衛星通信時代的測試挑戰與方案

相信大家都有過手機沒有蜂窩或者Wifi信號情況，這時候手機會自動啟動SOS 緊急聯絡模式，可以撥打一些緊急電話，譬如110，119等。而如今隨著衛星技術的發展，緊急聯絡又增加了衛星通信模式，譬如某國外手機在北美可以使用，國產手機也新增了北斗衛星通信模式。

現在在手機直連衛星領域有很多廠商都在做積極的嘗試，最大的玩家就是3GPP的NTN!而這項技術會給仿真測試帶來什么樣的挑戰?

挑戰

衛星通信和傳統的地面網絡通信相比，還是有很多的不同的。首先來一下衛星軌道的劃分，(slides) 首先是地球同步軌道 GEO，是一個以地球為中心的軌道。其軌道周期與地球自轉周期一致，高度位于赤道上方的3.6萬公里。目前國內在GEO 上面有一些NTN 也就是非地面網絡通信的嘗試和應用。

剩下的非地球同步軌道，根據軌道距離地球的距離又可以分為高軌，中軌和低軌。經常聽到的NTN 也就是非地面網絡衛星，大部分是位于低軌。低軌衛星的軌道距離地面500km-2000km，低軌衛星的高速移動帶來多普勒頻偏，同時傳輸時延也會有10-20ms，地球同步軌道衛星雖然相對于地球是靜止的但是由于距離地球的距離很遠，有3.6 萬公里。會有很大的傳輸時延，這個時延是百毫秒數量級的。信號在地面上從基站到終端最多也就是幾公里的距離，用手機直連衛星，動不動就是幾百公里，信號的衰減是很大的。

NTN測試對于相關設備和終端提供商來說，最難的就是地面到衛星這條通信鏈路的仿真。做地面網絡的設備，你可以直接拿著設備到外場跑數據，或者運營商建一個試驗網廠家都把設備拿來測試。衛星的場測就不是那么容易實現的了，有客戶說他們為了等一顆衛星過來抓一組數據，一等就是幾個小時大半天的。所以NTN測試中對信道的仿真就變得非常重要!

是德科技的應對

是德科技正在搭建一個端到端的NTN 概念驗證平臺，圖中的Propsim 信道仿真器，可以對NTN中的feeder link， service link鏈路上的損耗，多普勒時延，包括透明載荷下衛星的頻率轉換功能進行建模。NTN 相對于傳統衛星測試來說會出現比較復雜的傳輸場景，比如地面網絡常用到的MIMO、多基站聯合傳輸等都會在后續的NTN 中出現。針對NTN這些可能的場景，升級了的GCM 幾何場景建模軟件，增加了NTN的場景建模。

回到端到端平臺，除了信道仿真器還可以用基站模擬器也就是綜測儀來模擬NTN中基站或者是信關站的信令流程。大家可能了解過 3GPP release 17 在增加了sib19消息，基站需要把衛星的星歷信息通過sib19 信令傳遞給終端，終端再根據自己GNSS 獲取的地理位置與sib19中的星歷信息進行比較就可以計算出自己到衛星的距離。從而對信號進行一些預補償處理了。另外還有UEE的產品 用來模擬NTN 終端的行為，從圖中可以看到UE 有沒有進行預補償對于接收信號質量的影響還是很大的。

敲黑板劃重點：

NTN技術的發展以及它的測試情況如下：

NTN技術已經被納入到3GPP與歷史時期的技術規范中

NTN的衛星主要是部署在低軌和地球同步軌道上

是德科技可以提供端到端的NTN測試解決方案

關于是德科技

是德科技(NYSE：KEYS)啟迪并賦能創新者，助力他們將改變世界的技術帶入生活。作為一家標準普爾 500 指數公司，我們提供先進的設計、仿真和測試解決方案，旨在幫助工程師在整個產品生命周期中更快地完成開發和部署，同時控制好風險。我們的客戶遍及全球通信、工業自動化、航空航天與國防、汽車、半導體和通用電子等市場。我們與客戶攜手，加速創新，創造一個安全互聯的世界。

審核編輯：湯梓紅