Bluetooth – Technologie et conformité

• Fonctionne de 2 402 à 2 480 MHz dans la bande ISM de 2,4 GHz largement disponible (2 400–2 483,5 MHz)

• Comprend deux variantes radio, BR/EDR et LE, Bluetooth Mesh et LE Audio reposant sur LE

• Soumis aux exigences réglementaires nationales ou régionales applicables, notamment à l’évaluation de la conformité CE et aux certifications FCC, ANATEL ou SRRC

• Nécessite la qualification Bluetooth SIG et le référencement du produit afin de démontrer la conformité aux spécifications Bluetooth applicables et de pouvoir utiliser les marques Bluetooth

• L’évaluation de la conformité réglementaire et la qualification Bluetooth SIG sont deux processus distincts ; les essais requis dépendent de la conception du produit et du parcours de qualification

• Les principaux paramètres d’essai RF peuvent inclure la puissance d’émission, la largeur de bande ainsi que les émissions non désirées ou parasites

Bluetooth est une norme de communication sans fil à courte portée conçue pour fonctionner sans licence dans la bande ISM de 2,4 GHz. Elle utilise le saut de fréquence afin de réduire les interférences et comprend deux variantes radio :

• Bluetooth Classic (BR/EDR) : conçu pour la transmission continue de données et les applications audio traditionnelles

• Bluetooth Low Energy (LE) : optimisé pour une faible consommation d’énergie et des applications allant de la transmission périodique de données à l’audio

D’autres solutions Bluetooth reposent sur LE :

• Bluetooth Mesh : architecture de communication plusieurs-à-plusieurs destinée aux réseaux d’appareils à grande échelle

• Bluetooth LE Audio : transmission audio sur LE, notamment l’audio multi-flux et la diffusion audio Auracast™

BR/EDR et LE utilisent des structures de canaux différentes et prennent en charge des mécanismes adaptatifs de saut de fréquence afin de réduire les interférences. La puissance d’émission autorisée et les autres paramètres radio dépendent de l’implémentation Bluetooth et des exigences réglementaires du marché cible.

Tous les produits intégrant la technologie Bluetooth® doivent suivre le processus de qualification Bluetooth avant leur commercialisation ou leur distribution. Ce processus est distinct de l’évaluation de la conformité réglementaire et doit être effectué par l’entreprise qui commercialise le produit sous son propre nom. Il aide les entreprises membres de la Bluetooth SIG à respecter les spécifications et les exigences de licence applicables et permet l’utilisation des marques Bluetooth.

Le parcours de qualification dépend du design Bluetooth, des couches et fonctionnalités mises en œuvre, ainsi que de la réutilisation sans modification d’un design déjà qualifié ou de la création d’un nouveau design.

Le processus s’effectue dans Qualification Workspace et comprend cinq étapes :

Processus de qualification

1. Informations sur le produit
   Saisissez le nom du produit, le numéro de modèle, la description et la date de publication prévue.

2. Définition du design
   Réutilisez un design déjà qualifié ou créez-en un nouveau. Qualification Workspace détermine les exigences d’essai applicables.

3. Frais de qualification du produit
   Réglez les frais applicables et obtenez le numéro de reçu requis pour la soumission.

4. Soumission
   Soumettez les informations requises sur le produit, les déclarations, les preuves d’essai et les documents justificatifs.

5. Vérification
   La Bluetooth SIG examine la soumission. Après validation, le produit est ajouté à la Qualified Product Database et devient publiquement visible à la date de publication indiquée.

Conseil : Les exigences de qualification dépendent du design, des fonctionnalités mises en œuvre et des documents de qualification Bluetooth en vigueur. Utilisez toujours le package TCRL actif et les dernières instructions de Qualification Workspace.

Les designs déjà qualifiés ne peuvent être réutilisés que dans les conditions définies dans la version en vigueur du Qualification Program Reference Document. Toute modification de l’implémentation Bluetooth peut nécessiter des essais supplémentaires, un nouveau design et une nouvelle qualification du produit.

Le parcours de qualification dépend du design Bluetooth utilisé dans le produit. Une entreprise peut réutiliser sans modification un design existant unique ou créer un nouveau design en combinant des designs existants, en ajoutant des fonctionnalités Bluetooth ou en modifiant une implémentation existante. Qualification Workspace détermine les vérifications et les exigences d’essai applicables.

La qualification Bluetooth vérifie la conformité aux spécifications Bluetooth et aux exigences de licence applicables. Elle ne garantit toutefois pas l’interopérabilité avec tous les produits, systèmes d’exploitation et types d’implémentation. Elle ne remplace pas non plus les procédures réglementaires régionales, telles que l’évaluation de la conformité CE, la certification FCC ou l’homologation ANATEL. Ces exigences doivent être traitées séparément.

Les essais d’interopérabilité doivent donc être intégrés au développement et à la validation du produit, en particulier lors de la mise en œuvre de nouvelles fonctionnalités Bluetooth, de profils personnalisés ou de cas d’usage propres à certains appareils.

Activités IOP typiques

• Essais avec des implémentations de référence et des plateformes Bluetooth couramment utilisées

• Vérification des principaux cas d’usage avec les smartphones, casques, dispositifs médicaux ou systèmes automobiles concernés

• Essais avec différents systèmes d’exploitation, versions logicielles et configurations d’appareils

• Participation aux événements d’essais d’interopérabilité de la Bluetooth SIG, le cas échéant

Remarque : Un produit formellement qualifié peut néanmoins présenter des problèmes d’interopérabilité avec certaines combinaisons d’appareils ou dans certains cas d’usage. Des essais IOP réalisés suffisamment tôt permettent d’identifier ces problèmes avant la mise sur le marché.

→ Voir également : Services de qualification Bluetooth SIG

Les essais Bluetooth couvrent différentes exigences selon les marchés cibles, l’implémentation Bluetooth et le parcours de qualification. Les essais réglementaires portent principalement sur l’utilisation du spectre, la puissance d’émission et les émissions non désirées, tandis que les essais Bluetooth SIG vérifient la conformité aux spécifications applicables pour la radio Bluetooth et la couche RF-PHY.

Remarque sur la coexistence :
Les radios Bluetooth sont souvent intégrées avec des technologies Wi-Fi, GNSS ou cellulaires. Les interférences potentielles doivent donc être prises en compte lors du développement du produit et évaluées dans des conditions de fonctionnement représentatives, en particulier lorsque les systèmes radio utilisent des bandes de fréquences communes ou adjacentes.

• Puissance de sortie RF / PIRE
  Mesure la puissance de sortie conduite de l’émetteur ou la puissance rayonnée, selon la méthode d’essai applicable. Les limites réglementaires dépendent du marché, du gain d’antenne, du mode de transmission et de la technologie Bluetooth prise en charge. La qualification Bluetooth SIG comprend également des exigences relatives à la puissance d’émission.
  → Glossaire : PIRE et PRA

• Densité spectrale de puissance
  Mesure la répartition de la puissance d’émission dans le spectre occupé. Il s’agit principalement d’un paramètre réglementaire, dont les limites et les méthodes de mesure sont définies par les exigences régionales applicables.

• Largeur de bande occupée
  Détermine la largeur de bande du signal émis selon la méthode de mesure définie par la norme applicable. La norme EN 300 328 utilise la largeur de bande occupée à 99 %, tandis que les exigences de la FCC et d’ISED peuvent également prescrire des mesures à 6 dB ou 20 dB pour certains systèmes de transmission. Ces mesures reposent sur des définitions différentes et répondent à des objectifs réglementaires distincts.
  → Glossaire : Largeur de bande occupée

• Émissions non désirées et parasites
  Mesure les émissions en dehors du canal prévu ou de la bande de fonctionnement susceptibles de perturber d’autres services radio. Les limites réglementaires et les plages de fréquences varient selon le marché. Les essais Bluetooth SIG comprennent des exigences connexes relatives au spectre dans la bande, mais celles-ci ne remplacent pas les essais réglementaires portant sur les émissions.
  → Glossaire : Émissions parasites

• Saut de fréquence et adaptativité
  Évalue le comportement de saut de fréquence, l’utilisation des canaux et les mécanismes applicables d’accès au support. Les exigences dépendent de l’utilisation de Bluetooth BR/EDR ou LE et du cadre réglementaire applicable. Les limites relatives au nombre de canaux et au temps d’occupation ne doivent donc pas être appliquées de manière universelle.
  → Glossaire : FHSS (étalement de spectre par saut de fréquence)

• Décalage et dérive de la fréquence porteuse
  Mesure l’écart entre la fréquence porteuse émise et sa fréquence nominale, ainsi que son évolution pendant la transmission. Les limites de la Bluetooth SIG dépendent de la couche PHY et du mode de transmission pris en charge.

• Caractéristiques de modulation
  Évalue si le signal émis respecte les exigences de modulation de la couche PHY Bluetooth applicable. Selon la couche PHY, cela peut inclure des paramètres tels que la déviation de fréquence, le spectre de modulation ou la précision de modulation.

• Blocage du récepteur
  Évalue si le récepteur continue de fonctionner conformément aux exigences lorsqu’il est exposé à un signal perturbateur situé en dehors du canal de fonctionnement ou sur un canal adjacent. Ce paramètre est particulièrement pertinent dans le cadre des exigences réglementaires européennes.

• Sensibilité et performances du récepteur
  Détermine si le récepteur peut détecter et traiter correctement les signaux Bluetooth à des niveaux d’entrée définis. Les essais Bluetooth SIG applicables dépendent des couches PHY, des fonctionnalités prises en charge et du package TCRL actif.

Des résultats valides et reproductibles exigent que l’équipement soumis à l’essai (EUT) fonctionne selon des configurations définies et dans des conditions d’essai contrôlées. Le choix entre des mesures par connexion RF et des mesures rayonnées dépend de la méthode d’essai applicable, de la configuration de l’antenne et des possibilités d’accès au signal RF.

• Configuration conduite
  L’EUT est directement connecté à l’équipement d’essai au moyen d’un connecteur d’antenne, d’une connexion RF temporaire ou d’un dispositif d’essai approprié. Les mesures conduites réduisent les incertitudes liées à l’antenne et à l’environnement de mesure.

  • Applications courantes : essais RF et RF-PHY de la Bluetooth SIG, mesures réglementaires de l’émetteur et essais du récepteur

• Configuration rayonnée
  L’appareil complet est mesuré par l’intermédiaire de son antenne dans un environnement d’essai approprié. Les mesures rayonnées sont utilisées lorsque la norme applicable l’exige, notamment pour les équipements dotés d’une antenne intégrée et pour la mesure des émissions non désirées rayonnées.

  • Applications courantes : mesures réglementaires de la puissance rayonnée et des émissions non désirées, essais CEM et mesures sur les équipements dotés d’une antenne intégrée

Avant les essais, l’équipement soumis à l’essai (EUT) doit être préparé et configuré conformément aux procédures applicables. La configuration requise dépend des fonctionnalités Bluetooth prises en charge, de la conception de l’antenne, du cadre réglementaire et du plan d’essai Bluetooth SIG.

• Micrologiciel et matériel
  L’échantillon doit correspondre à la configuration finale du produit. Un micrologiciel d’essai ou du matériel modifié peut être utilisé si nécessaire, à condition de ne pas altérer les caractéristiques radio évaluées. Toute différence par rapport à la version de production doit être documentée.

• Alimentation électrique
  L’EUT doit fonctionner dans les conditions d’alimentation définies par la procédure d’essai applicable. Le type d’alimentation, la tension et tout écart par rapport au fonctionnement normal doivent être documentés.

• Accès RF
  Un accès RF, des dispositifs d’essai ou des modes d’essai rayonnés appropriés doivent être disponibles selon la méthode d’essai sélectionnée et la conception du produit.

• Antenne et voies RF
  La configuration de l’antenne ainsi que les voies actives d’émission et de réception doivent être clairement définies. Les produits utilisant la diversité d’antenne ou plusieurs voies RF doivent être configurés conformément à la procédure d’essai applicable.

• Modes de fonctionnement et systèmes radio supplémentaires
  L’EUT doit prendre en charge les canaux, couches PHY, niveaux de puissance et conditions de trafic nécessaires aux essais. Les systèmes radio supplémentaires doivent fonctionner dans les configurations définies par la procédure applicable ou dans des conditions représentatives du cas le plus défavorable. Un fonctionnement simultané n’est pas requis pour chaque essai.

• Modes d’essai Bluetooth
  L’EUT doit fournir les interfaces de commande et les modes d’essai nécessaires aux essais Bluetooth SIG et réglementaires applicables. Selon l’implémentation Bluetooth, il peut notamment s’agir du Direct Test Mode (DTM), de l’Unified Test Protocol (UTP) via HCI, d’une liaison UART à deux fils, d’une transmission OTA ou de commandes propres au fabricant.

• Documentation d’essai
  La documentation d’essai doit préciser les versions du matériel et du micrologiciel, les conditions d’alimentation, la configuration de l’antenne, les voies RF actives ainsi que les commandes ou procédures utilisées pour activer les modes d’essai requis.

Nos laboratoires accrédités proposent des essais réglementaires et un accompagnement à la qualification Bluetooth pour Bluetooth BR/EDR, LE, LE Audio, Mesh et d’autres fonctionnalités prises en charge.

→ Essais réglementaires Bluetooth
→ Accompagnement à la qualification Bluetooth SIG