可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统的分析

林德丰+梁永贤

摘 要：本文介绍了可穿戴智能产品的市场的发展及现状，结合可穿戴智能产品的特点、规模来分析可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统的发展前景，重点介绍测试系统的组成，模块的选择，项目研究开发的内容、方法、技术路线。随着可穿戴智能产品的高速发展，该检验系统将起到不可缺少的作用。

关键词：可穿戴智能产品 蓝牙 WIFI

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）07（c）-0143-02

到2016年12月为止，世界上可穿戴智能产品的领域，预计将增长到80亿美元。可穿戴智能产品的知名企业已经开始布局，抢先占领市场。在当前之初的两到三年，这是不显眼的小规模市场，但在不久的三到五年内，这一领域将缔造出无法估计的价值。

预计到2018年将卖出不少于8500万台可穿戴智能产品设备，而2012年仅为900万。随着可穿戴智能产品设备多元化、多样化，会有越来越多的消费者接受可穿戴智能产品，这也让商家看到了机遇，这一领域也将为商家创造无法估计的财富。

随着可穿戴智能产品的高速发展，可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统的检测也将会迎来一场高速发展，可以预测可穿戴智能产品的检测前景一片光明。

1 目的意义

随着可穿戴智能产品的快速发展，参与的商家越来越多，但商品原料安全、个人信息问题、性能等方面还有待改善。目前，可穿戴智能设备行业正面临着“量有余而质不足”、“产品标准缺失”、“监管困难”的局面。面对这样的形势，筹建可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统，全面提升产业集群可穿戴智能产品企业的质量研发能力和产品安全水平，服务于可穿戴智能产品集群的打造，完善可穿戴智能产品的监管渠道，并推动可穿戴智能产品行业健康可持续发展，成为社会各界的迫切要求。

可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统的建立有利于解决可穿戴智能产品性能、安全等各方面的问题。

2 模块分析

（1）首先来看看蓝牙模块和wifi模块的标准

蓝牙：工作在ISM2.4GHz公共频段，使用的是FHSS方式，一般每秒钟跳变1600次，将83.5MHz的频带划分为79个频带信道，每个时刻只占1MHz的带宽。WIFI：使用的协议是802.11标准，大部分802.11采用2.4GHz的ISM频段，也有少数国家采用5GHz的ISM频段。

然后看看传输速率蓝牙：蓝牙4.0速率理论峰值是25Mbps，支持1Mbps数据传输速率下的超短数据包。现在802.11.ac最高是500 Mbit/s，据说未来的802.11.ad将达到Gbit/s的量级，当然主要针对10+m的范围（1km以内）。WIFI：802.11n理论速率最高可达600Mbps，而目前业界主流为300Mbps。

（2）再看看传输的距离

蓝牙：Bluetooth4.0傳输距离可以达到50m，传输范围100m。WIFI：802.11n路由器在空旷地带的传输距离可以达到300m。再看看成本：成本的话蓝牙远低于WIFI模块。

（3）最后看看功耗

蓝牙4.0仅使用了3个广播通道，每次广播时射频的开启时间也由传统的22.5ms减少到0.6～1.2ms。据测算，打开蓝牙初期电量消耗会增大20～30mA左右，

待机后恢复正常待机电流。蓝牙建立连接瞬间：70mA左右。大数据传输：110～130mA左右。

WI-FI则联盟表示，Wi-Fi直连设备可以支持WMM省电程序，可以将设备的供电时间延长15%～40%。不同国家的WIFI发射功率标准不同，国内标准是50MW。

所以可穿戴智能产品选择蓝牙或WIFI取决产品的分类和用途。

3 系统的组成

BT&WIFI独立成一套系统。后续可以共用WIFI系统中的频谱仪和模拟信号源，增加矢量信号源N5182B，并配置相应模拟基站，控制单元、滤波器组等，扩展GSM WCDMA LTE测试能力，GSM WCDMA LTE可另成一套系统。同时也方便后续能力拆分升级。

频谱仪：欧盟CE标准要求只需要配置到12.75GHz的测试能力，但北美FCC标准中传导杂散要求测试频率范围到主频的10倍频，最大到40GHz，考虑到5G WIFI以及LTE FCC测试，频谱仪选用40GHz高端频谱仪N9010A（Keysight），同时满足了EN300 328 v1.8.1对像素点的要求。

按EN300 328 V1.81.标准对功率测试的要求，使用4*4功率量侧探头U2021XA和数据采集单元U2531A（Keysight），符合标准要求的大于1M 采样率，RMS检波方式以及MIMO天线的功率同步采集要求，配合JS软件，实现功率的自动化测量。功率探头集成在JS0806-2控制箱内，降低额外增减线缆和射频接头带来的阻抗不匹配，降低系统不确定性。

矢量信号源采用Keysight 高端信号源N5182B，配合不同制式产品可以灵活选用不同模块。

模拟信号源重点考虑测试频率范围，WIFI 产品测试只需要配置到6GHz，但LTE产品需要配置到20GHz，频率范围不能通过升级达成，因此需要从应用的角度，配置该信号源的频率范围，本方案中，建议配置到20GHz，同时满足了WIFI GSMWCDMA LTE 测试要求。

WIFI测试采用非信令测试方式，不需要配置模拟基站；GSM WCDMA LTE 采用信令测试，需要配置一台模拟基站，本方案中模拟基站选用R&S CMW500，频率范围到6GHz，覆盖了LTE全频段，能支持LTE 2*2MIMO，并可扩展升级载波聚合CArelease10要求。

3 项目研究开发的内容、方法、技术路线

3.1 具体研究开发、开拓内容和重点解决方法、技术路线的难题

（1）组织相关技术人员对可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统进行分析，组织相关技术人员认真阅读并核对标准检验条款，及时跟进有关标准的发展情况，并根据相关要求提出要配置的设备。

（2）编制检测流程和检测规范。

（3）设备到位后，组织相关的培训工作，组织相关设备验收及标准认可评审工作。

3.2 项目的特色和创新之处

为了提高智能可穿戴产品行业的总体质量水平，服务经济、服务企业，我们以地方特色产业集群为依托，可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统。检验系统将成为专门从事可穿戴智能产品蓝牙&WIFI性能的检验，为政府部门和企业对智能可穿戴产品质量安全的监管和产业链相关企业发展提供强有力的技术保障，为智能可穿戴产品标准的完善提供有力的科研支撑，为智能可穿戴产品企业的生产、科研、信息收集和标准化工作提供一个高水平的检测服务平台，从而为智能可穿戴产品行业的快速健康发展发挥重要的作用。

3.3 要达到的技术、经济指标及社会、经济效益

鉴于可穿戴智能产品的高速发展，并即将进入爆发式快速增长期，可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统将服务于众多的可穿戴智能产品生产研发企业。该检验系统，采用先进检测技术，发展新的检测业务。

该检验系统还将为可穿戴智能产品生产企业提供公共检测平台，有效降低企业的研发成本。而且使得电子及电磁兼容在安防产品的检验能力可以得到较大幅度的提高，可以完成相关产品的国标、行标或性能标准的全项目检测。该项目的实施，将带来明显的经济和社会效益。

4 结语

随着可穿戴智能产品设备多元化、多样化，性能的提升和发展，可穿戴智能产品设备将进入鹏飞的发展和抢占市场份额的局面。可穿戴智能产品蓝牙&WIFI射频测试系统将起到不可缺少的作用。

参考文献

[1] 高晓清，汶晓勇，伍璇.ETSI EN300328新版本测试标准分析[J].黑龙江科技信息，2014（33）：77-78.

[2] ETSI EN 301 893 V1.8.1 （2015-03）endprint