Radio Bluetooth
Portée
Les périphériques Bluetooth opèrent dans la bande de fréquences ISM 2,4 GHz dont l'exploitation ne nécessite pas de licence. Un émetteur-récepteur à sauts de fréquence est appliqué pour lutter contre les interférences et l'évanouissement.
Deux modes de modulation sont définis : un mode obligatoire, appelé débit de base, qui utilise une modulation de fréquence binaire profilée afin de minimiser la complexité de l'émetteur-récepteur ; et un mode optionnel, appelé débit de données rehaussé, qui utilise une modulation PSK (Phase Shift Keying) et comporte deux variantes, π/4-DQPSK et 8DPSK. Le débit en symbole de tous les schémas de modulation est de 1 Ms/s. Le débit de données brut est de 1 Mbit/s pour le débit de base, 2 Mbits/s pour le débit de données rehaussé utilisant la variante π/4-DQPSK et 3 Mbits/s pour le débit de données rehaussé utilisant la variante 8DPSK.
Pour la transmission en duplex intégral, un duplexage à répartition dans le temps (TDD) est utilisé dans les deux modes. Cette spécification définit les exigences relatives à une radio Bluetooth pour le débit de base et le débit de données rehaussé.
Bandes de fréquences et réglage de canaux
Le système Bluetooth opère dans la bande de fréquences ISM 2,4 GHz. Cette bande de fréquences est comprise entre 2 400 et 2 483,5 MHz.
Les 79 canaux RF sont numérotés de 0 à 78 et séparés par 1 MHz en commençant par 2 402 GHz.
| Plage réglementaire |
Canaux RF |
| 2 400 - 2 483,5 GHz |
f=+k MHz, k=0,…,78 |
Afin de respecter la réglementation hors-bande dans chaque comté, une bande de garde est mise en place aux extrémités inférieure et supérieure de la bande.
| Bande de garde inférieure |
Bande de garde supérieure |
| 2 MHz |
3,5 MHz |
Caractéristique de l'émetteur
Classe
de puissance |
Puissance
maximale en sortie (Pmax) |
Puissance
nominale en sortie |
Puissance
minimale en sortie* |
Contrôle de puissance |
| 1 |
100 mW (20 dBm) |
N/A |
1 mW (0 dBm) |
Pmin < +4 dBm à Pmax
En option : Pmin** à Pmax |
| 2 |
2,5 mW (4 dBm) |
1 mW (0 dBm) |
0,25 mW (-6 dBm) |
En option :
Pmin** à Pmax |
| 3 |
1 mW (0 dBm) |
N/A |
N/A |
En option :
Pmin2** à Pmax |
1. * Puissance minimale en sortie en configuration de puissance maximale.
** La limite de puissance inférieure Pmin < -30 dBm est suggérée mais n'est pas obligatoire, et peut être choisie en fonction des besoins d'application.
Les périphériques qui appartiennent à la classe de puissance 1 mettent en œuvre le contrôle de puissance. Le contrôle de puissance est utilisé pour maintenir la puissance d'émission au-dessus de +4 dBm. Le contrôle de puissance situé en dessous de +4 dBm est en option et peut être utilisé pour optimiser la consommation d'énergie et le niveau d'interférence général.
Les périphériques équipés d'une fonction de contrôle de puissance optimisent la puissance de sortie dans le cadre d'une liaison physique avec des commandes LMP (cf. protocole LMP). Ceci est rendu possible en mesurant la puissance reçue d'un signal radio et en le signalant si la puissance de transmission doit être augmentée ou diminuée, dans la mesure du possible.
Caractéristiques de la modulation
La modulation est de type GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) avec une période en bits de bande dont le produit BT = 0,5.
Émissions parasites
Les émissions parasites dans la bande passante doivent être mesurées avec une radio de saut de fréquence émettant sur un canal de radiofréquence et recevant un deuxième canal de radiofréquence. Cela signifie que le synthétiseur peut modifier les canaux de radiofréquence entre la réception et l'émission, mais revient toujours au même canal de radiofréquence d'émission. Aucune référence aux émissions parasites hors bande ISM ne sera mentionnée dans ce document. Le fabricant de l'équipement est responsable de la conformité dans le pays d'utilisation visé.
Tolérance de radiofréquence
La fréquence du centre initial émise doit être de ±75 kHz de Fc.
Débit de données rehaussé
Une des caractéristiques clés du mode de débit de données rehaussé réside dans le changement de schéma de modulation à l'intérieur du paquet. Le code d'accès et l'en-tête du paquet, tels que définis dans le tableau 6.1 de la spécification de bande de base, sont transmis à un débit de base de 1 Mbit/s en schéma de modulation GFSK, tandis que la séquence de synchronisation, les données utiles et la séquence de queue de bande qui suivent sont transmises par le biais du schéma de modulation PSK en débit de données rehaussé.
Caractéristique de la modulation EDR
Le schéma de modulation GFSK en débit de base est utilisé durant la transmission du code d'accès et de l'en-tête du paquet. Une modulation de type PSK avec un débit de données de 2 Mbits/s ou, en option, de 3 Mbits/s est utilisée durant la transmission de la séquence de synchronisation, des données utiles et de la séquence de queue de bande.
Caractéristiques du récepteur
Niveau de sensibilité
Le niveau réel de sensibilité se définit comme le niveau d'entrée dont le taux d'erreur de bit brut (BER) est égal à 0,1 %. La sensibilité du récepteur doit être inférieure ou égale à -70 dBm avec tous les émetteurs Bluetooth.
Interférences
Pour les interférences sur le canal commun et les canaux adjacents de 1 et 2 MHz, le signal souhaité doit être de 10 dB au-dessus du niveau de sensibilité de référence. Pour les interférences de tous les autres canaux de radiofréquence, le signal souhaité doit être de 3 dB au-dessus du niveau de sensibilité de référence.
Blocage hors-bande
Pour la suppression (ou le rejet) hors bande, le signal souhaité doit se situer 3 dB au-dessus du niveau de sensibilité de référence. Le signal d'interférence doit se présenter sous la forme d'une onde continue. Le BER doit être ≤ 0,1 %.
Caractéristiques d'intermodulation
La sensibilité de référence, BER = 0,1 % doit être respectée selon les conditions suivantes :
- Le signal souhaité doit être à une fréquence f0 avec un niveau de puissance de 6 dB au-dessus du niveau de sensibilité.
- Le signal, en forme d'onde sinusoïdale statique, doit afficher une fréquence f1 avec un niveau de puissance de -39 dBm.
- Un signal modulé Bluetooth (cf. section 4.1.7 page 43) doit être à f2 avec un niveau de puissance de -39 dBm.
Débit de données rehaussé
Niveau réel de sensibilité EDR
Le niveau réel de sensibilité se définit comme le niveau d'entrée dont le taux d'erreur de bit brut (BER) est égal à 0,01 %. Un récepteur à débit de données rehaussé Bluetooth π/4-DQPSK et 8DPSK doit respecter un niveau réel de sensibilité de -70 dBm ou un meilleur niveau. Le récepteur doit atteindre un niveau de sensibilité de -70 dBm avec tous les émetteurs Bluetooth conformes à la spécification en matière d'émetteur à débit de données
rehaussé.
Taux d'erreur de bit brut EDR au sol
Le récepteur doit respecter un taux d'erreur de bit brut inférieur à 0,001 % et un signal de 10 dB au-dessus du niveau de sensibilité de référence.
Interférences
Pour les interférences sur le canal commun et les canaux adjacents de 1 et 2 MHz, le signal souhaité doit être de 10 dB au-dessus du niveau de sensibilité de référence. Pour toutes les autres fréquences, le signal souhaité doit être de 3 dB au-dessus du niveau de sensibilité de référence.
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