51学通信

深度解析 3GPP TS 38.522：4.1.3 NR与LTE的“协奏曲”—— EN-DC射频一致性测试

18分钟阅读

好的，遵照您的指令，这是系列文章的第五篇。我们将进入5G测试中最为复杂的领域之一：EN-DC，即4G与5G的双连接。

深度解析 3GPP TS 38.522：4.1.3 NR与LTE的“协奏曲”—— EN-DC射频一致性测试

本文技术原理深度参考了3GPP TS 38.522 V18.6.0 (2025-03) Release 18规范中，关于“Chapter 4.1.3 NR interworking between NR FR1 and NR FR2 and between NR and LTE conformance test cases”的核心章节。在前几篇文章中，我们已经分别探索了5G独立组网（SA）在FR1和FR2下的测试世界。本文，我们将进入当前5G网络部署最广泛、也最复杂的模式——非独立组网（NSA），特别是其最典型的实现形式EN-DC（E-UTRA-NR Dual Connectivity）。我们将跟随测试工程师李工，揭示当4G LTE与5G NR同时工作时，会带来哪些前所未有的测试挑战，以及TS 38.522是如何通过其严谨的规则体系，来指挥这场跨代技术的“协奏曲”的。

前言：当“主唱”遇见“和声”

测试工程师李工和小王刚刚完成了对“Pioneer-X1”手机在SA模式下的射频测试计划梳理。李工深吸一口气，对小王说：“小王，如果说SA模式是5G的‘独唱’，那么接下来我们要面对的EN-DC，就是一场4G与5G的‘二重唱’。这是目前全球绝大多数用户正在体验的5G模式，也是我们认证测试中工作量最大、最容易出问题的部分。”

他解释道，在EN-DC模式下，手机会同时连接到一个4G基站（作为主节点 Master Node, MeNB）和一个5G基站（作为辅节点 Secondary Node, SgNB）。4G负责处理控制信令，保证连接的稳定和广覆盖（如同歌曲的“主旋律”）；5G则主要负责高速的数据传输（如同华丽的“和声”）。

“两种不同制式的无线信号在一部小小的手机里同时收发，这就像让两个歌手在同一个麦克风前唱歌，”李工打了个比方，“我们必须确保他们的声音不会互相干扰，功率分配要得当，节奏要完美同步。TS 38.522的4.1.3节，就是这场‘协奏曲’的总指挥谱，它规定了每一个乐章、每一个音符的测试准则。”

1. EN-DC测试的核心挑战：谐波、互调与功率分配

Table 4.1.3-1: Applicability of RF EN-DC FR1 and FR2 conformance test cases 及其后续表格，引用的测试用例主要来自 TS 38.521-3，这份规范专门为“互操作（Interworking）”而生。李工向小王点出了EN-DC测试中必须面对的三大核心挑战：

  1. 带内与带外干扰（Interference）: 当UE同时在一个LTE频段和一个NR频段上发射信号时，一个频段的发射信号可能会通过谐波、杂散或互调产物，“泄漏”到另一个频段的接收路径中，造成“自己干扰自己”的“自扰”问题。
  2. 功率分配与回退（Power Sharing & Reduction）: UE的总发射功率是有限的。当LTE和NR需要同时上行发射时，总功率如何在两个制式间分配？如果总功率超限，哪个制式应该优先降低功率（即MPR, Maximum Power Reduction）？这些都是EN-DC特有的功率控制难题。
  3. 海量的组合（Combinations）: 全球有数十个LTE频段和数十个NR频段，它们之间可以形成数千种EN-DC组合。如何从这茫茫多的组合中，筛选出具有代表性、最关键、最易出问题的组合进行测试，是TS 38.522必须解决的核心问题。

2. 实战演练：筛选“Pioneer-X1”的EN-DC测试用例

他们打开了Table 4.1.3-1。这张表的结构比之前的SA表格更加复杂，因为它必须同时考虑LTE和NR两边的能力。

“Pioneer-X1”的ICS中关于EN-DC的关键信息如下：

  • 支持的EN-DC组合:
    • DC_3A_n78A (LTE Band 3 + NR Band 78)
    • DC_41A_n41A (LTE Band 41 + NR Band 41, 带内EN-DC)
    • DC_1A_n257A (LTE Band 1 + NR Band n257, 跨FR1和FR2的EN-DC)
  • UL/DL配置: 支持LTE和NR上行同时发射。
  • 功率等级: FR1 PC3, FR2 PC3。

演练一：发射机特性 - 最大输出功率 (Maximum Output Power for DC)

这是验证UE在双连接模式下功率控制能力的基础。

ClauseTC TitleReleaseApplicability - ConditionCommentTested Bands/CA/DC-Configurations SelectionBranchAdditional Information
6.2B.1.1UE Maximum Output Power for Intra-Band Contiguous EN-DCRel-15C009UEs supporting Intra-Band Contiguous EN-DC (2UL CCs)E003
6.2B.1.3UE Maximum Output Power for Inter-Band EN-DC within FR1 (1 E-UTRA CC, 1 NR CC)Rel-15C011UEs supporting Inter-Band EN-DC within FR1 (2UL CCs)E005PC3, PC2

李工的四步决策法：

  1. 第一步 (C-Code): C009 和 C011 - 哪些测试适用？

    • 李工查阅Table 4.0-1：
      • C009: 适用性条件的核心是要求UE支持带内连续EN-DC (A.4.3.2B.2.1-2)。
      • C011: 适用性条件的核心是要求UE支持带间FR1 EN-DC (A.4.3.2B.2.3.1-2 或后续更多载波的定义)。
    • 代入“Pioneer-X1”场景:
      • “Pioneer-X1”支持DC_41A_n41A，这是一个典型的带内EN-DC组合，因此C009适用。
      • “Pioneer-X1”支持DC_3A_n78A，这是一个典型的带间FR1 EN-DC组合，因此C011适用。
    • 结论: TC 6.2B.1.1和TC 6.2B.1.3 都必须执行。

  2. 第二步 (D/E-Code): E003 和 E005 - 在哪个组合上测？

    • 对于多载波场景，频段和配置的选择通常合并由E代码决定。李工查阅Table 4.0-3：
      • E003: 其规则筛选出所有支持的“Intra-band contiguous EN-DC configurations in FR1 (2UL CCs)”。
      • E005: 其规则筛选出所有支持的“Inter-band EN-DC configurations within FR1 (2UL CCs)”。
    • 结论:
      • 对于TC 6.2B.1.1，其测试配置由E003决定。代入”Pioneer-X1”的ICS，唯一匹配的组合就是 DC_41A_n41A。
      • 对于TC 6.2B.1.3，其测试配置由E005决定。匹配的组合是 DC_3A_n78A。

  3. 第三步 (Branch): PC3 - 使用哪个功率等级分支？

    • TC 6.2B.1.3的Branch列明确了PC3和PC2。
    • 结论: “Pioneer-X1”是PC3设备，李工将采用PC3的测试要求。

  4. 第四步 (Additional Info): (无特殊说明)

    • 最终测试计划: 李工在测试计划上写下：
      • “执行TC 6.2B.1.1，测试EN-DC组合DC_41A_n41A下的最大输出功率。”
      • “执行TC 6.2B.1.3，测试EN-DC组合DC_3A_n78A下的最大输出功率，遵循PC3要求。”

演练二：跨频域的挑战 - 包含FR2的EN-DC

现在，李工将目光投向了更具挑战性的DC_1A_n257A组合。

ClauseTC TitleReleaseApplicability - ConditionCommentTested Bands/CA/DC…Branch
6.2B.1.4.1UE Maximum Output Power for Inter-Band EN-DC including FR2 (1 NR CC) - EIRP and TRPRel-15C012UEs supporting Inter-Band EN-DC including FR2 with 1 NR UL CCE010PC1, PC2, PC3, PC4…

李工的四步决策法：

  1. 第一步 (C-Code): C012 - 测不测？

    • C012的适用性条件指向了支持包含FR2的EN-DC的ICS条目 (A.4.3.2B.2.3.6-2 或类似条目)。
    • 结论: “Pioneer-X1”支持DC_1A_n257A，该条件满足，测试必须执行。

  2. 第二步 (E-Code): E010 - 哪个组合？

    • E010的规则筛选出所有支持的“Inter-band EN-DC configurations including FR2 (1UL NR CC)”。
    • 结论: 匹配的组合正是 DC_1A_n257A。

  3. 第三步 (Branch): PC3 - 哪个功率等级？

    • 结论: 李工会选择PC3分支。值得注意的是，这里的测试是OTA测试，测量的是EIRP和TRP，而非传导功率。

  4. 第四步 (Additional Info):

    • 李工注意到一条关键信息: NOTE 5: Test only one EN-DC combination per 5G NR band as LTE anchor agnostic approach is applied.
    • 解读与场景串联: “小王，这条NOTE非常重要！它的意思是‘LTE锚点不可知论’。假设‘Pioneer-X1’还支持另一个涉及n257的组合，比如DC_7A_n257A。这条NOTE告诉我们，对于n257这个NR频段，我们只需要选择一个LTE锚点频段（比如Band 1）与之组合进行测试就足够了，不必再用Band 7去组合测一遍。这是一种基于工程实践的合理简化，极大地减少了测试量。”

3. “自相残杀”的考验：杂散与互调测试

TS 38.521-3中最核心、最复杂的测试之一，就是验证UE在双连接模式下的自干扰抑制能力。TS 38.522通过严谨的规则来触发这些“压力测试”。

ClauseTC TitleReleaseApplicability - ConditionCommentTested Bands/CA/DC…
6.5B.3.3.1General spurious emissions for Inter-band EN-DC within FR1Rel-15C011…E005
6.5B.5.3Transmit intermodulation for Inter-band EN-DC within FR1Rel-15C011b…E005b

李工的解读：

  • General spurious emissions (通用杂散辐射): 这个测试检查当UE在LTE Band 3上发射时，其产生的谐波或杂散信号是否会落入NR Band 78的接收范围内，反之亦然。测试时，会只开启一个制式的上行发射，然后在另一个制式的接收频段内用频谱仪进行扫描，检查是否有“不干净”的信号泄漏过来。
  • Transmit intermodulation (发射互调): 这个测试更加严苛。它要求LTE和NR同时发射。当两个不同频率的信号在一个非线性的射频器件（如功率放大器）中混合时，会产生f1+f2, f1-f2, 2f1-f2等一系列新的频率分量，即“互调产物”。测试的目的是检查这些互调产物是否落入了任何一个接收频段内，造成干扰。

“这两个测试，”李工严肃地说，“是EN-DC射频设计的‘试金石’。如果UE的内部隔离和滤波做得不好，在这两项测试中就很容易失败，导致实际使用中出现吞吐量下降甚至掉话的问题。TS 38.522通过C011、E005这些代码，确保了只要UE声明支持任何一种带间双连接，这些‘压力测试’就必须进行。”

总结：指挥一场复杂的跨代交响乐

通过对4.1.3节的剖析，我们看到EN-DC测试的复杂性远超SA模式。TS 38.522在这里扮演了至关重要的“总指挥”角色：

  1. 场景分类: 它通过C009（带内）、C011（带间FR1）、C012（含FR2）等条件码，对EN-DC的各种物理场景进行了清晰的划分，并为每种场景匹配了专属的测试用例。
  2. 组合爆炸管理: 通过E代码和NOTE 5（LTE锚点不可知论）等规则，从数千种可能的EN-DC组合中，科学地筛选出有限的、具有代表性的测试集，实现了测试覆盖度和成本效率的平衡。
  3. 聚焦核心挑战: 适用性规则的设计，确保了所有支持EN-DC的设备都必须通过最关键的自干扰和功率管理测试，从而保障了这项复杂技术在现网中的稳定运行。

李工现在已经为“Pioneer-X1”规划好了SA和NSA模式下的核心射频发射与接收测试。在下一篇文章中，他将把目光投向“实战表现”，开始解读4.1.4节，探索UE在复杂信道下的性能测试适用性。

FAQ 环节

Q1：EN-DC模式下，UE的上行功率是如何在LTE和NR之间分配的？ A1：功率分配是一个复杂的话题，主要有两种机制：动态功率共享（Dynamic Power Sharing）和半静态分配。简单来说，UE有一个总的最大发射功率限制。当LTE和NR需要同时发射时，UE需要根据网络的调度、信道条件以及自身的功率限制，动态地将总功率“预算”分配给LTE和NR。TS 38.521-3中的最大功率测试，就是为了验证UE在各种极限条件下，能否正确地执行功率分配和回退（MPR）逻辑，确保总功率不超标，且各载波的功率满足要求。

Q2：什么是带内（Intra-Band）和带间（Inter-Band）EN-DC？为什么测试要分开？ A2：带内EN-DC指LTE和NR使用的频段属于3GPP定义的同一个频段号，例如LTE Band 41和NR Band n41。这种场景下的主要挑战是同信道干扰和资源调度。带间EN-DC指LTE和NR使用不同频段号，例如LTE Band 3和NR Band 78。这种场景下的主要挑战是射频前端的隔离度，即防止两个频段的信号互相干扰。由于两种场景的射频挑战完全不同，因此必须用不同的测试用例和适用性规则来分别验证。

Q3：为什么NOTE 5（LTE锚点不可知论）是合理的？难道用不同的LTE频段做锚点，对NR的性能没有影响吗？ A3：这是一个很好的工程权衡。理论上，不同的LTE锚点频段可能会对NR的射频链路产生微小的影响（例如，不同的互调产物）。但3GPP和认证机构（如GCF/PTCRB）经过研究和实践认为，对于绝大多数设计良好的UE来说，这种影响是次要的。EN-DC测试的核心是验证NR载波自身，以及NR与某个LTE载波之间的互操作能力。只要用一个有代表性的LTE锚点验证了这种能力，就可以合理地推断该NR载波与其他LTE锚点协同工作时，其基本射频行为也是合规的。这是一种在保证核心功能验证的前提下，大幅降低测试复杂度的有效方法。

Q4：TS 38.522是否也定义了NR-DC（两个5G载波的双连接）的测试适用性？ A4：是的。在Table 4.1.3-1及后续的表格中，除了EN-DC，还包含了NR-DC（NR-NR Dual Connectivity）、NE-DC（NR-E-UTRA Dual Connectivity）等多种双连接模式的适用性规则。例如，一个UE可能同时连接一个FR1的5G基站和一个FR2的5G基站，这种NR-DC场景下的测试适用性，同样由4.1.3节来定义。

Q5：EN-DC测试如此复杂，如果失败了，通常是什么原因？ A5：EN-DC测试失败的原因多种多样，但常见的原因包括：1. 射频前端设计不佳：LTE和NR通路之间的隔离度不足，导致杂散或互调干扰超标。2. 天线设计问题：在双连接模式下，天线之间的耦合过大。3. 功率控制算法缺陷：UE在计算和分配LTE与NR功率时出现错误，导致总功率超标或某个载波功率不足。4. 基带调度问题：UE无法正确处理来自两个基站的同时调度命令。这些都是终端厂商在研发阶段需要投入大量精力去解决的难题。

关系图谱