Bluetooth – 技術と適合性

• 世界的に調和された2.4 GHz ISM帯域（2400–2483.5 MHz）で動作

• 複数のバリアントをカバー：BR/EDR（クラシック）、Low Energy（LE）、Mesh、LE Audio

• 地域の短距離デバイス（SRD）フレームワーク（例：CE、FCC、ANATEL、SRRC）の下で規制承認の対象

• 商標使用、相互運用性保証、SIGデータベースへの登録のためにBluetooth SIG適格性が必要

• スペクトラム適合性、RF性能、プロトコル適合性を検証するために規制テストとSIGテストの両方が必要

• 主要なRFテストパラメータには、送信電力、帯域幅、スプリアス発射、OTA専用設計のTRPが含まれる

• 実際の例は、設計選択が認証と市場アクセスにどのような影響を与えるかを示す

Bluetoothは、2.4 GHz ISM帯域でのライセンス免除使用向けに設計された短距離無線標準です。周波数ホッピングスペクトラム拡散（FHSS）を使用した堅牢なデバイス間通信を可能にし、複数のプロトコルバリアントをサポートします：

• Bluetoothクラシック（BR/EDR）：レガシープロファイルサポートによる連続データおよびオーディオ伝送

• Bluetooth Low Energy（LE）：低消費電力と短データバーストに最適化

• Bluetooth Mesh：BLEベースの多対多通信アーキテクチャ、スケーラブルなデバイスネットワークに適合

• Bluetooth LE Audio：BLE上での次世代オーディオ伝送、ブロードキャストとマルチストリーム機能を含む

すべてのバリアントは同じ周波数帯域で動作し、通常は干渉を最小限に抑えるためにアダプティブ周波数ホッピング（AFH）を実装します。デバイスは、範囲とアプリケーションに応じて送信電力レベル（例：クラス1、2、または3）で分類されます。

Bluetooth対応製品は、Bluetoothロゴを使用する場合、相互運用性を主張する場合、または公式のBluetoothプロファイルとプロトコルを実装する場合、Bluetooth Special Interest Group（SIG）を通じて適格性を取得する必要があります。このプロセスは規制テストに加えて必須であり、商標コンプライアンスとクロスデバイス互換性を保証します。

適格性は、プロトコル適合性、プロファイルサポート、およびRF-PHY（無線周波数物理層）性能に基づいています。

Bluetooth適格性ワークフローは標準化されたシーケンスに従います。事前認証済みモジュールを使用する場合でも、各メーカーは独自の宣言と登録を完了する必要があります。

1. SIGメンバーシップ
   Bluetooth SIG（アダプターまたはコントリビューターレベル）に参加し、Launch Studioと登録権限へのアクセスを獲得。

2. Launch Studioでプロジェクトを作成
   製品を定義し、適切な設計タイプ（例：エンドプロダクト、コントローラサブシステム）を選択し、Bluetoothバージョンと機能を宣言。

3. 適格設計ID（QDID）を参照または作成
   既存モジュールのQDIDを参照（簡素化）するか、独自のBluetoothスタックを実装する場合は新規作成。

4. 必要なテストを実行
   現在のTCRL（テストケース参照リスト）で定義されたテストカテゴリに応じて、Bluetooth適格テスト施設（BQTF）またはメーカー責任の下で、必要なプロトコルおよびRF-PHYテストを実施。

5. （オプション）Bluetooth適格性コンサルタント（BQC）と協力
   BQCは設定をレビューし、承認を迅速化できます。BQCが関与する登録は、多くの場合最大3年間監査が免除されます。

6. 適合宣言と文書を提出
   Launch Studio経由で登録を完了。ログ、レポート、公式適合宣言（DoC）をアップロード。

7. 登録料金を支払い
   アダプターメンバーは設計ごとの登録料金（通常約8,000米ドル）を支払う必要があり、コントリビューターメンバーはメンバーシップレベルに応じて減額または免除の恩恵を受けます。

ヒント：
適格性要件は、Bluetoothバージョンと機能セットによって異なる場合があります。登録前に常に最新のテストケース参照リスト（TCRL）とLaunch Studioガイダンスを参照してください。

適格性登録は、製品実装が大幅に変更されない限り有効です。ただし、ファームウェア変更、アンテナ変更、バージョンアップグレードなどのアップデートは再適格性が必要な場合があります。これらのケースは、現在のSIG規則と使用された設計タイプに基づいて慎重に評価する必要があります。

→ 参照：設計タイプと適格性パス

Bluetooth実装の多様性を管理するため、Bluetooth SIGは特定の設計タイプを定義しています。これらは製品がどのように適格性を取得すべきか、およびQDID参照を通じて以前にテストされたコンポーネントを再利用できるかを定義します。

デバイスは複数のサブシステムで構成される場合があります。設計パスに応じて、一部のコンポーネントは再利用される場合があり、他のコンポーネントは新しいテストと登録が必要です。

Bluetooth SIG適格性は、プロトコル適合性を保証し、Bluetooth商標の使用を認可します。しかし、サードパーティデバイスとの実世界での相互運用性を保証したり、CE、FCC、ANATEL認証などの地域規制承認に代わることはありません。これらの要件は、完全な市場アクセスと信頼性のある製品性能を確保するために別途対処する必要があります。

シームレスなユーザーエクスペリエンスを確保するため、メーカーは開発および検証プロセスの一環として相互運用性テストを実施することが推奨されます—特にカスタムプロファイル、新しいBluetoothバージョン、または独特のデバイス組み合わせが関与する場合です。

典型的なIOP活動には以下が含まれます：

• 参照実装または広く使用されているBluetoothチップセットに対するテスト

• スマートフォン、ヘッドセット、医療機器、または自動車システムとの主要ユースケースの検証

• 協調的な相互運用性テストのためのBluetooth SIG UnPlugFestイベントへの参加

注記：
製品がすべての正式な適格性要件を満たしても、相互運用性が低いとサポートの問題、顧客の不満、または市場での拒否につながる可能性があります。
相互運用性評価とBluetooth SIG調整のサポートについては、当社のBluetooth SIG適格性サービスをご覧ください。

Bluetooth製品の開発と市場承認において、典型的なテストパラメータと測定セットアップの確実な理解が不可欠です。このセクションでは、規制コンプライアンス観点とBluetooth SIG適格性の文脈の両方から、Bluetooth無線テストの主要特性を概説します。

共存に関する注記：
Bluetooth無線は、Wi-Fi、GNSS、またはセルラーモジュールなどの他の無線技術と統合されることがよくあります。信頼性のある性能を確保するため、共存は設計の早期段階で考慮し、RFテスト中に検証する必要があります—特に共有または隣接する周波数帯域で。

• 送信電力
  デバイスが発信する最大信号レベルを測定し、アンテナコネクタ（伝導）またはオーバーエア（放射）で測定されます。CE（例：20 dBm）、FCC（FHSSで30 dBm）、その他の地域規則の下で制限の対象となります。SIG適合性にも使用されます。

• 周波数精度
  送信キャリアが宣言された中心周波数とどの程度密接に一致するかを評価します。異なる環境での安定性を確保するために必要です。特にCEおよびFCC適合性に関連します。

• 占有帯域幅
  信号電力の99%が存在する帯域幅を定義します。スペクトラム効率と封じ込めを検証します。通常、CE、FCC、SIG適格性に必要です。
  → 用語集：占有帯域幅

• スプリアス発射
  隣接システムに干渉する可能性のある帯域外および高調波発射を評価します。すべての主要規制体制で厳格な制限が適用されます（例：帯域端で≤ –30 dBm）。
  → 用語集：スプリアス発射

• ホッピング動作
  周波数ホッピングを使用するBluetoothクラシック（BR/EDR）に適用されます。主要パラメータには、ホッピングチャンネル数（FCCで≥75）と滞留時間（30秒以内で1チャンネルあたり≤0.4秒）が含まれます。FCC、CE（FHSS）、ANATELで評価されます。
  → 用語集：FHSS（周波数ホッピングスペクトラム拡散）

• デューティサイクル
  AFHを実装せずに10 dBm超で送信するデバイスのEUで関連します。デバイスがチャンネルを占有する時間の割合を制限します（例：≤10%）。

• EIRP / ERP
  等価等方放射電力（EIRP）と実効放射電力（ERP）は、アンテナタイプに対する放射出力を表現するために使用されます。制限は地域と帯域によって異なります（例：EUで100 mW、米国で1 W）。
  → 用語集：EIRPおよび用語集：ERP

• TRP（総放射電力）
  伝導測定が実行不可能な場合（例：統合アンテナ）に使用されます。SIG RF-PHY適格性で必要であり、OTA専用テストが適用される場合はCEで時々必要です。すべての方向での累積放射エネルギーを評価します。

有効で再現性のあるテスト結果を確保するため、Bluetoothデバイスは標準化されたセットアップを使用して評価する必要があります。伝導と放射（OTA）測定の選択は、アンテナアクセシビリティ、認証フレームワーク、製品設計によって決まります。

• 伝導セットアップ
  DUTは同軸インターフェースまたはPCBパッドを介してラボ機器に接続されます。この方法は変動を最小限に抑え、電力および変調測定に適しています。
  一般的な用途：SIG RF-PHY、CEモジュラー、FCC Part 15

• 放射（OTA）セットアップ
  RFポートにアクセスできない場合、または実世界の発射を検証するために使用されます。測定は、アンテナと参照方法を使用してシールドチャンバーで行われます。
  一般的な用途：CEスプリアス/OTA、SIGフォールバック、FCC放射

1. テストモード有効化
   固定パターン発射を生成するためにCE、FCC、SIGで必要。多くの場合HCIまたはベンダーCLI経由で設定。

2. RFテストポートアクセス
   伝導テストのため、デバイスはRF出力を公開する必要があります。シールド除去またはテストパッド有効化が必要な場合があります。

3. OTAチャンバー
   スプリアス、TRP、またはフォールバックRF-PHYに必要。校正されたリファレンスアンテナと吸収材ライニングを含む必要があります。

4. 負荷シミュレータ
   動的コンポーネント（例：スピーカー、バッテリー）を安定した抵抗負荷に置き換えます。EMC安定性に必要。

5. カスタムファームウェア / CLI
   パラメータ（例：TX電力、ホッピング動作）を固定し、手動テストモード選択をサポートするために必要。

6. シールドエンクロージャ
   周囲干渉のないクリーンなテスト環境を確保。多くの場合LISNおよびボンディング治具と組み合わせて使用。

7. リファレンスアンテナ
   ERP/EIRP計算または発射レベル比較時の測定トレーサビリティを確保。

8. スイッチマトリックス / コンバイナ
   複数のアンテナが存在する場合のシームレスなポート選択を可能にし、自動RFチェーンで特に重要。

最大規制負荷をシミュレートするため、テストは最悪条件のRF条件下で実施する必要があります。これらには以下が含まれます：

• 最大送信電力

• 固定チャンネル（低/中/高）

• 連続または最高許可デューティサイクル

• AFH（アダプティブ周波数ホッピング）および省電力モードの無効化

• 最長PDU（プロトコルデータユニット）または最高変調速度

• すべての無線アクティブ（デュアル無線システムの場合、例：Wi-Fi + Bluetooth）

注記： すべてのテストモードはファームウェアまたはCLI経由で利用可能であり、テストレポートに文書化する必要があります。

テスト開始前に、被試験装置（DUT）は該当要件に従って設定する必要があります：

• ファームウェア
  最終製品状態を反映するか、同一の無線周波数（RF）動作を持つテストバージョンである必要があります。

• ハードウェア
  テストでプリント基板（PCB）への直接アクセスが必要でない限り、筐体を含めます。

• 電源
  安定したラボ電源または完全に充電されたバッテリーを使用。逸脱は文書化する必要があります。

• RFアクセス / コネクタ
  テストコネクタを提供するか、伝導アクセスが利用できない場合はオーバーエア（OTA）フォールバック正当化でテストモードを有効化。

• アンテナ設定
  アンテナパスは明確に定義され固定されている必要があります。アンテナダイバーシティまたは多入力多出力（MIMO）技術を使用する製品では、テスト設定でどのパスがアクティブかを指定する必要があります。

• マルチ無線動作
  Bluetoothデバイスが追加の無線（例：Wi-Fi、GNSS、LTE）を含む場合、他に正当化されない限り、テスト中はすべてのインターフェースがアクティブである必要があります。これは共存動作と干渉感受性の評価に重要です—特に複数の無線が隣接または重複帯域で同時動作する場合（例：2.4 GHzでのBluetoothとWi-Fi）。不適切な共存処理は、実世界条件下で性能劣化または適合性失敗を招く可能性があります。

• Bluetoothテストモード
  標準化されたテストを可能にするため、Bluetoothデバイスは送受信動作の直接制御を可能にする専用テストモードをサポートする必要があります。このモードは認証および製造テスト中に使用され、通常HCIまたはベンダー固有インターフェース経由で有効化されます。Bluetooth LEでは、ダイレクトテストモード（DTM）により、通常のプロトコル動作なしでRFパラメータの測定が可能です。

レポートのヒント： テスト文書には、ファームウェアバージョン、アンテナ設定、使用された送信（TX）パス、およびテストモード有効化に必要なコマンドまたは手順を含める必要があります。サンプル準備、ファームウェア設定、テストワークフローの完全なチェックリストについては、無線適合性準備ガイドをご覧ください。

認定テストラボと認定された適合性評価機関は、Bluetooth対応製品の開発と承認において重要な役割を果たします。彼らの専門知識は、規制適合性とBluetooth SIG適格性の両方をサポートします—特に複雑な市場要件をナビゲートしたり、国際流通向けに製品を準備する際に。

典型的な責任には以下が含まれます：

• CE（RED）、FCC、ISED、ANATEL、またはMICフレームワーク下での標準化されたRFおよびEMCテストの実行

• Bluetooth SIG適格性のサポート（例：BQTFでのRF-PHYテスト）

• サンプル準備、ファームウェア設定、テストモード有効化の支援

• 型式承認、自己宣言、またはSIG登録のための認定テストレポートの提供

• 相互運用性、地域制限、製品適応に関するアドバイス

注記： 一部地域（例：CE下）では自己宣言が受け入れられる場合がありますが、多くの認証スキームでは認定ラボからの正式なテストレポートが必要です。早期相談とプリコンプライアンステストは、遅延を減らし、正しいセットアップを確保し、複数市場での承認を合理化できます。

以下のケーススタディは、異なる業界でBluetoothテクノロジーがどのように実装されるか—および特定のユースケースが規制テスト、SIG適格性、統合ワークフローにどのような影響を与えるかを示しています。各例では、実際の認証シナリオから得られた主要パラメータ、承認戦略、教訓を強調しています。

自動車アプリケーション：BLEカーアクセスシステム

車両メーカーは、運転者のスマートフォンをデジタルキーとして使用するBluetooth Low Energy（BLE）ベースのアクセスシステムを実装しました。車両に設置されたBLEモジュールは継続的にその存在をアドバタイズし、信号近接性に基づいてドアのロックを解除します。

主要パラメータ

• 技術：Bluetooth Low Energy（BLE）、固定ビーコニング

• 出力電力：非常に低い送信電力（≤ 0 dBm）

• ハードウェア：車載グレード、事前認証済みBLEモジュール（AEC-Q100）

• 設置：車体に永続的に埋め込み（例：ドアハンドルまたはECU）

認証戦略

• 市場分類：車両統合にもかかわらず、標準的な短距離無線デバイスとして扱われる

• 対象地域：CE、FCC、ISED、MIC（日本）、ANATEL、SRRC

• SIG適格性：OEMは製品をBluetoothエンドプロダクトとして登録し、事前適格ホスト+コントローラサブシステム（QDID）を参照

• 規制テスト：モジュールの追加RF再テストは不要だが、完全な適合性文書と別個の承認が必要

アフターマーケットオプション

• プラットフォーム戦略に応じて、製品はレトロフィットキットとして提供される場合がある

• アフターマーケットバージョンでは、別個のラベル表示またはEMC文書が必要な場合がある

• 統合の深さに応じて、自動車EMC評価をトリガーする可能性がある

• OEM統合では、自動車EMC指令下での文書化に追加サポートが必要な場合がある（例：車両型式承認）

• 車両に設置されるコンポーネントは、電磁適合性に関するECE-R-10要件の対象となる場合があります。参照：ECE-R-10 – 車両のEMC

得られた教訓

• 完全に埋め込まれたシステムでも、多くの場合スタンドアロンSRD承認が必要。

• 事前認証済みモジュールと適切なSIG参照により、グローバル市場アクセスが簡素化される。

• 将来のアップグレード（例：UWBとの組み合わせ）は、EN 302 065またはFCC Part 15 Subpart Fなどのフレームワーク下で完全な再評価が必要。

• 認定テストラボとの密接な協力が長期的成功をサポート—特にマルチ無線拡張またはプラットフォームバリアントを計画する際。

介護環境での屋内位置特定と緊急信号発信用のコンパクトなウェアラブルデバイスが開発されました。この製品はBluetooth Mesh経由で通信し、マルチノードBLEネットワーク内でリレーノードとして機能します。

アプリケーション文脈

• 技術：Bluetooth Low Energy（BLE）、Meshプロファイル付き

• ユースケース：連続存在検出とメッセージリレー

• 電力レベル：低送信電力（-5から0 dBm）

• フォームファクター：統合チップアンテナ付き超コンパクトリストバンド

• ファームウェア：設定可能UUIDによる固定アドバタイジングとmeshリレー

• 設置：身体装着、伝導テストポート利用不可

適合性戦略

• テスト方法：RFコネクタ不足によるオーバーエア（OTA）テスト

• CE（EU）：頻繁な送信によりアダプティビティが必要

  • AFHがデフォルトでアクティブ、10 %デューティサイクル制限から免除

• FCC/ISED：標準BLE手順を適用

• EMC/安全性：CEおよびFCCフレームワーク下で評価

• ラベル表示：コンパニオンアプリのe-labelによりCEおよびSIGラベル表示を提供

Bluetooth SIG適格性

• 設計タイプ：エンドプロダクト

• 適格性方法：

  • 認証済みサブシステムQDIDを参照

  • PTSツールを使用してmeshプロファイルテストを完了

• 結果：meshプロファイルバージョンとBLEバージョンが記載されてSIGデータベースに完全登録

得られた教訓

• コンパクトなOTA専用製品でも、完全なRFおよびEMC要件を満たす必要がある

• Mesh動作は送信頻度を増加させるが、規制テスト範囲を根本的に変更しない

• 適切なアンテナレイアウトと早期ラボ相談により認証遅延を回避

• SIG meshテストは追加の適格性努力を導入する

• 早期AFH検証によりCE適合性を簡素化

プレミアムオーディオメーカーが、クラシックBluetoothオーディオ、LE Audio（Auracast含む）、デュアルバンドWi-Fiをサポートする次世代スマートスピーカーを発表しました。このデバイスは、ヘッドフォンとのワイヤレスペアリングおよびスマートホーム統合向けに設計されており、高度な共存処理と複数体制下での適格性が必要です。

アプリケーション文脈

この製品は複数の無線技術を組み合わせ、新興オーディオ標準のサポートを目指しています：

• 技術：Bluetoothクラシック（BR/EDR）、Auracast付きBluetooth LE Audio、Wi-Fi（2.4 GHz / 5 GHz）

• ユースケース：高品質ワイヤレスオーディオストリーミングと将来対応ヘッドフォンブロードキャスト

• 出力電力：クラス1（クラシックBluetoothで最大~20 dBm）

• 設置：屋内固定使用、オーディオソースおよびブロードキャストノードとして動作

• アンテナセットアップ：Wi-FiとBluetoothの共有または近接配置アンテナ

規制上の考慮事項

2.4 GHz帯域でのBluetoothとWi-Fiの同時使用により、スピーカーは高度な規制チェックの対象となりました：

• EU（CE）：

  • 完全な100 mW送信を許可するため、アダプティブ周波数ホッピング（AFH）を恒久的に有効にする必要

  • ラボは制御された干渉（Wi-Fiトラフィックシミュレーション）を通じてAFHを検証

• USA（FCC）：

  • 同時2.4 GHz動作での共存テスト

  • 累積発射および相互変調測定が必要

• 結果：協調テストシナリオによりCEおよびFCC適合性に合格

Bluetooth SIG適格性

LE Audioデバイスとして、スピーカーは拡張Bluetooth SIGテストを受けました：

• 対象プロファイル：A2DP、AVRCP、HFP（クラシック）、BAP（LE Audio）

• 適合性要素：

  • アイソクロナスチャンネルのRF-PHYテスト（Auracastサポート）

  • LC3コーデック実装とブロードキャスト機能の検証

• テストカテゴリ：複数の機能がカテゴリAに該当し、BQTF実行が必要

• サポート：メーカーはプロファイル登録とLaunch Studio登録にBQEサービスを使用

• 結果：Auracastロゴ使用権付きの適格登録

得られた教訓

• マルチ無線製品は認証複雑性の増大に直面—特に2.4 GHz帯域で

• 早期共存テストは、重要な発射および協調問題の特定に役立つ

• ファームウェアでのAFH実施は、高電力レベルでのCE適合性に不可欠

• LE AudioのSIG適格性には新しいプロファイルとツールが関与、カテゴリAテストケースはBQTFが必要

• 規制、相互運用性、SIGサービスを組み合わせたテストラボとの協力により市場アクセスが合理化

Bluetoothテスト、SIG適格性、またはマルチ市場認証のサポートが必要ですか？
当社の認定ラボは、クラシックBluetooth、LE Audio、Mesh等の規制テスト、プロファイル検証、適格性サポートを提供します。

→ Bluetooth規制テスト
→ Bluetooth SIG認証サポート