3GPP RF Conformance: TS 36.521 et 38.521 pour LTE et 5G NR

Auteur Hugues Orgitello Mis à jour le 27 mai 2026 ~13 min de lecture

Guide · 3GPP RF Conformance

Les specifications TS 36.521 (LTE) et TS 38.521 (5G NR) constituent le referentiel unique du 3GPP pour la conformite radioelectrique des terminaux cellulaires. Elles posent les seuils RF, les sequences d'essais et le format applicatif que tous les schemas de certification cellulaire reprennent ensuite: PTCRB en Amerique du Nord, GCF hors Amerique du Nord, et l'ensemble des programmes d'acceptance operateur tier-1 (AT&T NAFI, Verizon OPC, Deutsche Telekom, NTT Docomo, China Mobile). Cette page decrit l'architecture en trois parties des specifications TS xx.521, leur relation avec TS xx.523 et TS xx.508, le perimetre TX et RX, la separation FR1 et FR2 en 5G NR, l'architecture des bancs d'essai en callbox, et les ecueils recurrents observes sur les premiers dossiers.

Une architecture documentaire 3GPP en couches

Le 3GPP ne publie pas une specification monolithique pour la conformite UE. Elle est decomposee en cinq documents qui s'enchainent et se referencent mutuellement. La meme architecture est reproduite pour LTE (serie 36) et pour 5G NR (serie 38).

Specification	Titre court	Perimetre	Famille LTE	Famille NR
TS xx.521-1	RF	Emetteur et recepteur RF du UE	TS 36.521-1	TS 38.521-1 (FR1) / TS 38.521-2 (FR2)
TS xx.521-2	RRM	Radio Resource Management, mobilite	TS 36.521-2	TS 38.521-2 (RRM NR)
TS xx.521-3	RF and Demod conditional	Carrier aggregation, MIMO, modes avances	TS 36.521-3	TS 38.521-3
TS xx.523	Signalisation	Sequences couche 3 RRC et NAS	TS 36.523	TS 38.523
TS xx.508	Application format	Format formel des cas de test	TS 36.508	TS 38.508

Lecture pratique: un cas d'essai cite dans TS 36.521-1 (par exemple "Maximum Output Power for QPSK in Band 2") ne se suffit pas. Le laboratoire le rend executable en s'appuyant sur TS 36.508 pour le format, TS 36.523 pour la sequence de signalisation amont avec le callbox, et eventuellement TS 36.521-3 pour les variantes en agregation. Ignorer cette pile documentaire conduit a interpreter un cas de test isolement et a executer un essai non-conforme.

TS xx.521-1, le coeur RF

TS 36.521-1 et TS 38.521-1 portent l'essentiel de la conformite radioelectrique d'un terminal cellulaire. Le contenu se separe en deux blocs: caracteristiques d'emetteur et caracteristiques de recepteur.

Caracteristiques de l'emetteur

Chaque essai est mesure par bande, par largeur de canal (channel bandwidth), par mode duplex (FDD ou TDD) et par configuration de modulation. La matrice grossit rapidement quand le produit declare plusieurs bandes.

• UE Maximum Output Power. Puissance maximale emise par classe de UE, sous tolerance specifiee par TS 36.521-1 ou TS 38.521-1 selon la famille. Le seuil depend de la classe de puissance et de la bande.
• EVM (Error Vector Magnitude). Mesure la qualite de modulation. Exprime en pourcentage, plafonne par modulation (QPSK, 16-QAM, 64-QAM, 256-QAM). Une EVM trop elevee revele un PA sature ou un filtrage RF deficient.
• ACLR (Adjacent Channel Leakage Ratio). Mesure la fuite vers les canaux adjacents. Critique pour la coexistence multi-bandes et pour la coexistence inter-operateurs.
• OBW (Occupied Bandwidth). Mesure de la bande effectivement occupee par le signal, devant rester sous une largeur reglementaire.
• Spectrum Emission Mask (SEM). Masque d'emission hors canal a respecter point par point en frequence.
• Spurious Emissions. Emissions parasites hors bande et harmoniques.

Caracteristiques du recepteur

• Reference Sensitivity (REFSENS). Sensibilite de reference du recepteur, plancher en dBm a respecter pour atteindre un taux de bloc errone (BLER) cible. C'est l'essai recepteur le plus connu et le plus surveille en design.
• ACS (Adjacent Channel Selectivity). Capacite a recevoir un signal utile en presence d'un brouilleur sur le canal adjacent.
• Blocking (in-band, out-of-band, narrow-band). Robustesse face a un signal interferent fort hors canal.
• Intermodulation. Reponse a deux brouilleurs simultanes qui generent un produit d'intermodulation dans la bande utile.
• Spurious Response. Mesure des raies de reponse parasite du recepteur.
• In-band Selectivity. Selectivite a l'interieur de la bande active.

Chaque essai recepteur est conduit a un BLER cible (typiquement 5% ou 10% selon le cas), au niveau d'entree minimum requis, avec un signal de brouillage caracterise. Le banc utilise un generateur de signal interferent en plus du callbox.

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TS xx.521-2, le RRM

TS 36.521-2 et TS 38.521-2 verifient le Radio Resource Management du UE: ce que fait le terminal lorsque le reseau evolue autour de lui. Les essais ne mesurent pas une grandeur RF brute, mais un comportement protocolaire avec une exigence de temps de reaction.

• Cell selection et reselection. Choix initial d'une cellule, basculement vers une autre cellule en mode idle quand le rapport signal/bruit le justifie.
• Handover. Bascule en mode connecte vers une cellule voisine intra-frequence, inter-frequence, inter-RAT (par exemple LTE vers NR), inter-band.
• Power Control. Ajustement de la puissance d'emission UE selon les ordres du reseau, avec une precision et une dynamique specifiees.
• Discontinuous Reception (DRX). Comportement en cycle d'ecoute discontinue, dont depend l'autonomie des produits IoT en couverture stable.
• Timing Advance. Reglage du retard d'emission UE en TDD pour caler les bursts dans la trame.

La duree de la campagne RRM en laboratoire reste un poste lourd: les sequences de handover multi-cellule, les transitions inter-RAT et les tests de mobilite assistee exigent des heures de banc par combinaison de bandes.

TS xx.521-3, le conditionnel et les modes avances

TS 36.521-3 et TS 38.521-3 isolent les essais conditionnels: ils s'appliquent uniquement si le produit declare la fonction concernee. La partie est lourde car la diversite de combinaisons explose en 4G LTE-Advanced et plus encore en 5G NR.

• Carrier Aggregation (CA). Agregation de plusieurs porteuses, intra-band contiguous, intra-band non-contiguous, inter-band. Chaque combo de bandes declare ouvre un sous-ensemble de cas.
• MIMO. Multiple-Input Multiple-Output, 2x2, 4x4, parfois 8x8 en NR. Demodulation conditionnelle a la configuration d'antennes.
• Higher-order modulation. 256-QAM, 1024-QAM cote downlink, conditionnel a la capacite UE declaree.
• EN-DC (E-UTRA NR Dual Connectivity). Combinaison simultanee LTE ancre et NR pour 5G NSA. Cas de test specifiques sur la coexistence en transmission simultanee LTE plus NR sur le meme UE.
• Demodulation performance. Performances de demodulation en conditions degradees (canaux fading), avec exigences de throughput minimum.

Le test plan PTCRB ou GCF retenu n'execute que les essais conditionnels declares par le fabricant via la matrice de capacite. Sur-declarer entraine un volume d'essais inutile, sous-declarer fait echouer un audit ulterieur.

TS xx.523 et TS xx.508, le tissu d'execution

TS 36.523 et TS 38.523 contiennent la signalisation des cas de test, c'est a dire les sequences de messages echanges entre UE et reseau emule par le callbox: messages RRC (Radio Resource Control), NAS (Non-Access Stratum), parametres systeme broadcastes, attaches initiaux. Chaque cas de TS xx.521-1 ou TS xx.521-2 reference une procedure de signalisation aval definie dans TS xx.523.

TS 36.508 et TS 38.508 definissent le format applicatif des cas de test, c'est a dire la structure formelle utilisee par tous les autres documents. Un laboratoire qui automatise les essais s'appuie sur TS xx.508 pour ecrire le pilote du callbox conformement, et TS xx.508 sert egalement de reference pour valider qu'un automaticien (TTCN-3 ou outillage proprietaire) reproduit fidelement le cas 3GPP.

Sans TS xx.508 et TS xx.523, les essais de TS xx.521-1 ne sont pas executables, et les rapports ne sont pas tracables a un cas 3GPP precis.

4G LTE et 5G NR, deux familles paralleles

La structure documentaire est identique, le contenu RF differe. Voici la grille de correspondance utilisee dans les test plans PTCRB et GCF pour citer les references.

Generation	Bande de frequence	Specification RF principale	Mode dominant
LTE (4G)	Bandes 1 a ~88 (FDD), 33 a ~53 (TDD)	3GPP TS 36.521-1	Conduit (cable), OTA si UE sans port
5G NR FR1	n1 a ~n107 sub-6 GHz	3GPP TS 38.521-1	Conduit, OTA en design integre
5G NR FR2	n257, n258, n260, n261, n262 mmWave	3GPP TS 38.521-2	OTA obligatoire
5G NR NSA	Ancrage LTE + NR	Combinaison TS 36.521-1 + TS 38.521-1	Cas EN-DC dedies
GSM (2G)	850, 900, 1800, 1900 MHz	TS 51.010	En sunset, retire de nombreux test plans

Pour un produit 5G NSA, la conformite se construit en citant les deux familles de specifications, parce que la 5G NSA repose sur un ancrage LTE actif. Pour un produit 5G SA pur, seule la famille 38.521 est mobilisee, mais la realite du marche reste largement NSA en 2026.

FR1 et FR2, deux methodes de mesure

La 5G NR introduit une separation methodologique a fort impact instrumental.

FR1 (Frequency Range 1, sub-6 GHz). Methodologie classique heritage LTE. Mesure conducted (cable) lorsque le UE expose un port d'antenne (modules cellulaires industriels), mesure OTA en chambre anechoique sinon (produits a antennes integrees, terminaux compacts).

FR2 (Frequency Range 2, mmWave au dela de 24 GHz). TS 38.521-2 impose la mesure OTA exclusivement, parce que les antennes mmWave sont integrees dans le module RFIC et qu'aucun port d'antenne externe accessible n'est realiste a ces frequences. Cela impose une chambre OTA dediee, un positionnement angulaire precis du UE, un etalonnage RF mmWave, et un budget instrumental significatif. La taille du parc OTA FR2 reste reduite en Europe et en Amerique du Nord, ce qui devient un facteur de calendrier des qu'un produit mmWave est dans le scope.

Un produit 5G FR1 seul evite cette contrainte. Un produit FR1 plus FR2 cumule les deux types d'instrumentation et les deux campagnes de mesure.

Architecture d'un banc TS xx.521-1

Quel que soit le schema de certification cible, le banc d'essais TS xx.521-1 partage la meme architecture: un emulateur reseau (callbox), un dispositif de couplage RF avec le UE, des instruments de mesure et un controleur d'automatisation.

Element	Role	Plateformes typiques
Callbox signalling	Emule eNB (LTE) et gNB (NR), gere RRC, NAS, attache, scheduling	Anritsu MT8000A, R&S CMX500, Keysight UXM 5G
Lien RF	Couple le UE au callbox en conducted ou en OTA	Cables RF calibres ou chambre OTA CTIA / 3GPP
Generateur de brouillage	Fournit les signaux interferents pour ACS, blocking, intermodulation	Generateurs vectoriels dedies
Analyseur de spectre	Mesure ACLR, SEM, spurious	Analyseurs RF couvrant la bande visee (sub-6 ou mmWave)
Chambre OTA	Mesure TRP, TIS, beam, FR2	Chambres anechoiques 3GPP ou CTIA
Controleur d'essais	Sequence automatiquement les cas TS xx.521-1 conformes TS xx.508	Software callbox + automatisation TTCN-3

Le callbox signalling est le poste central. Sans capacite signalling, on ne peut pas amener le UE dans l'etat reseau requis par chaque cas de test (RRC_CONNECTED dans une configuration donnee). Les analyseurs de spectre seuls ne suffisent pas et ne peuvent pas certifier TS xx.521-1.

Conducted (cable) vs OTA (essai cabine)

Deux configurations de couplage RF coexistent.

Conducted (cable). Le UE est relie au callbox par un cable RF connecte a son port d'antenne. Methode preferee quand un port d'antenne accessible existe (modules industriels, evaluations debug). Donne des resultats reproductibles avec une incertitude de mesure minimale.

OTA (Over-The-Air, essai cabine). Le UE est place dans une chambre anechoique, l'antenne integree est utilisee telle quelle. Methode obligatoire pour les produits sans port d'antenne externe et pour FR2 mmWave. Mesure plus realiste vis a vis de l'experience utilisateur, mais incertitude de mesure plus elevee et exigence d'etalonnage de chambre rigoureuse.

Les schemas PTCRB et GCF acceptent les deux methodes dans le cadre defini par TS 36.521-1 et TS 38.521-1. Un produit cellulaire IoT sans port d'antenne accessible (gateway compact, tracker, terminal medical) sera essaye en OTA, avec les volets de chambre adaptes a la classe de UE.

CA et EN-DC, le multiplicateur de matrice

Les modes Carrier Aggregation et EN-DC sont les sources principales d'inflation de la matrice de test.

Carrier Aggregation. Chaque combinaison de bandes declare un sous-ensemble de cas. Une declaration "B2+B4" en LTE ouvre des essais que la declaration "B2" et "B4" seules n'incluent pas. La table des combos de bandes 3GPP recense des centaines d'options pour LTE, plusieurs centaines en NR.

EN-DC. Pour 5G NSA, chaque combinaison "LTE-band + NR-band" forme un combo EN-DC declare separement, avec ses cas de test propres dans TS 36.521-1 (cote LTE ancre) et TS 38.521-1 (cote NR). Un produit qui declare LTE B2, B4, B5, B12, B30, B66 plus NR n5, n66, n77 multiplie tres vite la matrice d'essais.

Le perimetre de declaration est donc une decision structurante projet, qui pese sur le calendrier et le budget de la campagne. Voir tests PTCRB pour la deconstruction des familles d'essai dans le test plan PTCRB.

Ou PTCRB et GCF s'inserent par dessus

PTCRB et GCF ne reecrivent pas 3GPP. Ils s'appuient sur TS 36.521 et TS 38.521 comme reference technique, et ajoutent par dessus une gouvernance (PVG cote PTCRB, CAG cote GCF), une liste de bandes prioritaires, une liste de laboratoires reconnus, un format de certificat (EPC cote PTCRB, declaration cote GCF) et des sequences administratives.

Niveau	Reference technique	Gouvernance	Geographie dominante
3GPP	TS 36.521, TS 38.521, TS xx.523, TS xx.508	3GPP TSG RAN WG5	Mondial (specifications)
PTCRB	Test plans bases sur TS 36.521 et TS 38.521	PTCRB Validation Group	Amerique du Nord
GCF	Test plans bases sur TS 36.521 et TS 38.521	Certification Agreement Group	Europe, Asie, MENA
Acceptance operateur	Surensemble PTCRB / GCF, plus interop reseau	Operateur (AT&T NAFI, etc.)	Reseau de l'operateur

Les schemas operateur (AT&T NAFI, Verizon OPC, Deutsche Telekom IoT, NTT Docomo, China Mobile / Telecom / Unicom) reposent sur PTCRB ou GCF comme socle et ajoutent des essais d'interoperabilite reseau (throughput, attach behaviour, IMS, eSIM). Voir standards PTCRB pour la liste detaillee des test plans PTCRB et leur correspondance 3GPP.

La question des Releases 3GPP

Une specification TS 36.521 ou TS 38.521 n'a de sens qu'avec son numero de version, qui correspond a une Release 3GPP.

• Release 15. Premiere Release NR (NSA puis SA). Reference pour les premiers deploiements 5G commerciaux.
• Release 16. Ajouts NR-Light, V2X, positioning, NR-U (NR sur spectre non licencie).
• Release 17. RedCap (Reduced Capability), NR-Light pour IoT industriel et wearables, ajouts FR2 etendus.
• Release 18. Premiere Release 5G-Advanced, MIMO ameliore, AI/ML en RAN.

Un test plan PTCRB ou GCF cite la Release et la version de TS xx.521 qu'il prend en reference. La meme bande peut avoir un seuil RF ajuste, un cas de test ajoute, modifie ou retire entre deux Releases. Le suivi de version est non-negociable: un dossier "conforme TS 38.521-1" sans version peut etre rejete par un laboratoire ou un operateur. Voir pieges PTCRB pour la liste des erreurs de version observees en soumission.

Pieges frequents en TS xx.521

Spec sans version citee. Le dossier mentionne "TS 38.521-1" sans numero de version ni Release. Pour une campagne reelle, le numero de version (par exemple V17.x.y) doit etre cite. Sans cela, le laboratoire choisit, ce qui declenche une boucle de validation a l'audit.

Sous-declaration de capacite. Le fabricant omet une combinaison de bandes EN-DC ou une combinaison CA effectivement supportee par le module. Le produit fonctionne en deploiement, mais l'audit operateur revele l'absence du cas de test correspondant, et le produit est retire de la liste IMEI active.

Confusion FR1 et FR2. Un produit declare 5G NR FR1 seul est essaye en TS 38.521-1, sans recours a TS 38.521-2. Si le module est en realite FR1 plus FR2 (ce qui arrive sur les chipsets en derivation produit), une partie du contenu radio n'est pas couverte.

REFSENS au plancher. La sensibilite de reference passe juste a la limite. Toute degradation thermique, vieillissement antenne ou variation de production amene une partie des produits sous la limite, avec un taux d'echec en production qui croit. Le bon design vise une marge confortable sur REFSENS et non l'egalite avec le seuil.

ACLR ecrase par un PA agressif. L'optimisation PA (Power Amplifier) pour atteindre la puissance maximale comprime le signal et viole le seuil ACLR. Symptome typique d'un PA sous-dimensionne, qu'on rattrape generalement par un back-off PA au prix d'une puissance utile reduite.

Banc sans signalling. Equipe d'un analyseur de spectre seul, le laboratoire mesure le spurious mais ne peut pas executer un cas TS 36.521-1 dans son integralite. Le scope reel necessite un callbox signalling (Anritsu, R&S, Keysight). Pre-tests utiles, non valides pour PTCRB ou GCF.

Chambre OTA mauvaise classe. Un produit FR2 mmWave essaye en chambre FR1 sub-6 GHz: incertitude de mesure inacceptable, etalonnage hors plage, resultats invalides. La chambre OTA doit couvrir la plage de frequence exacte du produit.

Reference a TS xx.521-1 sans TS xx.508 / TS xx.523. Le rapport cite uniquement TS xx.521-1 sans renvoi a TS xx.508 ni TS xx.523, donc sans tracabilite de la sequence d'execution. Un audit serieux remonte l'absence.

Suivi de version absent au lifecycle. Le produit a passe TS 38.521-1 V16.x.y, puis une mise a jour stack module apporte un comportement modifie par TS 38.521-1 V17.x.y. Sans plan de re-evaluation, le produit derive du referentiel sans declenchement de re-certification.

Lien avec les autres schemas

3GPP TS 36.521 et TS 38.521 servent de socle aux trois familles de certification cellulaire que rencontre un produit IoT:

1. PTCRB, en Amerique du Nord, via PTCRB scope et tests PTCRB.
2. GCF, hors Amerique du Nord, qui partage la base technique 3GPP.
3. Acceptance operateur: AT&T NAFI, Verizon OPC, Deutsche Telekom IoT, China Mobile / Telecom / Unicom, NTT Docomo, etc.

La regularite de l'architecture (cinq parties TS xx.521-1, TS xx.521-2, TS xx.521-3, TS xx.523, TS xx.508) facilite la transposition entre familles 4G LTE et 5G NR FR1 / FR2. Pour le vocabulaire (UE, eNB, gNB, RRC, NAS, RRM, EVM, ACLR, REFSENS, CA, EN-DC, FR1, FR2, NSA, SA), voir le glossaire spilma.

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Sources & références

1. 3GPP TS 36.521-1, LTE UE conformance specification, Part 1: RF , 3GPP www.3gpp.org/dynareport/36521-1.htm
2. 3GPP TS 38.521-1, NR UE conformance specification, FR1 standalone , 3GPP www.3gpp.org/dynareport/38521-1.htm
3. PTCRB Certification Program , PTCRB www.ptcrb.com/
4. GCF, Global Certification Forum , GCF www.globalcertificationforum.org/
5. 3GPP Specifications by series , 3GPP www.3gpp.org/specifications-technologies/specifications-by-series
6. 3GPP TS 38.521-2, NR UE conformance specification, FR2 standalone , 3GPP www.3gpp.org/dynareport/38521-2.htm