蓝牙 Bluetooth4.0 低功耗 BTLE 在 TC-3000C 的测试

1． BTLE 概念：

蓝牙低功耗(Bluetooth low energy)BTLE(或 BLE)是 Bluetooth v4.0 的一项关键功能，将再次重新定义

蓝牙技术的使用方式。蓝牙低功耗延续“传统”蓝牙技术的精神，包括低成本、短距离、可互操作，工作

在免许可的 2.4GHz  ISM 射频频段，同时增加了创新的超低功耗运作 模式，提供多种新 类型的使用

和应用可能性。

2． 蓝牙低能耗技术的特性：

蓝牙低能耗技术的三大特性成就了超低功耗性能，这 三大特 性分别是化的待机时间、快速连

接和低峰值的发送/接收功耗。

3． 待机时间区别：

蓝牙单模器件是蓝牙规范中新出现的一种只支持蓝牙低能耗技术的 芯片。单模芯片可以用单节钮

扣电池（如 3V、220mAh 的 CR2032）工作很长时间（几个月甚至几年）。相反，标准蓝牙技术（和蓝牙

低能耗双模器件）通常要求使用至少两节 AAA 电池（电量是钮扣电池的 10 至 12 倍，可以容忍高得多

的峰值电流），并且更多情况下多只能工作几天或几周的时间（取决于具体应用 ）。

4． 连接技术的区别：

标准蓝牙 技术是一种“面向连接”的无线技术，具有固定的连接时间间隔，是移动电话连接无线耳 机

等高活动连接 的理想之选。相反，蓝牙低能耗技术采用可变连接时间间隔，这个间隔根据具体应用可以

设置为几毫秒 到几秒不等。

另外，因为 BLE 技术采用非常快速的连接方式，因此平时可以处于“非连接”状态（节省能源）， 此

时链路两端相互间只是知晓对方 ，只有在必要时才开启链路，然后在尽可能短的时间内关闭链路。

5． BTLE 特点和优势：

低耗能蓝牙技术继承传统 蓝牙技术（ 4.0 前版本统称蓝牙）的跳频技术等优点，并采用高效率的发

现机制、少的数据频道和宽频道间隔、引入广播数据包、快速建立连接、引入数据位、低工作电流和

超低睡眠电流等技术实现更低功耗、更小代码空间、更低成本的目标。举例说明如下：

高效率的发现机制：低耗能蓝牙技只用 3 个 信道做广播信道，允许毫秒级快速建立连接，效率远

高于传统蓝牙的 32 个信道方式。

少的数据频道和宽频道间隔：传统蓝牙有 79 个数据信道，频道间隔是 1MHz；低耗能蓝牙有 40 个

数据信道，频 道间隔是 2MHz。

低工作电流和超低睡眠电流：传统蓝牙的工作峰值电流一般是 35mA，睡眠状态电流是 0.01mA。而

低耗能蓝牙的工作峰值电流是小于 15mA，睡眠状态电流是 0.004mA。

限制峰值功耗：蓝牙低 能耗技术还能通过 两种其它方式限制峰值功耗：采用更加“宽松的”射频参数

以及发送很短的数据包。两 种技术都使用高斯频移键控(GFSK)调制，但蓝牙低能耗技术使用的调制指数

是 0.5，而标准蓝 牙技术是 0.35。0.5 的指数接近高斯频移键控(GMSK)方案，可以 降低无线设备的

功耗要求。                                                                     北京联华行

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6． BTLE 工作模式：

BTLE 技术的工作模式非常适合用于从微型无线传感器（每半秒交换数据）或使用完全异步通信

的遥控器等其它外设 传送数据。这些设备发送的数据量非常少（通常几个字节），而且发送次数也很 少

（例如每秒几 次到每分钟，甚至更少）。

7． BTLE 前景：

国际蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）新制定了蓝牙 4.0 标准，以 推动蓝牙第二波发 展浪潮。新标 准

显著的变化就是低耗能蓝牙技术，不仅可以将蓝牙设备的待机时间从 3-4 天延长到 1 年之久，而且可

以将蓝牙从待机到工作的几秒时间缩短到 3 毫秒，另外优化的协议 设计大大扩展了应 用的灵活性，为

蓝牙打开了全新的应用市场。低耗能蓝牙技术将成为物联网实现近距离无线通信的主 要技术 之一，助

力物联网创新应用。

低耗能蓝牙具有抗干扰能 力更强、数据发送更快、工作效率更高、可与手机/计算 机连接等优势，

具有无可比拟的技术和市场优势，特别适用于近距离、小数据量、非频 繁操作 的应用场景，如医疗、

健身监视器、腕式设备/手表、家电遥控器、玩具、手机、计算机及附件、工业自动化、电子游戏等 。

8． 蓝牙 4.0 应用前景：

蓝牙 4.0 实现传统蓝牙、低耗能蓝牙和高速蓝牙的融合，支持双模式和单模式两种应用方式。双模

式是将低耗能蓝牙功能和传统蓝牙(2.1+EDR/3.0+HS)功能的集成，对应“Bluetooth Smart Ready”商标，可

用于手机、平板电脑、个人电脑及电视机等；单模式仅支持低耗能蓝牙技术，对应“Bluetooth Smart”商

标，面向高度集成、紧凑的设备，可用于心率监测仪、计步器等使用纽扣式电池、收集特定信息的感

应器类电子设备。

目前 iPhone 4S、iPad 3、MacBook Air、Moto Droid Raz r 等产品已支持蓝牙 4.0，Intel、 微软也将在

其新产品中增加对蓝牙 4.0 的支持。蓝牙 4.0 设备和应用将趋于快速增长。ABI 研究公司近预测，2 014

年全球市场上将会增加 25 亿套低功耗蓝牙设备。         联华行

二、TC-3000C 上升级 BTLE

升级 BTLE 前用户要提前告知 TC-3000C 的序列号。

TC-3000C 升级 BTLE 的步骤与升级固件的步骤相同，分以下几步：

1．文件准备：

将升级文件 upgrade3000c.tgz 拷贝到 USB 接口的 U 盘的根目录下，把 U 盘插入 TC-3000C。

2．升级：

在  Configuration /Network / F8/F8/F3/选  Usb Memory/按确定/按提示操作即可。

3．验证：

升级后，在  Con figuration / Peripherals / System Info / Version  中可查看到的版本号。

升级完成。                                                               联华行

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三、TC-3000C 对 BTLE 测量的支持

TC-3000C 对 BTLE 提供了很多测量项的支持，使用户能生产出符合蓝牙 4.0 标准的产品。

1.   一致性测试：

TC-3000C 为基本速率提供 12 项测试项，为 EDR 提供 8 项测试项，为 BTLE 提供了 7 项

测试项

2.   RF 测试图形中为 BTLE 提供以下图形显示：

1)   频谱分析（Spectrum）；

2)   调制模式（Modulation）；

3)   时域分析（Power-Time）；

4)   包误码率（PER）；

3.   TC-3000C 的 BTLE 测试项：

1)   输出功率（LE Output Power）；

2)   带内辐射（LE In-band Emissions）；

3)   调制特性（LE Modulation Characteristics）；

4)   载波频率偏移和漂移（LE Carrier Frequency Offset and Drift）；

5)   接收灵敏度（LE Receiver Sensitivity）；

6)   输入信号（LE Maximum Input Signal Level）；

7)   包误码率完整报告（LE PER Report Integrity）；                  北京联华行