Test plans PTCRB: RF, OTA, IMS, data throughput
PTCRB · Pilier
Les exigences de test PTCRB définissent l'ensemble des essais à réaliser pour la certification cellulaire nord-américaine. Elles s'appuient sur les spécifications de conformité 3GPP et sur le plan d'essais OTA de CTIA Certification. Cette page cartographie les documents d'exigences et les catégories d'essais par génération cellulaire.
Architecture des exigences
Section intitulée « Architecture des exigences »PTCRB ne publie pas un test plan monolithique unique. Les exigences sont réparties entre des documents publics (téléchargeables sur ptcrb.com/get-certified) et la base de test cases PTCRB :
- NAPRD03 : le document d'exigences techniques ; il sélectionne les test cases obligatoires
- PPMD (Program Management Document) : le processus de certification et le contrôle IMEI
- PVG.11 : les bandes de fréquences couvertes par les essais
Les test cases eux-mêmes proviennent de spécifications externes :
| Catégorie | Source des exigences |
|---|---|
| RF Conformance | 3GPP TS 36.521-1 (LTE), TS 38.521 (5G NR) |
| Conformité protocole | 3GPP TS 36.523-1 (LTE), TS 38.523-1 (5G NR) |
| RRM | 3GPP TS 36.521-3 (LTE), TS 38.533 (5G NR) |
| Performance rayonnée OTA | CTIA Certification Test Plan for Wireless Device Over-the-Air Performance |
| IMS / VoLTE | Test cases IMS 3GPP si la voix est supportée |
| Interface SIM/USIM | Spécifications de test SIM 3GPP et ETSI |
| Localisation (A-GNSS) | Test cases 3GPP selon les fonctions supportées |
NAPRD03 et la base de test cases sont mis à jour plusieurs fois par an pour intégrer les évolutions 3GPP releases et les nouvelles exigences opérateurs.
RF Conformance, la base 3GPP
Section intitulée « RF Conformance, la base 3GPP »Les tests RF Conformance vérifient que le module respecte les exigences techniques 3GPP sur les bandes cibles. Pour 4G LTE, c'est 3GPP TS 36.521 qui définit la suite complète :
Tests transmitter (TS 36.521-1, section 6)
Section intitulée « Tests transmitter (TS 36.521-1, section 6) »| Essai | Description | Limite typique |
|---|---|---|
| Maximum Output Power | Puissance d'émission maximale par bande/canal | 23 dBm ± 2,7 dB |
| Frequency Error | Erreur de fréquence (stability) | ± 0,1 ppm |
| Modulation Quality (EVM) | Erreur vectorielle de modulation | ≤ 17,5 % pour QPSK |
| ACLR | Adjacent Channel Leakage Ratio | ≥ 30 dB (E-UTRA ACLR) |
| Spectrum Emission Mask | Masque d'émission hors canal | Définitions par bande |
| Spurious Emissions | Émissions parasites | -30 dBm typique |
| Transmit OFF Power | Puissance résiduelle hors transmission | ≤ -50 dBm |
Tests receiver (TS 36.521-1, section 7)
Section intitulée « Tests receiver (TS 36.521-1, section 7) »| Essai | Description | Limite typique |
|---|---|---|
| Reference Sensitivity | Sensibilité de référence par bande | -94 à -100 dBm selon bande |
| Maximum Input Level | Niveau d'entrée maximal | -25 dBm |
| Adjacent Channel Selectivity | Sélectivité de canal adjacent | 33 dB |
| In-Band Blocking | Blocage in-band | -56 dBm |
| Out-of-Band Blocking | Blocage hors bande | Variable par bande |
| Spurious Response | Réponse spurious | -44 dBm |
| Intermodulation | Intermodulation 3ème ordre | -46 dBm |
Pour la 5G NR, c'est 3GPP TS 38.521 qui s'applique, avec des tests supplémentaires pour les nouveautés 5G (beam management, NSA/SA, mmWave).
Tests RRM (Radio Resource Management)
Section intitulée « Tests RRM (Radio Resource Management) »Le module doit également passer les tests RRM (TS 36.521-3 pour LTE) qui vérifient le comportement en gestion des ressources radio :
- Mobility et handovers
- Cell sélection / reselection
- Carrier aggregation
- Discontinuous réception (DRX)
- Power control
Ces tests sont longs (typiquement 2-3 jours en laboratoire) car ils nécessitent de simuler des scénarios réseau complexes.
OTA: Over-The-Air
Section intitulée « OTA: Over-The-Air »Les tests OTA (Over-The-Air) mesurent la performance radio du produit complet dans son boîtier, antennes incluses. Les méthodologies proviennent du CTIA Certification Test Plan for Wireless Device Over-the-Air Performance, adopté par PTCRB.
TRP: Total Radiated Power
Section intitulée « TRP: Total Radiated Power »Mesure la puissance totale rayonnée par le produit dans toutes les directions :
- Mesure en chambre anéchoïque selon le plan d'essais OTA CTIA (sphère complète)
- Échantillonnage 3D du diagramme de rayonnement
- Intégration pour obtenir le TRP en dBm
Les critères TRP sont fixés par bande et facteur de forme par les opérateurs ; ordres de grandeur indicatifs :
- Smartphone : TRP ≥ +14 dBm typique en 4G LTE B2/B4
- Module IoT : TRP ≥ +12 dBm (plus permissif)
- Wearable : TRP ≥ +8 dBm (très petit form factor)
TIS: Total Isotropic Sensitivity
Section intitulée « TIS: Total Isotropic Sensitivity »Mesure la sensibilité totale isotropique du récepteur :
- Mesure de la performance de réception sur toute la sphère
- Intégration pour obtenir le TIS en dBm
Limites TIS typiques :
- Smartphone : TIS ≤ -94 dBm en 4G LTE
- Module IoT : TIS ≤ -90 dBm
EIS: Effective Isotropic Sensitivity (5G mmWave)
Section intitulée « EIS: Effective Isotropic Sensitivity (5G mmWave) »Pour la 5G mmWave, l'EIS remplace en partie le TIS car les antennes patch ne sont pas omnidirectionnelles. La mesure tient compte du beam management.
IMS / VoLTE / VoNR
Section intitulée « IMS / VoLTE / VoNR »Les tests IMS valident la voix sur IP sur réseau cellulaire :
- VoLTE (Voice over LTE): voix sur réseau 4G
- VoNR (Voice over NR): voix sur réseau 5G SA
- Wi-Fi Calling, voix sur Wi-Fi avec basculement cellulaire
Tests inclus :
- Établissement et libération d'appel
- Tenue d'appel pendant les handovers
- Qualité audio (objective et subjective)
- Gestion des urgences (911)
- SRVCC (Single Radio Voice Call Continuity)
- E911, localisation pour appel d'urgence
Les essais IMS ajoutent un temps laboratoire significatif ; le budget dépend des codecs et fonctionnalités testés.
Essais opérateur au-delà de PTCRB
Section intitulée « Essais opérateur au-delà de PTCRB »Interopérabilité et essais terrain
Section intitulée « Interopérabilité et essais terrain »Les tests d'interopérabilité avec les réseaux réels des opérateurs ne font pas partie de la campagne PTCRB elle-même : ils relèvent des programmes d'acceptation opérateur superposés (test réseau TRENDI d'AT&T, campagne d'essais Verizon Open Development, Validation Lab T-Mobile) :
- Tests en réseau opérateur (essais terrain)
- Tests de coexistence avec d'autres bandes
- Tests de transition entre technologies (4G → 5G fallback)
Data Throughput
Section intitulée « Data Throughput »Tests de performance débit dans des scénarios typiques :
- Débit pic descendant (DL throughput)
- Débit pic montant (UL throughput)
- Débit en conditions dégradées (bord de cellule)
- Latence end-to-end
Ces évaluations comptent pour les devices haut débit (smartphones, hotspots) et relèvent des exigences opérateur plutôt que du socle PTCRB ; elles sont allégées pour les modules IoT à bas débit (Cat-M, NB-IoT).
Batterie et consommation
Section intitulée « Batterie et consommation »L'autonomie batterie en tant que telle n'est pas une catégorie de certification PTCRB : les programmes de performance batterie sont distincts (CTIA et exigences opérateur). En pratique, les projets IoT cellulaires valident quand même la consommation en parallèle de la campagne PTCRB :
- Autonomie en veille (idle)
- Autonomie en communication (voix, data)
- Consommation typique par mode 3GPP (PSM, eDRX pour IoT)
Particulièrement important pour les devices IoT longue autonomie (capteurs sur pile, équipements solaires) où une caractérisation étendue de PSM/eDRX est nécessaire.
Service-specific tests
Section intitulée « Service-specific tests »Selon le profil de service, des tests supplémentaires :
eCall (automobile)
Section intitulée « eCall (automobile) »Pour les modules destinés à l'eCall automobile (exigence 112 européenne, testée surtout via les schémas européens) :
- Tests eCall in-band modem
- Gestion de la SIM eCall dédiée
- Activation automatique en cas d'accident
- Pré-écoute et conversation vocale
Assisted GPS / Network-Based Location
Section intitulée « Assisted GPS / Network-Based Location »Pour les services de localisation :
- A-GPS / A-GNSS assisté
- Network-based location (CID, RSSI)
- LPP (LTE Positioning Protocol)
- Performance en intérieur
M2M / IoT specific tests
Section intitulée « M2M / IoT specific tests »Pour les modules M2M spécifiques :
- AT command compliance
- Configuration over-the-air
- Provisioning automatique
Catégories d'essais par génération
Section intitulée « Catégories d'essais par génération »Le tableau de référence rapide :
| Technologie | Catégories d'essais principales 2026 |
|---|---|
| 2G GSM | Legacy, test cases retirés des exigences actuelles |
| 3G UMTS | Legacy, limité |
| 4G LTE Cat-1+ | Conformité RF + protocole, OTA, IMS si voix, extras selon profil |
| 4G Cat-M | Conformité RF + protocole Cat-M, OTA réduit, comportement PSM/eDRX |
| 4G NB-IoT | Conformité RF + protocole NB-IoT, comportement PSM/eDRX |
| 5G NSA | Conformité RF + protocole 5G NSA, OTA, IMS si VoNR |
| 5G SA | Conformité RF + protocole 5G SA, OTA, IMS VoNR |
| 5G mmWave | Conformité RF FR2, OTA mmWave (méthodes EIS) |
Plateformes de test
Section intitulée « Plateformes de test »Les laboratoires PTCRB utilisent des plateformes validées via le processus de validation de test cases du PVG :
- Anritsu MD8475A (legacy), ME7834NR (5G NR)
- Rohde & Schwarz CMW500 (4G/5G NSA), CMX500 (5G SA + NR)
- Keysight UXM 5G (E7515B)
- Chambres anéchoïques accréditées CTIA pour les tests OTA
Le choix de la plateforme dépend de l'opérateur et de la technologie. Le module testé doit pouvoir interagir directement avec ces plateformes via son AT command set.
En résumé
Section intitulée « En résumé »Les exigences PTCRB combinent la conformité RF, protocole et RRM 3GPP avec la performance rayonnée OTA CTIA, plus les test cases IMS, SIM/USIM et localisation selon les fonctions supportées. Pour un produit cellulaire complet :
- NAPRD03 et la base de test cases définissent ce qui s'applique à votre produit
- Délai laboratoire : typiquement plusieurs semaines à quelques mois selon la complexité
- Budget : déterminé par les bandes et technologies ; demandez des devis laboratoire tôt
Pour la mise en pratique, voir Procédure PTCRB et Tests requis.
Voir aussi
Section intitulée « Voir aussi »- Recharge VE : IEC 61851, ISO 15118, OCPP : backhaul cellulaire OCPP et profils 3GPP rencontrés sur les bornes VE.
- Conception d'antennes et adaptation d'impédance : fondamentaux antenne derrière les performances OTA.
- Conception PCB pour la CEM : règles de layout qui protègent les marges RF Conformance.
- Types de chambres CEM : SAC, FAR, OATS, réverbérante : environnements d'essai pour RF rayonné et OTA.
- Étalonnage et incertitude de mesure (GUM) : budget d'incertitude derrière les limites 3GPP RF Conformance.
Sources & références
- PTCRB NAPRD03 and PPMD (Get Certified) , PTCRB / CTIA www.ptcrb.com/get-certified/
- 3GPP Test Specifications , 3GPP www.3gpp.org/specifications-technologies/specifications-by-series
- CTIA Certification (OTA test plan) , CTIA ctiacertification.org/