CMX500 适用于非地面网络 (NTN)

CMX500 适用于非地面网络 (NTN)

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使用 CMX500 一体化测试仪测试所有蜂窝 NTN 技术(NR-NTN、NB-NTN 和卫星直连手机)

CMX500 是一款多功能解决方案,单机即可方便地测试各种 NTN 技术,包括 NR-NTN、NB-NTN 和卫星直连手机(D2C、DTC)。它支持多频段和多轨道,并配备专用的 NTN 工作区,便于用户清晰查看已部署的网络和相关参数。

罗德与施瓦茨为 CMX500 提供了 XLAPI Python 测试用例包,其中包含多种星链 LTE-DTC 测试场景。这些测试场景涵盖了多个关键方面,例如 DTC 模式下的 LTE 连接时间与成功率、事件 A3 切换、同频 LTE DTC 小区间的小区重选,以及 LTE DTC 小区发生无线链路故障 (RLF) 后的恢复等。

CMX500 一体化信令测试仪
CMX500 一体化信令测试仪满足 NTN 测试的特殊要求。

适用于 NTN 测试的 CMX500 核心功能

如要有效测试 NTN,需要利用多方位测试方法来应对星基通信的挑战。

CMX500 提供许多适用于网络和设备的 NR-NTN 测试功能:

  • 多轨道:LEO、MEO、GEO 和 GSO
  • 多频段:L 频段、S 频段、Ku 频段和 Ka 频段
  • 透明型和可再生型有效载荷
  • 内部射频衰落和信道仿真
  • 支持 Callbox 和 NTN 工作区
  • 集成式 TLE 编辑器
  • 卫星星座工具
  • 使用 XLAPI 进行协议测试
  • 射频测量支持:RX BLER、TX 多维评估
  • 用户自定义频段,可用于连接卫星网关
  • 应用程序可通过 NR-NTN 进行 IP 数据传输

我们的 NR-NTN 测试解决方案

NR-NTN 测试面临的挑战超出了传统地面网络的范畴。这些挑战主要源于截然不同的运行环境动态变化的星基通信

挑战 1:动态信道条件和真实仿真

一个严峻的挑战是真实仿真卫星通信中的无线电信道。NR-NTN 和 NB-NTN 卫星主要在低地球轨道 (LEO) 运行,因为该轨道可实现更低的延迟和更高的数据传输速率。LEO 卫星以非常快的速度相对于用户设备 (UE) 移动。这会导致信号频率出现快速变化的多普勒频移现象。此外,卫星与 UE 之间存在一定的距离,由此产生的传播延迟也会随着卫星移动而变化。这种长距离还会使信号出现自由空间路径损耗,从而降低 UE 侧的信干噪比 (SINR)

CMX500 具备先进的信道仿真功能,可提供真实的测试场景:

  • 多轨道特性,覆盖 LEO、MEO、GEO 和 GSO,支持轨道间与轨道内切换
  • 支持多频段,确保可靠接入卫星频谱,这一点非常重要,因为卫星一旦入轨,其频率规格就不可更改,因此必须在分配的频段内提高频谱效率
  • 内置 3GPP 射频衰落和信道仿真,可以简化真实条件下的测试,让设备更加紧凑
  • 动态多普勒频移仿真,覆盖上行链路和下行链路信号
  • 可变传播延迟和往返时间 (RTT) 仿真,能够评估定时超前、HARQ 重传过程和整体延迟的影响
  • NTN 特定的衰落分布,考虑大气衰减、雨衰以及大气/地面综合性衰落等因素的影响
  • 高路径损耗和低 SINR 仿真

应用场景:仿真 - gNB 和 5G 核心网络

此应用场景中的常见用户是卫星运营商,他们会提供自有卫星网络(卫星网关和卫星有效载荷)。在此设置中,CMX500 只提供 5G NTN 后端服务(gNB、5G 核心网和相应的信令消息),用于将 UE 与其卫星网络相连接。

应用场景:仿真 - 卫星接入网 (SAN)

此应用场景中的常见用户包括芯片组、手机或用户终端开发商。CMX500 会模拟整个卫星接入节点,这包括 gNB、5G 核心网及相应的信令消息、卫星网关和卫星有效载荷。

挑战 2:移动性和切换

在 LEO 运行的 NTN 卫星还带来了另一项挑战:由于轨道较低,单颗卫星的覆盖区域较小,因此需要更频繁地进行切换以确保服务不会中断。根据地理位置情况,可能还需要进行轨道间切换。此外,精确获取卫星与 UE 的位置和速度(即星历信息)对于链路管理和损耗补偿至关重要。在长期测试场景中手动进行部署和切换会出现问题,因为这会导致错误和延迟,并且需要大量的资源。

CMX500 支持各类轨道测试,包括全方位的移动性和切换测试:

  • 自动部署和自动切换功能可完成卫星小区上线和连接转移的任务,无需任何人工干预
  • 移动小区和波束调向仿真
  • 支持复杂的切换场景,包括卫星内切换和卫星间切换
  • 提供精确的星历信息,可用于模拟真实的移动性和损耗补偿
  • UE 移动性仿真,可以评估设备在不同移动场景下的性能

适用于 Ku 和 Ka 频段的尖端测试解决方案

借助机械臂模拟真实的卫星飞越,探索适用于 Ku 和 Ka 频段的创新测试方法。结合 CMX500 执行全面测试,包括测试先进的波束赋形功能。

挑战 3:网络架构与集成复杂性

NTN 专用于在地面网络没有覆盖到的区域提供服务。实现 NTN 与地面基础设施之间的无缝协同、同步和切换是一项重大挑战,需要进行复杂的一致性测试。

CMX500 具备先进的网络仿真功能,并支持互操作性测试:

  • 支持基站 (gNB) 与核心网络仿真,提供全面的端到端测试
  • 支持 3GPP NR-NTN 规范,可用于 UE 和网络基础设施的协议栈一致性测试
  • 支持 NTN 与地面网络组件之间的集成和互操作性测试,保障服务不会中断
  • 模拟透明型(弯管)和可再生型(板载处理)卫星有效载荷架构,优化网络灵活性、可用性和满足未来需求的适应能力,让运营商能够根据具体的应用场景选择合适的解决方案
  • 地面站网络仿真,可以评估地面站和网关对整体系统性能的影响

挑战 4:测量与分析

NTN 测试面临着测量与分析挑战。卫星(特别是 LEO 卫星)具有高速移动特性,会引起快速变化的多普勒频移和传播延迟。在这种动态环境下难以可靠测量关键性能指标 (KPI),例如吞吐量、延迟和 SINR。此外,由于轨道路径和地面环境具有多样性,衰落分布变得不可预测。因此,确定性能下降的根本原因是一个复杂任务,需要强大的实时数据采集和分析工具,以便将网络损伤准确关联到特定的卫星位置或 UE 移动上。

CMX500 提供先进的测量分析能力:

  • 支持发射端 (TX) 与接收端 (RX) 射频测量,可执行多种测量任务,例如 RX 误块率 (BLER) 和 TX 多维评估
  • 配置特定频段以与卫星网关通信,充分考量信号质量、带宽要求、监管限制或特定应用需求等因素
  • 支持连接到基于 IP 的后端服务(例如互联网或企业网络),从而测试各种基于 IP 的应用,例如视频流、视频通话、XR 和游戏

挑战 5:用户友好性和可扩展性

模拟动态元素需要使用简单直观的工具,确保能够可视化并管理复杂参数,同时不会增加用户的负担。此外,用户还需要定义、修改和整合不同的卫星星座,并模拟各种 UE 位置,而这需要适应性强、自动化程度高的测试环境

CMX500 提供丰富功能,打造直观的用户体验:

  • 直观的 Web 用户界面清楚显示已部署的网络和相关参数,例如延迟、仰角和多普勒效应
  • 集成式 TLE 编辑器允许用户通过 Web 用户界面自定义和添加星座
  • Constellation Insight 工具将 UE 位置信息和星座配置信息相结合,便于部署仿真网络
  • 通过 XLAPI 进行协议测试,验证用户设备 (UE) 是否能够与 5G 核心网络进行通信。AI ScriptAssist 集成精选知识库与多种界面,助力用户轻松创建和调整 XLAPI Python 脚本,简化了测试与脚本开发流程。

NR-NTN 测试——重新定义连接性

认识我们的全新工具 Constellation Insight,它可与 CMX500 一体化测试仪搭配使用,让非地面网络的配置与部署变得非常简单。

CMX500:一体化信令测试仪

主要特点

  • 一台仪器支持 LTE、最高 8 GHz 的 5G FR1 频率范围和最高 50 GHz 的 FR2 毫米波频率范围
  • 多频段和多轨道测试,涵盖 LEO、MEO、GEO 和 GSO 轨道以及 L、S、Ku 和 Ka 频段
  • 内部射频衰落和信道仿真,支持在真实条件下进行性能测试
  • 可扩展的硬件平台,根据用例提供定制化配置
  • 自动部署和自动切换,可长时间进行仿真

非地面网络 (NTN) 解决方案

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