FR1的 OTA测试（三）TRS

今天我们继续来看FR1终端的TRS测试，相比于TRP测试，TRS要复杂一些，难测一些。根本原因在于：TRP是测最大，TRS是测最小，探底就需要在不断的试探中来回拉扯，因此更加耗时费力。

01、FR1终端的平均TRS要求

上一篇我们说了FR1终端的平均TRP的测试要求，在接收端，也仍然定义了平均TRS的计算公式如下：

〖TRS〗_average=10log⁡[6/(1/〖10〗

^(P_(left_low)/10) +1/〖10〗

^(P_(left_mid)/10) +1/〖10〗

^(P_(left_high)/10) +1/〖10〗

^(P_(right_low)/10) +1/〖10〗

^(P_(right_mid)/10) +1/〖10〗

^(P_(right_high)/10) )]

这里P：代表每个场景/信道组合下的TRS功率（dBm）；其他的意思跟TRP的相同。六种组合，仍然是左手低信道、左手中信道、左手高信道、右手低信道、右手中信道、右手高信道，分别测出TRS，然后将每个TRS（dBm）测量值，代入上式求和取平均，再取log得到最终的TRS结果。

虽然和TRP的公式结构很像，也是对6组数据进行处理，但显然平均的算法不太一样，是取倒数后相加再取倒数平均。这也源自于TRS（或TIS）本身的计算公式，可以参看一下以前的TIS的计算公式 。

TRS的指标情况如何呢？

下面仍然给出n1频段在Browsing浏览模式下的平均TRS测试要求，场景是“HL and HR”，也就是左右和右手模型。

                         Power Class 3 平均TRS (dBm) 频段 带宽 (MHz) 模型场景  UE宽度≤ 72mm  UE宽度 > 72mmn1   15       HL and HR    -89-TT     -88.5-TT

下面再给出BHHL and BHHR场景下的平均TRS要求。可知在头+手模型下，平均TRS指标比Browsing模式下仅仅使用手模型指标宽松了1.5dB。其他频段，也同样是单手模型比头+手模型要严格1dB以上，有些频段甚至严格了近4dB。

                          Power Class 3 平均TRS (dBm) 频段 带宽 (MHz) 模型场景     UE宽度≤ 72mm  UE宽度 > 72mmn1   15     BHHL and BHHR    -87.5-TT     -87-TT

低、中、高信道则按照下表中的参数进行配置。表格太长，这里也仅给出了n1频段作为举例。高、中、低信道号与TRP相同。

02、方向性暗室的TRS测试方法

类似上一篇TRP的测试方法一，即方向性暗室测试法。环境是相同的，在上一篇中已经给出相关的环境图片。但需要补充一下FR1终端OTA测试的最小距离。其实之前也提到过，由于推送的时间比较久远了，我们再来复习一下。

测试距离定义为：从静区中心到测量探头 / 测量天线口径的距离，如下图所示。

但最小测试距离是不是仅限于我们熟知的远场距离的计算公式呢？并不是，而是取以下三项限值中的最大值。关于这一点，可以参考一下之前的远场距离是10λ还是2D^2/λ和远场距离除了10λ和2D^2/λ还有别的吗？

- 相位不确定度限值：RQZ+2Drad2/l

- 幅度不确定度限值：3D

- 感应近场限值：RQZ+2l

式中：RQZ为静区半径，即RQZ=D/2, Drad为有效辐射口径直径。对于静区尺寸 D=30cm 的 TRP‑TRS OTA 测试系统，最小测试距离计算规则：1 GHz 以下，Drad取 30 cm；在 1 GHz～7.125 GHz 区间，Drad从 30 cm 线性下降至 5 cm。下表最后一列即为静区尺寸30cm的NR FR1 TRP‑TRS OTA系统对应的最小测试距离。

单次TRS的测量过程，相比于TRP来说是比较麻烦的。如果单次TRP测量可以在20分钟内完成，那么TRS一般就至少要两倍的时间。再加上经常容易出现断链的情况，所以还可能更久。

为什么会断链呢？

这跟TRS的测试方法和过程有很大关系，我们开篇就说了，为了找到TRS的最小值，需要不断地试探拉扯，在这过程中，尤其是到了接近极限值的状态下，链路就很可能会崩。

标准中给出了三种TRS的测试方法，我们先来看：

方法一：TRS的传统测量方法：

总辐射灵敏度TRS，是通过在上篇所示的三维球面空间多点采样其有效各向同性灵敏度（EIS）得到的。这个通用的测试流程适用于各类终端，例如智能手机、RedCap终端以及头戴设备。

有效各向同性灵敏度（EIS，即接收机灵敏度测量）定义为：在终端天线端口输入的最小下行信号功率，该功率需保证数据吞吐率大于等于参考测量信道（RMC）最大吞吐率的 95%，这一点跟我们之前学习的传导接收机灵敏度是一样的。进行 TRS 测量时，终端也需设置为最大发射功率。

传统TRS方法测量步骤如下：

将被测终端按要求放置在静区（QZ）内。

通过测量天线将综测仪与被测终端连接。

TRS 测试过程中应开启终端在该频段支持的全部接收通道（最大接收天线数）。

SA场景：综测仪与终端应按照TS 38.521‑1 以及TS 38.508‑1进行配置。EN‑DC（LTE‑NR 双连接）场景：综测仪与终端应按照TS 38.521‑3、TS 38.508规定的默认参数。LTE与NR上行功率采用 50%:50% 功率分配方式，即：

• • • PC3：p-MaxEUTRA-r15 = 20 dBm，p-NR-FR1 = 20 dBm；
    • PC2：p-MaxEUTRA-r15 = 23 dBm，p-NR-FR1 = 23 dBm。

相比于传导测试，有如下额外要求：在每一个采样点，通过调整下行信号电平，找到满足吞吐率≥指定 RMC 最大吞吐率 95% 的最小功率电平，以此确定每个点的 EIS；当射频功率电平接近 NR 灵敏度门限时，下行功率调整步长不得大于 0.5 dB。区别在于传导只测到满足一个门限值即可，但TRS需要找到每个球面点的最佳灵敏度值。因为最终的判定是靠所有点的EIS加权处理之后来进行的。

TRS 结果采用以下公式计算。上报的 TRS 值需要根据最终功率步进搜索量做修正，并在测试报告中注明该修正项。因为这种使用固定步长去搜索达标功率的方法，天然存在半个步长量级的固有偏差，因此要修正。

所以在不断降低下行功率的过程中，被测终端就很容易发生断链的情况，重新建链往往需要手动执行，就耗时费力了。

于是，3GPP又给出了一种替代的方法。这个替代方法的核心是：

方法二：基于多项式插值的EIS线性拟合，

EIS是通过测量+拟合计算得出而并不是单纯靠降低功率逐点测量来搜索EIS。SA和EN‑DC同样都适用。

步骤如下：

在第一个球面网格点或者任意选定的初始参考位置，采用极小功率步长（例如0.1dB）开展EIS搜索，在灵敏度阈值附近足够宽的下行功率区间（例如1dB）采集下行功率–吞吐率曲线。

根据步骤1结果，采用曲线拟合得到n阶最优多项式，表征被测终端的灵敏度响应特性。

在每个网格点按照TS 38.521‑1流程测量EIS，使用允许的最大功率步长（即 0.5 dB）；每个网格点最终EIS值采用步骤2算出的多项式系数插值得到。

将步骤3得到的全部网格点EIS值，按照积分计算得到TRS。

这个方法的优点是，能少测一些点，快一些，而且TRS无需修正，因为多项式插值替代法消除了这个离散步进带来的偏差。但缺点是不一定准确，如下图所示：为灵敏度附近下行步长 0.5 dB 的一组吞吐率测量结果。经典方法记录最后一个达标的下行功率电平EIS（绿色圆点）；可选的多项式插值EIS线性拟合方案，利用前面得到的多项式，对最后一组达标（绿色）和不达标（红色）下行功率做插值，取95%最大吞吐率对应的插值 EIS（蓝色星点）作为结果。

方法三：是针对 XR 设备的低上行功率方案，

是一种单点偏移测试法（SPOT）。它是为解决XR设备在最大发射功率下耗电、续航不足问题：可以先在最大发射功率下执行SPOT测试，然后再利用该结果对低上行功率条件下测得的TRS做换算。低发射功率设定为10dBm。最终大功率TRS，利用峰值EIS方向差值做偏移修正得到。需要采集的一个是最大功率情况下单点EIS，一个是低功率状态下全球面网格的EIS。详细测试步骤如下：

1. 按照传统方法进行TRS测量，唯一改动的是被测终端上行功率配置为10 dBm；采用积分方式计算 TRS，该结果记为TRSlow_power。

2. 从步骤 1 结果中，找到终端辐射灵敏度最优的峰值EIS位置与极化方式；该位置、极化下得到的 EIS 记为EISlow_power。再将终端配置为满功率发射，在同一个峰值位置、同一极化下测量得到EISmax_power。

3. 计算峰值 EIS 方向差值：delta=EISlow_power-EISmax_power 最终最大功率 TRS：TRSMax_power = TRSlow_power- delta。

方法三是否同样适用于可穿戴RedCap终端还处于FFS阶段。

03、TRS的混响室测试方法

与TRP的混响室测试环境是一样的，测试流程如下：

1. 将被测终端放置于测试区域内。

2. 确认终端工作在最大发射功率状态。

3. 在TS 38.521‑1测试要求的基础上，同样要在每一个采样点确定“EIS”—调整下行信号电平，找到满足吞吐率≥指定RMC最大吞吐率 95% 的最小功率电平；射频功率接近NR灵敏度门限时，下行功率调整步长不得大于 0.5 dB。至少采用【100】个互不相关的测量采样点。

4. 单次TRS 结果采用以下公式计算：

式中：

Pref为固定测量天线的参考功率传递函数；

R 为固定测量天线的反射系数；

C为测量接收机到固定测量天线之间线缆的路径损耗；

PBSS(m)为基站模拟器输出功率：在某一搅拌采样状态下，调整该输出功率，使被测终端达到规定吞吐率。

与方向性暗室不同的地方，在于每个不相关采样点是由一维转台和搅拌器姿态共同决定的。而不是上一篇中固定的方向性暗室等采样间隔所需的266个采样点。标准上所要求的100个不相关的采样点，其实也可以减小，根据最终TRS值的收敛情况，可以提前结束采样。因此时间上还是有一定的优势，但相比于混响室的TRP测试，还是要长很多的。也同样由于降功率而易发生断链。

混响室的容积应足够大，保证在最低工作频率下能够激励出满足指标精度要求的模式数量。如果测量过程中终端可以在转台上移动，则混响室容积要求可以降低。 除腔体物理尺寸要求外，混响室的有效测试空间还需满足间距要求：参考天线/被测件距离腔壁、模式搅拌器以及腔体内其他电磁反射物体至少为半个波长（λ/2）。