无线标准测试 | 使用 CMX500 进行端到端 NTN 测试

掌控轨道:使用 CMX500 无线通信测试仪进行端到端 NTN 测试

作者:Tim Seyler,无线通信测试仪产品经理

综合性一体化平台解决方案,可以通过两种主要的测试配置验证非地面网络 (NTN) 的性能与可靠性:完整的卫星接入网 (SAN) 仿真和 gNB/核心网仿真

您的 NTN 测试任务

向 NTN 过渡(尤其是在未来 6G 系统的背景下)带来了一系列独特且复杂的挑战,远超传统地面网络验证的范围。一个关键挑战是对卫星无线电信道的动态变化和恶劣环境进行仿真。低地球轨道 (LEO) 卫星的运行速度非常快,会带来众多难以在实验室中复现的干扰影响。其中包括显著的多普勒频移、时间长且变化大的传播延迟(会影响实时应用的性能)、严重的路径损耗以及不可预测的大气衰落现象(例如降水引起的衰落)。

另一个重要任务是管理复杂的移动性协议。LEO 卫星的覆盖范围有限,因此需要在相邻波束之间以及不同卫星之间进行频繁且无缝的切换。要成功进行切换,需要使用准确的实时星历数据,以避免服务中断。此外,NTN 与地面网络部分之间的无缝互操作性也是一项重大的架构挑战。最后,运行环境的高度动态性给可靠的关键性能指标 (KPI) 测量及后续的根因分析带来了挑战,因为性能下降可能源自许多相互关联且不断变化的因素。

CMX500 适用于非地面网络 (NTN)

我们的端到端 NTN 测试解决方案

CMX500 无线通信测试仪是一体化平台解决方案,能够在一台集成仪器上应对 NTN 测试的全方位挑战。它提供了完整的端到端测试环境,可对 NTN 设备和基础设施进行真实仿真和深度分析。其功能多样,支持两种主要的测试配置:

  • 完整的 SAN 仿真:此 CMX500 配置专为设备制造商设计,可以仿真完整的网络架构。这包括卫星有效载荷、关联的链路、网关以及地面核心网功能,从而在真实的全仿真 NTN 环境中全面测试设备。
  • gNB 和核心网仿真:卫星网络运营商 (SNO) 也可以使用 CMX500 仿真地面 gNB 和 5G 核心网,对实际或仿真的卫星组件进行测试。运营商能够验证自有基础设施及其与符合标准的蜂窝组件的交互情况。

应用场景:gNB 和 5G 核心网仿真

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 与用户的卫星网络相连接。

应用场景:仿真 – SAN

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

CMX500 可以创建实时空天环境的高保真数字孪生模型,仿真所有卫星轨道和频段,并提供动态多普勒频移和延迟补偿以及真实的衰落分布(R&S®CMX-KE611 NR NTN 衰落分布),确保测试条件可重复。为了实现全栈一致性,测试仪集成基站和核心网仿真,支持透明有效载荷和可再生有效载荷。这样可以在早期验证阶段根据相关标准进行全面的预一致性测试。此外,CMX500 还瞄准快速发展的卫星直连手机 (DTC) 市场,不仅全面支持相关技术的测试(例如 R&S®CMX-KS550B LTE-DTC 扩展),还提供预定义的测试流程,例如 R&S®CMX-KF655X XLAPI LTE-DTC 星链测试场景

主要功能包括可以进行广泛的射频测量,并通过外部 IP 网络进行高级应用测试,从而验证实际的服务质量 (QoS) 和体验质量 (QoE)。R&S®CMX-KS627B 选件提供直观的可视化工作区,R&S®CMX-KS627M 选件通过自动部署和自动切换功能增强测试能力,确保稳定的长期运行

强大的 XLAPI Python 接口可实现整个测试过程的全自动化,可选的 AI 工具 ScriptAssist 有助于更加快速有效地创建可靠的自动化脚本。对于 NR-NTN 预一致性测试,我们提供使用 R&S®CMX-KC665B 许可的测试计划。此外,R&S®CMX-KF651X 许可还可用于 XLAPI Python 和 CMSequencer。

进行真实的 NTN 测试

CMX500 可以在真实条件下进行测试。一个典型的工作流程是使用 R&S®CMX-KS627M 信号扩展选件定义用户设备 (UE) 的位置,通过 TLE 数据加载星座并模拟网络部署。这有助于全面分析卫星的可见性、轨迹和覆盖盲区。

自动部署和自动切换功能对于在长期稳定性测试中发现异常至关重要。通过自动卫星连接和切换模拟数小时的运行情况,能够有效验证电池寿命、检测软件缺陷以及发现微小的切换逻辑异常。

场景部署完成后,将 CMX500 连接到外部网络,可以利用 R&S®CMX-KA100 应用测试功能集进行全面的应用层测试。通过传输实时流量,可以评估基于 IP 的应用在仿真 NTN 链路上的性能。

下载应用说明,并与我们的专家讨论具体的端到端 NTN 测试应用。

CMX500:适用于 NTN 的一体化信令测试仪

一台 CMX500 可协助工程团队加快开发、保证质量,自信地部署可靠的 NTN 服务。

  • 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
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