基于CC254x开发板的低功耗蓝牙射频测试研究

摘要

蓝牙作为一种短距离无线通信技术已广泛应用于各类移动通信设备，蓝牙技术规范也从经典蓝牙（基本速率和增强数据速率）发展到现在的低功耗蓝牙，低功耗蓝牙具有极低的运行功耗和超长的待机时间。随着物联网技术的兴起，搭载了低功耗蓝牙的各类可穿戴设备越来越丰富。
　　为了保证不同厂家之间的蓝牙产品具有高度可靠的互操作性，蓝牙技术联盟制定了完备的蓝牙测试规范。任何一款蓝牙产品在进入市场前都要通过蓝牙技术联盟的资格认证，需要对其功能和性能进行测试。蓝牙的资格认证一般需要支付一定的费用且认证流程复杂、耗时久，因此，可利用第三方测试设备完成低功耗蓝牙产品的预认证测试，为产品研发节约时间、降低成本。蓝牙测试包括射频一致性、协议一致性、配置文件一致性和配置文件互操作性测试。射频一致性测试主要考察蓝牙射频物理层的性能，是其他一切测试的基础。低功耗蓝牙的射频特性与传统蓝牙略有区别，本文主要研究低功耗蓝牙的射频测试。
　　开发板具有成本低廉、资源丰富、方便调试等特点，因此经常用来进行产品的二次开发。本文主要基于德州仪器的单模低功耗蓝牙CC254x开发板，对低功耗蓝牙射频测试进行研究。大型蓝牙测试设备侧重协议一致性及互操作性测试，存在测试系统实现复杂、价格昂贵、应用效率不高等缺点，不适合一些企业进行产品开发。为此，本文论述了一种将小型测试仪器与开发板组成数据收发系统的测试方案，并根据低功耗蓝牙射频测试规范完成了CC254x开发板的射频测试。
　　本文首先介绍了低功耗蓝牙技术特点及体系结构，重点研究低功耗蓝牙的射频特性及直接测试模式；然后详细研究了低功耗蓝牙射频测试规范；之后分析了CC254x开发板低功耗蓝牙直接测试模式的实现方法，通过在软件层面上修改低功耗蓝牙协议栈应用层代码和硬件电路的连接使得开发板上电之后即进入测试模式；最后按照射频测试规范中的测试流程，通过串口调试助手发送相应测试命令，使用N9000A频谱信号分析仪及W9081A蓝牙测试组件完成低功耗蓝牙开发板的全部发射机测试项，使用单台N5182B信号发生器及运行在PC端的N7606B蓝牙测试软件完成低功耗蓝牙的部分接收机测试。低功耗蓝牙射频测试结果符合期望值且具有更高的稳定性和准确性，测试过程耗时较短。基于CC254x开发板的低功耗蓝牙射频测试方法和测试流程为其他研发和生产阶段的单模低功耗蓝牙产品的射频一致性测试提供了有效的参考和指导。

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第一章绪论

1.1论文研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3论文组织结构

第二章 低功耗蓝牙技术简介

2.1低功耗蓝牙技术特点

2.2低功耗蓝牙体系结构

2.3低功耗蓝牙射频特性

2.4低功耗蓝牙直接测试模式

第三章 低功耗蓝牙射频测试规范

3.1低功耗蓝牙射频测试整体结构

3.2发射机测试

3.3接收机测试

3.4参考信号及测试频率定义

第四章 CC254x开发板简介

4.1硬件资源介绍

4.2开发环境简介

4.3 TI 低功耗蓝牙协议栈简介

4.4直接测试模式实现

第五章 基于CC254x开发板的低功耗蓝牙射频测试

5.1低功耗蓝牙射频测试方案

5.2测试设备及软件介绍

5.3 CC254x开发板发射机测试

5.4 CC2541开发板接收机测试

第六章 论文总结

参考文献

致谢

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