【蓝牙Mesh】精品系列之十一——调制特性（下）

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根据蓝牙Core5.0，BLE采用的调制方式是GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying，高斯频移键控），BT（Bandwidth-Bit period Product,带宽位周期乘积）= 0.5。h(Modulation Index,调制指数) =[0.45,0.55]。 二进制1(binary one)应由正频率偏差表示，二进制0(binary zero)应由负频率偏差表示。BLE采用调制特性（Modulation Characteristics）中的11110000和10101010序列的频率偏移的峰值和均值来衡量其发射机调制性能。嗯哼,说（ting）人(bÙ)话(dŎng)？没关系，我们分7个部分来分别阐述，

上篇-基础部分，讲述以下内容：
        1、调制方式

2、FSK调制

3、调制指数h

4、高斯滤波器

下篇-进阶部分，讲述以下内容：

5、GFSK调制

6、[What]Modulation Characteristics是什么？

       7、[How]BLE怎么测试Modulation Characteristics？

5、GFSK调制

BLE采用GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying，高斯频移键控），GFSK就是在FSK之前加一个高斯滤波器。GFSK源于FSK，其基本思想是通过改变载波频率来携带调制输入符号。以2FSK为例，其输入符号为0和1，通过在输入0时将载波频率减小，在输入1时将载波频率增大，调制信号就携带了原始的数据信息。对于FSK而言，其输入的01序列（其中0被映射为-1）可以被看作方波，若在调制之前对该方波进行高斯滤波，用滤波结果进行频移键控，那我们就得到了GFSK。

GFSK调制的参数主要有两个：一个是Modulation Index h，其控制了载波相位的变化速度，进而控制了GFSK的频偏程度；另一个是Bandwidth-Bit period Product BT，其用于确定高斯滤波的具体参数。在BLE中，h取值为0.45~0.55，BT取值为0.5。FSK、高斯滤波、h、BT请参见前面1-4部分介绍。

6、[What]Modulation Characteristics是什么？

根据蓝牙Core5.0，BLE采用的调制方式是GFSK（Gaussian Frequency Shift Keying，高斯频移键控），BT（Bandwidth-Bit period Product,带宽位周期乘积）= 0.5。h(Modulation Index,调制指数) =[0.45,0.55]。 二进制1(binary one)应由正频率偏差表示，二进制0(binary zero)应由负频率偏差表示。BLE采用调制特性（Modulation Characteristics）中的11110000和10101010序列的频率偏移的峰值和均值来衡量其发射机调制性能是否符合蓝牙规范。

由前面提到的第三部分[调制指数h]，我们知道：f1avg =[225,275]kHz。其载荷类型为11110000。

对于每次传输的最小频率偏差，Fmin = min {| Fmin + | ，Fmin-}。

蓝牙规范还规定如下：

当以1Msym/s(Megasymbol per second，兆符号每秒）速率发送时，最小频率偏差绝不应小于185 kHz，当以2Mbps速率发送时，最小频率偏差绝不应小于370 kHz。

所以我们知道了另一项标准：f2max ≥185kHz，其载荷类型为10101010。

7、[How]BLE怎么测试Modulation Characteristics？

测试标准：《RF-PHY.TS.4.2.2》-TP/TRM-LE/CA/BV-05-C [Modulation Characteristics]

测试仪器：推荐Rhode and Schwarz-CMW270/500或者CBT；Anritsu -MT8852B；Keysight-N4010；

测试步骤简介：

1、50Ω射频馈线连接被测设备（DUT:Device Under Test）和测试仪器（传导测试）；

2、配置DUT发出最大输出功率、11110000数据格式，关闭Whitening和Frequency hopping，低、中、高频率测试（fTX=2402MHz、2440MHz、2480MHz），设置线损，记录所有的∆f1max的平均值为∆f1avg；

3、配置DUT发出最大输出功率、10101010数据格式，关闭Whitening和Frequency hopping，低、中、高频率测试（fTX=2402MHz、2440MHz、2480MHz），设置线损，记录所有的∆f2max的平均值为∆f2avg；

评估标准：

1、∆f1avg =[225,275]kHz；

2、在至少99.9%以上的∆f2max中，∆f2max ≥185kHz；

3、∆f2avg/∆f1avg≥0.8;

备注：为了补偿单个样本的统计分布，评估标准是适用于99.9％的样本值。