Bluetooth – 技術と適合性

• 広く利用可能な2.4 GHz ISM帯（2400～2483.5 MHz）内の2402～2480 MHzで動作

• BR/EDRとLEの2つの無線方式があり、Bluetooth MeshとLE AudioはLEを基盤として構築

• CE適合性評価、FCC、ANATEL、SRRC認証など、各国・地域で適用される規制要件の対象

• 適用されるBluetooth仕様への適合を示し、Bluetooth商標を使用するには、Bluetooth SIG認証および製品登録が必要

• 規制適合性評価とBluetooth SIG認証は別個のプロセスであり、必要な試験は製品設計と認証パスによって異なる

• 主なRF試験パラメータには、送信電力、帯域幅、不要放射またはスプリアス放射が含まれる場合がある

Bluetoothは、免許不要の2.4 GHz ISM帯での動作を目的とした近距離無線通信規格です。干渉を低減するために周波数ホッピングを使用し、次の2つの無線方式に対応しています。

• Bluetooth Classic（BR/EDR）： 連続的なデータ伝送や従来のオーディオ用途向け

• Bluetooth Low Energy（LE）： 低消費電力向けに最適化され、定期的なデータ伝送からオーディオまで幅広い用途に対応

LEを基盤とするBluetoothソリューションには、次のものがあります。

• Bluetooth Mesh： 大規模なデバイスネットワーク向けの多対多通信アーキテクチャ

• Bluetooth LE Audio： マルチストリームオーディオやAuracast™ブロードキャストオーディオを含む、LEによるオーディオ伝送

BR/EDRとLEではチャネル構成が異なり、いずれも干渉を低減するための適応型周波数ホッピング機能に対応しています。許容送信電力やその他の無線パラメータは、Bluetoothの実装および対象市場の規制要件によって異なります。

Bluetooth®技術を搭載するすべての製品は、販売または流通を開始する前にBluetooth認証プロセスを完了する必要があります。このプロセスは規制上の適合性評価とは別のものであり、製品を自社名で販売する企業が実施しなければなりません。Bluetooth SIGの会員企業が適用される仕様およびライセンス要件を満たし、Bluetooth商標を使用するために必要なプロセスです。

認証パスは、Bluetoothデザイン、実装されるレイヤーと機能、既存の認証済みデザインを変更せずに再利用するか、新しいデザインを作成するかによって異なります。

このプロセスはQualification Workspaceで実施され、次の5つのステップで構成されます。

認証プロセス

1. 製品情報
   製品名、モデル番号、説明、公開予定日を入力します。

2. デザインの指定
   既存の認証済みデザインを再利用するか、新しいデザインを作成します。Qualification Workspaceによって、適用される試験要件が決定されます。

3. 製品認証料
   適用される認証料を支払い、申請に必要なReceipt Numberを取得します。

4. 申請
   必要な製品情報、宣言、試験エビデンス、補足文書を提出します。

5. 検証
   Bluetooth SIGが申請内容を審査します。承認後、製品はQualified Product Databaseに登録され、指定した公開日に一般公開されます。

ヒント：認証要件は、デザイン、実装される機能、最新のBluetooth認証文書によって異なります。必ず有効なTCRLパッケージとQualification Workspaceの最新ガイダンスを使用してください。

既存の認証済みデザインは、最新のQualification Program Reference Documentに定められた条件を満たす場合にのみ再利用できます。Bluetooth実装を変更した場合、追加試験、新しいデザイン、新たな製品認証が必要になることがあります。

認証パスは、製品に使用されるBluetoothデザインによって決まります。企業は、既存の単一デザインを変更せずに再利用するか、既存のデザインの組み合わせ、Bluetooth機能の追加、既存の実装の変更によって新しいデザインを作成できます。Qualification Workspaceによって、適用される確認項目と試験要件が決定されます。

Bluetooth認証では、適用されるBluetooth仕様およびライセンス要件への適合性を確認します。ただし、認証によって、すべての製品、オペレーティングシステム、実装間の相互運用性が保証されるわけではありません。また、CE適合性評価、FCC認証、ANATELホモロゲーションなど、各地域の規制上の承認に代わるものでもありません。これらの要件には別途対応する必要があります。

そのため、特に新しいBluetooth機能、カスタムプロファイル、デバイス固有のユースケースを実装する場合は、製品開発および検証に相互運用性試験を組み込む必要があります。

一般的なIOP試験

• リファレンス実装および広く使用されているBluetoothプラットフォームとの試験

• 対象となるスマートフォン、ヘッドセット、医療機器、車載システムなどにおける主要ユースケースの検証

• 異なるオペレーティングシステム、ソフトウェアバージョン、デバイス構成での試験

• 該当する場合は、Bluetooth SIGの相互運用性テストイベントへの参加

注記：正式に認証された製品でも、特定のデバイスの組み合わせやユースケースでは相互運用性の問題が発生する可能性があります。開発初期にIOP試験を実施することで、市場投入前にこうした問題を特定できます。 → 関連情報：Bluetooth SIG認証サービス

Bluetooth試験では、対象市場、Bluetooth実装、認証パスに応じて異なる要件が適用されます。規制試験では主に周波数利用、出力電力、不要放射を評価し、Bluetooth SIG試験では、適用されるBluetooth無線およびRF-PHY仕様への適合性を確認します。

共存性に関する注記：

Bluetooth無線は、Wi-Fi、GNSS、セルラー通信技術とともに実装されることがよくあります。そのため、製品開発時には潜在的な干渉を考慮し、特に複数の無線が同一または隣接する周波数帯を使用する場合は、代表的な動作条件で評価する必要があります。

• RF出力電力／EIRP
  適用される試験方法に応じて、送信機の導電出力電力または放射電力を測定します。規制上の制限値は、市場、アンテナ利得、送信モード、対応するBluetooth技術によって異なります。Bluetooth SIG認証にも送信電力に関する要件が含まれます。
  → 用語集：EIRPおよびERP

• 電力スペクトル密度
  占有スペクトル内で送信電力がどのように分布しているかを測定します。主に規制上のパラメータであり、制限値と測定方法は、適用される各地域の要件によって定められます。

• 占有帯域幅
  適用規格で定められた測定方法を使用して、送信信号の帯域幅を測定します。EN 300 328では99％占有チャネル帯域幅を使用しますが、FCCおよびISEDの要件では、特定の伝送システムについて6 dBまたは20 dB帯域幅の測定が追加で規定される場合があります。これらの測定では異なる定義が使用され、それぞれ規制上の目的も異なります。
  → 用語集：占有帯域幅

• 不要放射およびスプリアス放射
  他の無線サービスに干渉する可能性がある、対象チャネルまたは動作周波数帯域外の放射を測定します。規制上の制限値と周波数範囲は市場によって異なります。Bluetooth SIG試験には関連する帯域内スペクトル要件も含まれますが、規制上の放射試験に代わるものではありません。
  → 用語集：スプリアス放射

• ホッピングおよび適応型動作
  周波数ホッピング動作、チャネル利用、適用される媒体アクセス方式を評価します。要件は、実装でBluetooth BR/EDRとLEのいずれを使用するか、および適用される規制枠組みによって異なります。そのため、チャネル数や占有時間の制限を一律に適用することはできません。
  → 用語集：FHSS（周波数ホッピングスペクトラム拡散）

• 搬送波周波数オフセットおよびドリフト
  送信搬送波が公称周波数からどの程度ずれているか、また送信中にどのように変化するかを測定します。Bluetooth SIGの制限値は、対応するPHYおよび送信モードによって異なります。

• 変調特性
  送信信号が、適用されるBluetooth PHYの変調要件を満たしているかを評価します。PHYによっては、周波数偏移、変調スペクトル、変調精度などのパラメータが含まれます。

• 受信機ブロッキング
  動作チャネル外または隣接チャネルの干渉信号にさらされた際に、受信機が要求される動作を継続できるかを評価します。特に欧州の規制要件において重要な試験項目です。

• 受信感度および性能
  規定された入力レベルでBluetooth信号を正しく検出し、処理できるかを評価します。適用されるBluetooth SIG試験は、対応するPHY、機能、有効なTCRLパッケージによって異なります。

有効かつ再現性のある結果を得るには、管理された試験条件下でDUTを所定の構成および動作モードで動作させる必要があります。RF接続による測定と放射測定のどちらを行うかは、適用される試験方法、アンテナ構成、利用可能な試験用接続端子によって異なります。

• 導電測定

  DUTをアンテナコネクタ、一時的なRF接続、または適切な試験治具を介して試験装置に直接接続します。導電測定では、アンテナおよび測定環境に起因する不確かさを低減できます。

  • 主な用途： Bluetooth SIGのRFおよびRF-PHY試験、規制上の送信機測定、受信機試験

• 放射測定

  適切な試験環境において、アンテナを含む完成品を測定します。放射測定は、適用規格で要求される場合、特にアンテナ内蔵機器や放射不要発射の測定に使用されます。

  • 主な用途： 規制上の放射電力および放射不要発射の測定、EMC試験、アンテナ内蔵機器の測定

試験前に、供試機器（DUT）を適用される試験手順に合わせて準備し、構成する必要があります。必要な構成は、対応するBluetooth機能、アンテナ設計、規制枠組み、Bluetooth SIGテストプランによって異なります。

• ファームウェアおよびハードウェア

  試験サンプルは、最終製品の構成を反映したものでなければなりません。評価対象の無線特性に影響を与えないことを条件として、必要に応じて試験用ファームウェアや変更されたハードウェアを使用できます。量産品との差異はすべて文書化する必要があります。

• 電源

  DUTは、適用される試験手順で規定された電源条件で動作させる必要があります。電源の種類、電圧、通常動作からの逸脱は文書化しなければなりません。

• RF接続

  選択した試験方法および製品設計に応じて、適切なRF接続、試験治具、または対応する放射試験モードを利用できるようにする必要があります。

• アンテナおよびRF経路

  アンテナ構成と有効な送受信経路を明確に定義する必要があります。アンテナダイバーシティまたは複数のRF経路を使用する製品は、適用される試験手順に従って構成しなければなりません。

• 動作モードおよびその他の無線機能

  DUTは、試験に必要なチャネル、PHY、電力レベル、トラフィック条件に対応する必要があります。その他の無線機能は、適用される手順で規定された構成で動作させるか、代表的なワーストケース条件として選定する必要があります。すべての試験で同時動作が必要なわけではありません。

• Bluetooth試験モード

  DUTは、適用されるBluetooth SIG試験および規制試験に必要な制御インターフェースと試験モードを備えている必要があります。Bluetooth実装によっては、Direct Test Mode（DTM）、HCI経由のUnified Test Protocol（UTP）、2-wire UARTまたはOTA伝送、ベンダー固有の制御機能などが含まれます。

• 試験文書

  試験文書には、ハードウェアおよびファームウェアのバージョン、電源条件、アンテナ構成、有効なRF経路、必要な試験モードを有効化するためのコマンドまたは手順を記載する必要があります。

当社の認定試験所では、Bluetooth BR/EDR、LE、LE Audio、Meshおよびその他の対応機能について、規制試験とBluetooth認証をサポートしています。

→ Bluetooth規制試験
→ Bluetooth SIG認証サポート