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CTIA OTA v3.0中对手机终端GPS部分的测试要求(二)
2010-04-26 15:16:32 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
CTIA OTA v3.0、GPS空间性能测试、GSM/UMTS终端认证、A-GPS灵敏度测量、手机GPS测试标准、3GPP TS 34.171
内容摘要：
本文详细解析CTIA OTA v3.0标准中GSM/UMTS设备GPS空间性能测试要求，涵盖TIS、UHIS、PIGS等关键指标，以及A-GPS 3D C/N0测量方法、功率等级设置和测试步骤，为手机终端GPS认证提供技术参考。
AI 深度解读
CTIA OTA v3.0作为北美运营商准入的核心认证标准，其GPS测试要求的演变反映了移动通信与卫星导航融合的技术趋势。该标准在CDMA测试体系基础上扩展至GSM/UMTS领域，体现了3G时代多模终端的合规需求。从政策层面看，严格的TIS和PIGS指标（覆盖0-120度仰角）直接关联FCC对E911定位精度的监管要求，未通过认证的设备将无法进入Verizon、AT&T等主流渠道。行业意义上，标准强制要求同时测试独立GPS与A-GPS双模式，推动了辅助定位技术的普及，而8颗卫星模拟、95%成功率等参数设置则借鉴了3GPP与OMA SUPL的跨标准协调。对于终端厂商，需特别关注GSM/UMTS发射功率对GPS接收灵敏度的干扰问题——标准要求在语音通话或数据业务状态下进行测试，这意味着射频共存设计成为关键难点。建议企业在预认证阶段引入卫星信号模拟器与暗室一体化测试方案，以缩短北美市场准入周期。
摩尔实验室（MORLAB）曾就CTIA OTA v3.0 版本中定义的CDMA设备中GPS的空间性能测试方法进行过介绍。本期我们将依据CTIA最新版本的要求，继续针对GSM/UMTS设备中GPS的空间性能测试进行介绍。
与CDMA设备中GPS的接收性能的测试一样，GSM/UMTS设备中GPS的接收性能也要求测试TIS, Upper Hemisphere Isotropic Sensitivity (UHIS) (Theta = 0 to 90 度),以及Partial Isotropic GPS Sensitivity (PIGS) (Theta = 0 to 120 度)，并且要求支持GPS的被测物在所有的频率及模式下都要对GPS进行测试。
根据标准要求按照3GPP TS 34.171和3GPP TS 51.010-1规范要求对GPS精度灵敏度进行测量，其中UMTS部分参考3GPP TS 34.17中5.2.1.5章节，GSM部分参考3GPP TS 51.010-1中70.11.5.1章节。EUT的GPS接收机的灵敏度为最低的GPS信号的水平。对于带有GPS和A-GPS的设备都要进行测量，如同时支持GPS及A-GPS的设备，两种模式都要进行测量。其具体测试方法如下：
- 测试要求：标准要求对于带有A-GPS的终端必须进行3D的C/N0测量，具体的测量方法及要求可参考CTIA OTA v3.0中6.12.2.1.1章节。
- 测试功率等级及信道：测量要求手机终端处于语音通话或者业务通话，功率等级及信道设置如下：
表一
|
Protocol/Band |
Power setting |
Test Channel |
|
GSM 850 |
Select PCL from Table 5-11 |
190 |
|
GSM 1900 |
Select PCL from Table 5-12 |
661 |
|
UMTS 850 |
All “up power” commands |
TX: 4183, RX: 4408 |
|
UMTS 1900 |
All “up power” commands |
TX: 9400, RX: 9800 |
|
UMTS 2100/1700 |
All “up power” commands |
TX: 1413, RX: 1638 |
- GPS的参数设置：GPS的接收灵敏度是以信号最弱的卫星作为参考，并且要求其中一颗卫星的接收功率高于其他卫星5dB。
表二
|
Test Parameter Description |
Test Parameter Settings |
|
Number of satellites |
8 |
|
HDOP range |
1.1 to 1.6 |
|
Propagation conditions |
AWGN |
|
GPS time assistance |
Coarse, +/- 1.8 seconds |
|
Phone response time |
20 seconds for UMTS 16 seconds for GSM |
|
Acceptable response time to network |
20.3 seconds for UMTS/GSM |
|
Success rate |
95 successful fixes with the necessary accuracy out of 100 attempts (95%) |
|
Position accuracy |
|
|
Maximum sensitivity step size |
0.5 dB |
中间信道灵敏度的测试步骤：
1. 设置卫星信号模拟器为8颗卫星并且处于相同功率；
2. 通过GSM/UMTS协议建立一个呼叫；
3. 开启GPS功能并开始追踪；
4. 按照表一要求设置中间信道及最大发射功率；
5. 在现有的GSM/UMTS链接发送可见的GPS卫星的C/N0，记录可见GPS卫星的C/N0的中值，计算并进行线性化处理；
6. 改变GSM/UMTS的信道；
7. 在现有的GSM/UMTS链接发送可见的GPS卫星的C/N0，记录可见GPS卫星的C/N0的中值，计算并进行线性化处理；
8. 重复6-7对所有信道进行测量；
9. 重复4-8测量每一个GSM/UMTS频段；
具体的测试步骤及测试设置可参考CTIA 颁布的Test Plan for Mobile Station Over the Air Performance 3.0版。摩尔实验室（MORLAB）不仅可以针对GPS手机终端采用相关的测试软件进行TRP，TIS等指标的测量同时也可以对其GPS部分进行3D部分的量测。
如需更多资料，请发信到以下地址：Service@morlab.cn或致电：0755－86130318。
常见问题
Q: CTIA OTA v3.0中GPS测试与CDMA设备有何主要区别？
A: GSM/UMTS设备的GPS测试在核心指标（TIS、UHIS、PIGS）上与CDMA保持一致，但信道设置和功率控制遵循3GPP规范。UMTS参考3GPP TS 34.171第5.2.1.5章节，GSM参考3GPP TS 51.010-1第70.11.5.1章节，且响应时间要求不同——UMTS为20秒，GSM为16秒。
Q: A-GPS设备为何必须进行3D C/N0测量？
A: 3D C/N0测量用于评估A-GPS在三维空间中的载噪比性能，这是CTIA OTA v3.0第6.12.2.1.1章节的强制要求。该测试能更真实反映终端在实际网络辅助下的卫星信号捕获能力，相比传统2D测试更能保障E911紧急定位的可靠性。
Q: GPS测试中的功率等级设置如何影响测试结果？
A: 标准要求终端在语音或业务通话状态下测试，GSM 850/1900需按表5-11/5-12选择PCL功率等级，UMTS各频段则使用"up power"指令设置最大发射功率。高功率发射可能通过射频干扰降低GPS灵敏度，因此中间信道测试需在190（GSM 850）、661（GSM 1900）等指定信道上验证实际性能。
