无线电之间的兼容性
•定义系统的质量
1.频段和通道布置
蓝牙系统在2.4GHzISM波段运行。这个频带是2400-2483.5MHz。
射频信道间隔为1MHz，并按信道号k排序，如表1所示。
表1：工作频带
2.发射机特性
本节中规定的要求显示为在蓝牙设备的天线连接器上的功率水平。如果该设备没有连接器，则假设有一个具有0dB增益的参考天线。
由于辐射测量的测量精度困难，具有完整天线的系统应在射频鉴定测试期间提供一个临时天线连接器。
如果使用定向增益大于0dBi的发射天线，则应对发送到天线的功率电平进行补偿，以符合相关法规标准中的适用段落：EN300328、EN301489-17和FCC 第15部分。
蓝牙设备根据其最高的输出功率能力被分为三个电源类。
建议使用功率下限Pmin<-30dBm，但不是强制性的，可根据应用需要进行选择。
电源1级设备应支持接收到的电源控制请求。电源控制可用于将远程设备的传输功率限制在不超过+4dBm，以防止本地设备的接收器饱和。对于2类和3类设备，支持接收到的电源控制请求是可选的，但可用于优化功耗和降低使用蓝牙设备使用的相同频谱的所有设备的整体干扰水平。功率步长应形成单调序列，最大步长为8dB，最小步长为2dB。
第1类设备应支持处理电源控制请求，并应能够将其传输功率调整至4dBm或更少。一种支持改变其传输功率的设备控制在物理链路中的输出功率对从能够发送这些请求的对等设备接收到的LMP命令的响应。
在连接中，如果接收设备不支持发送功率控制消息所需的消息，输出功率不得超过第2类的最大输出功率。在这种情况下，发射装置应符合2类或3类装置的规则。
在任何给定的功率步长下，所有支持的分组类型的包头之间的传输功率级差不得超过10dB。
当与不支持增强功率控制的设备通信时，增强功率控制装置应对每个支持的调制方案具有相同数量的步长，以便所有支持的调制模式应同时达到其各自的最大（或最小）水平。功率等级根据调制模式可能会有所不同。
设备不得超过对设备拟销售或拟运行地点有管辖权的监管机构设定的最大允许传输功率水平。实施者应注意，在所有调制模式下，在特定规定下允许的最大发射功率电平可能并不相同。
2.1 基本速率
2.1.1 调制特性
调制是GFSK（高斯频率移位键控），具有带位周期积BT=0.5。调制指数应在0.28~0.35之间。二进制零用正频率偏差表示，二进制零用负频率偏差表示。符号正时值应小于±20ppm。
对于每个传输，对应1010序列的最小频率偏差Fmin=min{|Fmin+|，Fmin-}应不小于关于传输频率Ft的频率偏差(fd)的±80%，对应于00001111序列。
此外，最小频率偏差不得小于115kHz。所传输的数据的符号速率为1Msym/s。
过零误差是理论符号周期之间的时间差以及测量的穿越时间。这应小于符号周期的±1/8。
2.1.2 辐射发射
带内辐射发射应测量为在一个射频信道和在第二射频信道上接收的跳频无线电发射，这意味着合成器可以在接收和传输之间改变射频信道，但始终返回到同一传输射频信道。设备制造商负责在预期使用国的合规性。
2.1.2.1 带内辐射发射
在ISM频带内，发射机应通过频谱屏蔽，如表2。频谱应符合中的20 dB带宽定义FCC第15.247部分，并应进行相应测量。除了FCC要求相邻信道上的相邻信道功率存在差异在射频信道中定义了两个或更多。该相邻信道功率定义为1MHz带宽下的测量功率之和。传输功率应在100kHz带宽使用最大保持。设备应在射频信道M上传输，相邻的信道功率应在射频信道号N上测量。发射机应在整个试验过程中在有效载荷中传输一个伪随机数据模式。
表2：传输频谱掩码
如果输出功率小于0dBm，那么，在适当时，FCC的20dB相对要求超过了表2中所述的绝对相邻信道功率要求。
以1MHz的频率为中心，在三个1MHz宽度的频带中允许有例外。它们应符合规定的绝对值为-20dBm。
2.1.3 无线电频率耐受性
传输的初始中心频率应在±75kHz以内。初始频率精度被定义为在传输任何数据包信息之前的频率精度。
频率漂移要求不包括在±75 kHz范围内。
数据包内的表3中规定了对变送器中心频率漂移的限制。不同的数据包定义在基带规范中。
表3：数据包中允许的最大频率漂移
2.2 增强数据速率
增强数据速率模式的一个关键特征是在数据包内改变了调制模式。
3. 接收器特性
接收器的特性应使用环回技术进行测量，本章中提到的参考灵敏度水平为-70dBm。
3.1 基本速率
3.1.1 实际灵敏度水平
实际灵敏度级别定义为满足原始比特误码率(BER)为0.1%的输入级别。接收器的灵敏度应低于或等于-70dBm。
3.1.2 干扰性能
同频道及相邻1MHz和2MHz上的干扰性能应使用参考灵敏度上10 dB的所需信号进行测量
水平。对于所有其他射频通道上的干扰性能，需要的信号应高于参考灵敏度水平3 dB。如果干扰信号在2400-2483.5 MHz频带外，即频带外阻塞规范应适用。干扰信号应采用蓝牙调制。BER应为：≤0.1%表中列出的所有信号干扰比：
干扰性能
这些规范仅在标称温度条件下进行测试，设备在一个射频信道上接收并在第二射频信道上发射；这意味着合成器可以在接收和传输之间改变射频信道，但始终返回到同一接收射频信道。
不满足要求的射频通道称为伪响应射频通道。与所需信号距离≥2MHz的射频信道允许5个伪响应射频信道。在这些伪响应射频信道上，应满足松弛的干扰要求C/I=-17dB。
3.1.3 带外阻塞
带外抑制（或拒绝）应通过参考灵敏度水平3dB的信号测量。干扰信号应为一个连续的波信号。误码率应为≤0.1%。带外堵塞应满足以下要求：
允许24个例外，这依赖于给定的射频信道，其中心频率为1MHz的整数倍。对于这些假散响应频率中的至少19个，为了实现所需的误码率=0.1%的性能，允许有至少-50dBm的降低干扰水平，而对于最多5个假散频率，可以假定干扰水平任意较低。
3.1.4 交调特性
在以下条件下，应满足参考灵敏度性能，BER=为0.1%：
- 所需信号的频率应为f0，功率电平应高于参考灵敏度电平6dB。
- 静态正弦波信号的频率应为f1，功率级为-39dBm
- 蓝牙调制信号应为f2，功率电平为-39dBm。
频率f0、f1和f2的选择应为f0=2f1-f2和|f2-f1|=n*1MHz，其中n可以为3、4或5。该系统应至少满足三种替代方案中的一种（n=3、4或5） 。
3.1.5 最大可用级别
接收机运行的最大可用输入级别应大于-20dBm。在-20dBm输入功率时，误码率应小于或等于0.1%。
3.1.6 接收器信号强度指示器
如果设备支持接收信号强度指示器(RSSI)，则精度应为±6dB。
3.1.7 参考信号定义
蓝牙调制干扰信号应定义为：
- 调制=GFSK
- 调制指数=0.32±1%
- BT=0.5±1%
- 比特率=1Mb/s±1ppm
- 调制数据需要信号=PRBS9
- 调制数据干扰信号=PRBS15
- 频率精度优于±1ppm。
3.2 增强数据速率
3.2.1 实际灵敏度等级
实际灵敏度级别应定义为满足原始比特误码率(BER)为0.01%的输入级别。对蓝牙π/4-DQPSK和8DPSK增强数据速率接收器的要求的实际灵敏度应为-70dBm或更高。接收器应符合第3.2节中定义的增强数据速率发射器规范，达到-70dBm的灵敏度水平。
3.2.2 BER层性能
接收器在高于参考灵敏度水平10dB时的误码率应低于0.001%。
3.2.3 干扰性能
同频道和相邻1MHz和2MHz的干扰性能应使用高于基准10 dB的所需信号测量通道灵敏度水平。在所有其他频率上，所需信号应高于3 dB参考灵敏度水平。本节中的要求仅适用如果干扰源的频率在2400-2483.5 MHz频带内。
同频道干扰的干扰信号应进行类似调制作为所需的信号。其他通道的干扰信号应为相当于标称蓝牙基本速率GFSK发射机。干涉信号应携带随机数据。
下表中定义的信号干扰比应达到0.1%或更高。
这些规范仅在标称温度条件下进行测试，接收器有一次跳频；这意味着合成器可以在接收槽和发射槽之间改变频率，但总是返回到相同的接收频率
不满足要求的频率称为杂散响应频率。在与期望信号距离≥2MHz的频率下允许5个伪响应频率。在这些伪响应频率上，应满足π/4-DQPSK的C/I=-15dB和8DPSK的C/I=-10dB。
3.2.4 最大可用级别
接收机运行的最大可用输入级别应大于-20dBm。在-20dBm输入功率时，误码率应小于或等于0.1%。
3.2.5 带外特性和互调特性
基本速率的带外阻塞和互调要求确保了足够的增强数据速率性能，因此对增强数据速率没有具体的要求。
3.2.6 参考信号的定义
作为“需要”或“干扰信号”的2Mb/s蓝牙信号定义为：
- 调制=π/4-DQPSK
- 符号速率=1 Msym/s±1 ppm频率精度优于±1 ppm
- 所需信号的调制数据=PRBS9
- 干扰信号的调制数据=PRBS15
- 均方根差分误差矢量幅值<5%
- 数据包的GFSK和DPSK部分的平均功率应等于±1dB以内
作为“需要”或“干扰信号”的3Mb/s蓝牙信号定义为：
- 调制=8DPSK
- 符号速率=1 Msym/s±1 ppm频率精度优于±1 ppm
- 所需信号的调制数据=PRBS9
- 干扰信号的调制数据=PRBS15
- 均方根差分误差矢量幅值<5%
- 数据包GFSK和DPSK部分的平均功率应相等在±1分贝范围内
文章来源: xintiaobao.blog.csdn.net，作者：心跳包，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：xintiaobao.blog.csdn.net/article/details/120013715
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