BLE 송신 신호 분석 — RIGOL RSA6000/RSA800 BLE Emitter Signal Analysis
BLE(Bluetooth Low Energy)는 "깊이 잠들었다가 필요할 때만 깨어나는" 저전력 방식 덕분에 스마트홈, 웨어러블, 헬스케어, 산업용 IoT까지 폭넓게 쓰입니다. 문제는 짧은 버스트 신호라 일반적인 스윕 방식으로는 놓치기 쉽고, 전력만 봐서는 GFSK 변조 특성이 규격에 맞는지 확인할 수 없다는 점입니다. RIGOL RSA6000/RSA800 시리즈 실시간 스펙트럼 분석기는 BLE Emitter Signal Analysis 소프트웨어 옵션(VSA·BTX)으로 전력, GFSK 변조 특성, 주파수 안정도까지 한 번의 캡처로 원클릭 정량화합니다.
신호원(또는 DUT) + RSA6000 스펙트럼 분석기 연결 구성
기능 요약
1. BLE 신호 기초 — 채널, 변조, 패킷 구조
BLE는 2.4GHz ISM 대역에서 2MHz 간격 40개 물리 채널(CH0~39)을 사용합니다. 이 중 CH37~39는 주파수 호핑 없이 고정된 광고(Advertising) 채널이고, 나머지 37개 데이터 채널은 연결 이후 FHSS/AFH로 주파수를 호핑합니다. 채널 번호 n의 중심주파수는 2402MHz + n × 2MHz입니다. 변조 방식은 GFSK이며, PHY 전송속도는 LE 1M(1Mbps, 가장 일반적), LE 2M(2Mbps, 고속), LE 500k(FEC S=2, 중장거리), LE 125k(FEC S=8, 최대 이중화·장거리) 4종을 지원합니다.
BLE RF 채널 - 중심주파수 매핑표
BLE 기본 패킷 구조 (Preamble·Access Address·PDU·CRC)
2. 4분할 실시간 시각화 — RF Envelope / Demod Waveform / Spectrum / Metrics
한 번의 캡처로 시간·주파수·변조 도메인을 동시에 확인할 수 있습니다. RF Envelope은 시간에 따른 전력 변화(버스트 펄스 형태, 상승/하강 안정성)를, Demod Waveform은 GFSK 복조 후 순간 주파수 편이와 선형성을, Spectrum은 채널 점유 대역폭과 대역외 스퓨리어스를, Metrics는 Packet Type/Payload Type/Payload Length와 함께 전력·변조·주파수안정도 지표를 Max/Min/Average 기준으로 한 화면에 보여줍니다.
RSA6000 BLE 분석 소프트웨어 메인 화면 구성
Metrics 결과창 — 핵심 지표 한눈에 확인
3. 핵심 지표 3범주 원클릭 산출
- 전력: 평균 출력전력(Avg Power), 첨두 출력전력(Peak Power)
- 변조 특성(GFSK 핵심 파라미터): Δf1 Avg/Max, Δf2 Avg/Max, Δf2 > 185kHz 비율(%), Δf2/Δf1 비
- 주파수 안정도: 주파수 오프셋(Freq Offset), 주파수 드리프트(Freq Drift), 최대 드리프트율(Max Drift Rate, kHz/50μs)
4. 버스트 신호를 놓치지 않는 스캔·트리거 설정
기본 샘플레이트는 8MHz(LE 1M/500k/125k 기준, LE 2M은 더 높게 설정 가능), 기본 캡처 시간은 3.0ms입니다. BLE는 순간적으로 나타나는 버스트 신호이므로 기본값인 Free Run 대신 IF Power(중간주파수) 트리거를 권장하며, 트리거 레벨을 신호 피크보다 살짝 낮게(예: -20dBm) 설정하고 필요 시 Trigger Delay/Holdoff를 함께 조정하면 파형이 안정적으로 잡힙니다.
활용 사례
BLE Emitter Signal Analysis는 아래와 같은 R&D 설계 검증부터 생산라인 품질 테스트까지 6가지 대표 시나리오에 활용됩니다.
- BLE RF Trace 측정 — 버스트 펄스 형태와 시간에 따른 전력 안정성 관찰, 상승/하강 에지 규격 적합성 확인
- BLE 송신 전력 측정 — Average 기능으로 평균 횟수를 설정해 더 안정적인 Avg/Peak Power 판독
- GFSK 주파수 편이·변조 특성 측정 — 지정 테스트 페이로드(10101010, 11110000 등) 송신 시 Δf1/Δf2, Δf2>185kHz 비율, Freq Offset/Drift 확인
- 복조 파형(Demod Waveform) 관찰 — 베이스밴드 시간축 주파수 편이 궤적으로 변조 이상 시점 트러블슈팅
- 스펙트럼 특성 관찰 — 채널 점유 대역폭, 인접채널 누설(ACP), 스퓨리어스 확인
- 단일 스캔 vs 연속 스캔 — 생산라인 모니터링(연속) 또는 특정 버스트 패킷 심층 분석(단일) 선택
BLE RF Trace 측정 결과 예시
BLE 스펙트럼 특성 측정 결과 예시
실전 적용 예시
| 테스트 항목 | 확인 지표 | 활용 포인트 |
|---|---|---|
| BLE RF Trace 측정 | RF Envelope (시간-전력) | 버스트 펄스 형태, 상승/하강 에지 이상 여부 확인 |
| BLE 송신 전력 측정 | Avg Power, Peak Power | Average 기능(예: 10회)으로 안정적인 판독값 확보 |
| GFSK 변조 특성 측정 | Δf1/Δf2, Δf2>185kHz, Δf2/Δf1 | 지정 테스트 페이로드 송신 상태에서 변조 왜곡 여부 판단 |
| 복조 파형 관찰 | Demod Waveform (시간-주파수 오프셋) | 순간 주파수 편이·선형성으로 변조 이상 시점 특정 |
| 스펙트럼 특성 관찰 | Spectrum, Marker/Peak Search | 채널 대역폭, 인접채널 누설, 스퓨리어스 확인 |
| 단일/연속 스캔 비교 | Scan Mode | 생산라인 모니터링(연속) vs 특정 패킷 심층 분석(단일) |
※ RIGOL RSA6000 시리즈(BLE Emitter Signal Analysis 옵션 장착) 기준 설정 예시입니다. RSA800 시리즈의 동일 지원 여부는 RIGOL Korea에 확인해 주세요.
추천 대상
- BLE 모듈·칩을 개발하는 RF/펌웨어 엔지니어(R&D, 설계 검증)
- 저전력 IoT 기기 생산라인의 품질(QA)·테스트 엔지니어
- 스펙트럼 분석기 도입을 검토 중인 R&D 랩 매니저
자주 묻는 질문
BLE는 몇 개의 채널을 쓰고, 광고 채널과 데이터 채널은 어떻게 다른가요?
BLE는 2.4GHz ISM 대역에서 2MHz 간격으로 40개 물리 채널(CH0~39)을 사용합니다. 이 중 CH37~39는 주파수 호핑 없이 고정된 광고(Advertising) 채널이고, 나머지 37개 채널은 연결 이후 데이터 전송 단계에서 FHSS/AFH로 주파수를 호핑하며 사용됩니다. 채널 번호 n의 중심주파수는 2402MHz + n × 2MHz입니다.
RSA6000과 RSA800 시리즈 모두 BLE Emitter Signal Analysis 옵션을 동일하게 지원하나요?
제품 자료에는 RSA6000/RSA800 시리즈가 함께 표기되어 있으나, 상세 화면과 조작 절차는 RSA6000 UI를 기준으로 설명되어 있습니다. 두 시리즈 간 UI·기능이 100% 동일한지는 정확한 모델별 사양 확인이 필요하므로, 도입 전 RIGOL Korea에 문의해 확인하시길 권장합니다.
BLE 버스트 신호를 안정적으로 캡처하려면 트리거를 어떻게 설정해야 하나요?
BLE는 짧은 버스트 신호이므로 기본값인 Free Run 대신 IF Power(중간주파수) 트리거를 권장합니다. 트리거 레벨을 신호 피크보다 살짝 낮게(예: -20dBm) 설정하고, 필요 시 Trigger Delay와 Holdoff를 함께 조정하면 파형이 흔들리지 않고 안정적으로 캡처됩니다.
단일 스캔과 연속 스캔은 각각 언제 사용하나요?
연속 스캔(Continuous)은 트리거 조건이 충족될 때마다 계속 갱신되므로 생산라인 모니터링이나 장시간 신호 추이 확인에 적합합니다. 단일 스캔(Single)은 한 번의 이벤트만 캡처한 뒤 트레이스·복조 파형·지표를 고정하므로, 커서로 특정 버스트 패킷을 정밀하게 분석하는 R&D 심층 분석에 적합합니다.
지원 및 문의
BLE Emitter Signal Analysis 옵션이 지원되는 모델, 라이선스 활성화, 도입 상담이 필요하시면 RIGOL Korea에 문의해 주세요.