作者：Yoshihide Goto, Akihisa Kumaki, Takashi Nakano | Anritsu
一、介绍
蓝牙技术被广泛用于短距离无线设备上，例如耳机、音箱、智能手表等。自从1998年制定了第一个标准以来，蓝牙应用范围就不断扩大，不仅包括数据传输，还开发出距离检测、测向等应用。
当前蓝牙技术的应用变得更广泛，而且围绕连接测试和认证测试也发展到了一个大型生态系统，以确保蓝牙设备之间的出色互连。安立公司于1999年成为蓝牙联盟成员，并从那时起积极参与新标准的引入和互连测试。MT8852B蓝牙测试仪（以下简称MT8852B）是基于这些活动获得的经验而开发的，是确保蓝牙硬件性能的射频测试环境中不可替代的工具，它既可用于评估正在开发的产品，也可用于产品的生产制造中。
MT8852B具有在射频测试中控制蓝牙设备的功能，是配置独立测量环境的理想选择。本文的第二部分将重点介绍其在蓝牙测向的新功能。
二、蓝牙低功耗的演进
第一个蓝牙标准涵盖了针对电话耳机这类设备的基本速率（BR），速率为1 Mbps，随后扩展为增强型数据速率（EDR），支持更快的数据速率（2和3 Mbps），以满足例如音乐传输这样需要支持更高的速率的应用。随后发布蓝牙低功耗 BLE（1 Mbps）标准，以降低其功耗延长电池，而不像例如移动手机和无线LAN在内的无线系统的目的是为了更高的速率。
2.1 什么是蓝牙低功耗
与BR和EDR规范相比，蓝牙低功耗规范进行了简化，旨在通过采用灵活控制通信时序的配置来降低功耗。因此，温度传感器等远程设备仅使用一个小的纽扣电池即可运行数年。此外，增加同时连接的设备来支持mesh网络聚合。
2.2 蓝牙低功耗在物理层的优势
蓝牙低功耗物理层标准使用与基本速率相同的GFSK调制方法，其主要目标是扩展物理层相关功能，同时最大限度地减少硬件修改。表1列出部分蓝牙低功耗物理层规范和特点。
表 1 蓝牙标准的物理层特点
对于不同的低功耗标准还有不同的物理层数据包格式，如图1所示。
图 1 低功耗物理层数据包格式
2LE标准将传输速率从 1 Mbps提高到 2 Mbps，同时沿用BLE数据包格式，不包括Preamble。但是，Preamble长度的比特数翻倍到2个八位字节，为的是与时间长度一样，确保检测到物理层的类型。
LE标准是将数据编码到2倍长度或8倍长度（不包括Preamble）来获得编码增益，以实现更远距离传输。这里的Preamble要比BLE下的Preamble长10倍，以确保在低电量下也能维持同步。
测向（Direction Finding）在正常的BLE和2LE数据包的末尾附加一个称为恒定音调扩展的连续信号（通过相对于载波频率+1MHz上发送连续位1的未调制信号）。（图 2 所示）
图 2 恒音扩展（CTE）结构
2.3 测向
蓝牙的测向是通过Tx或Rx天线阵列中的一个和其他单天线的组合来实现的。当发送（或接收）恒定音调扩展时，在天线阵列的一侧将使用时间共享。天线以恒定的时间间隔依次切换。（图 6 和 7 所示）
单天线侧仅使用传统的物理层来发送或接收信号，通过使用原始未修改的硬件来帮助降低成本。此外，通过在多个位置进行测向可以实现室内位置检测等技术。
测向架构
