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OTA测试标准之各个标准组织的异同及解读 二
2007-10-31 18:26:21 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
OTA测试标准、3GPP TS 34.114、TRP总辐射功率测试、ETSI无线认证、GSM手机射频测试
内容摘要：
本文深入解析3GPP/ETSI的OTA测试标准，重点介绍GSM/UMTS手机的TRP（总辐射功率）和TRS（总辐射灵敏度）测试方法，涵盖测试范围、人头模型要求、限值计算及测试步骤，为无线设备认证提供技术参考。
AI 深度解读
3GPP与ETSI作为全球电信标准化的核心组织，其OTA测试规范对移动通信设备的射频性能认证具有决定性影响。本文聚焦的TS 34.114标准发布于2007年前后，正值3G商用初期与GSM向UMTS过渡的关键阶段，反映了当时欧洲主导的电信监管思路——强调通话模式（TALK POSITION）下的实际用户体验，而非单纯的自由空间理论值。这一设计哲学直接影响了后续十余年的手机天线设计：厂商必须在人体耦合损耗与辐射效率之间寻求平衡。值得注意的是，标准中GSM/EDGE限值标注为TBD（待定），暴露了2G向3G演进期的标准滞后问题，也促使行业依赖讨论稿进行预合规测试。对于当代从业者，理解该标准的历史脉络有助于把握5G NR OTA测试（如3GPP 38.810）的演进逻辑——从人头模型到手持模式、从单频段到毫米波阵列，测试复杂度呈指数级增长。建议实验室技术人员在解读历史标准时，同步关注CTIA与3GPP最新版本的差异协调，以确保多区域认证的测试效率。
在上期newsletter中,我们介绍了不同标准组织OTA测试标准的异同. 在本次的newsletter中, MORLAB的工程师为客户讲解3GPP/ETSI的测试, 为以后讲解详细测试要求作准备。
3GPP/ETSI测试标准
3GPP一直是电信标准组织中的重要角色, 其全称为3rd-Generation Partnership Project, 它的标准与另一个欧洲标准组织ETSI的标准大多数是等同标准. 在它的OTA测试指导TS 34.114中针对OTA的测试手段及限值进行了详细说明。
在3GPP标准中, 对于自由空间的OTA测试并没有限值定义, 其要求都是在TALK POSITION下进行测试, 而并没有单独对自由空间的状况进行说明。
在最新定版的标准中, 并未正式针对GSM及EDGE进行限值的制定, 其状态仍然是TBD, 因此, 表中限值是根据以往提交的讨论稿中的限值摘抄的. 另外, 3GPP标准是以GSM和FDD进行划分。
一. 测试范围
3Gpp的测试是针对GSM/UMTS单模或双模手机,在通话模式下(指移动台靠近人耳的情况下)进行以下两项测试以验证手机的发射总功率和总接收灵敏度：
1. Total Radiated Power (TRP)
2. Total Radiated Sensitivity (TRS)
测试频率及信道如下表：
Table 4.1: UTRA FDD frequency bands
Table 4.2: UTRA FDD Channels
Table 4.3: GSM frequency bands
Table 4.4: GSM Channels
二．TRP的测量
FDD的TRP测试
测试用的人头模型与典型的SAR测试人头模型相同，组织液成分要求也相同。其摆放如下图所示
测量天线与被测物间必须满足：
TRP的推导公式：
实际计算公式：
TRP测试分为最低要求及平均要求，意即限值分两种给出，一个是最差的限值，一个是平均限值，测试结果如果超出任意一个限值则判定为不合格：
平均值计算方法：
最低限值计算方法：
测试步骤：
• EUT处于最大功率发射
• 贴近人头模型
• 在EUT支持的每一个频段，对高中低三个信道进行测试
• 通过控制EUT的位置，三维空间
• 测量各点的有效辐射功率EIRP，
• 15度步长进行测试
测试要求如下表所示：
GSM的测试要求与FDD基本一致，除了测试频点及频段不同。其限值暂未定。
三．TIS的测量
（下期继续）
常见问题
Q: 3GPP OTA测试为什么只在TALK POSITION下进行，而不测试自由空间？
A: 3GPP TS 34.114标准的设计理念是以用户实际使用场景为核心，手机贴近人耳通话是最常见的使用状态，此时人体头部会对天线性能产生显著影响。标准制定者认为自由空间测试无法反映真实用户体验，因此优先规范通话模式下的TRP和TRS指标，这也成为后续手机天线设计必须考虑人体耦合效应的技术根源。
Q: TRP测试中的最低限值和平均限值有什么区别，如何判断产品是否合格？
A: TRP测试采用双限值判定体系：最低限值要求所有测试方位角中辐射功率最差值不得低于阈值，确保手机在任何握持姿态下都有基本通信能力；平均限值则要求全空间辐射功率的算术平均值达标，反映整体射频性能。只要任一指标超标即判定不合格，这种设计兼顾了通信可靠性与能效平衡。
Q: GSM和FDD的OTA测试限值为何在标准中标注为TBD（待定）？
A: 2007年该标准定版时，GSM/EDGE技术已成熟但3G UMTS正处于快速部署期，标准组织的资源优先向FDD模式倾斜；同时2G向3G的互操作、频段重耕等技术路线存在博弈，导致GSM限值延迟发布。实际认证中实验室多采用3GPP讨论稿或ETSI临时文件作为测试依据，这种标准滞后现象在通信技术代际交替期较为常见。
