CMX500 для неназемных сетей

Наше решение для испытаний NR-NTN

При испытаниях NR-NTN возникают задачи, которые выходят за рамки испытаний традиционных наземных сетей. В основном эти задачи обусловлены совершенно другой рабочей средой и динамическим характером спутниковой связи.

Задача №1: динамические условия каналов и реалистичная эмуляция

В число главных задач входит имитация каналов радиосвязи с реалистичным воспроизведением особенностей спутниковой связи. Спутники NR-NTN и NB-NTN работают преимущественно на низкой околоземной орбите (НОО), которая дает меньшее время задержки и более высокие скорости передачи данных. Спутники на низкой околоземной орбите движутся с очень высокой скоростью по сравнению с пользовательским оборудованием. Это вызывает быстрые изменения доплеровского сдвига в частоте сигналов. Кроме того, расстояние от спутника до пользовательского оборудования вносит задержки распространения сигнала, которые также изменяются по мере движения спутника. Большое расстояние также вызывает потери в тракте передачи в свободном пространстве, что означает снижение соотношения сигнала и смеси помехи с шумом (SINR) на стороне пользовательского оборудования.

Благодаря расширенным возможностям эмуляции каналов тестер CMX500 помогает осуществлять реалистичные тестовые сценарии:

• Поддержка нескольких орбит: низкая околоземная, средняя околоземная, геостационарная и геосинхронная орбиты, а также переключения внутри орбит и между орбитами.
• Поддержка нескольких диапазонов: обеспечение надежного доступа к частотным диапазонам спутников играет особенно важную роль, т. к. после запуска спутника на орбиту его частотные характеристики не подлежат изменению и требуется оптимизация эффективности в пределах выделенного спектра.
• Внутреннее замирание ВЧ-сигналов согласно спецификации 3GPP и эмуляция каналов упрощают испытания в реалистичных условиях и уменьшают габариты устройства.
• Динамическая эмуляция доплеровского сдвига для сигналов в восходящих и нисходящих каналах.
• Эмуляция задержки распространения сигнала и времени прохождения сигнала в прямом и обратном направлении с возможностью анализа опережения, гибридного автоматического запроса на повторную передачу данных и общего времени задержки.
• Профили замирания специально для неназемных сетей, включая такие аспекты, как затухание в атмосфере, замирание вследствие дождя и комбинированное атмосферное/наземное замирание.
• Эмуляция высоких потерь в тракте и низкого соотношения сигнала и смеси помехи с шумом

Задача №2: мобильный доступ и переключения

При работе спутников NTN на низкой околоземной орбите возникает особая задача: низкая орбита означает уменьшенную территорию охвата, поэтому для поддержания постоянной связи требуются более частые переключения (хендоверы). В зависимости от географического положения также могут требоваться внутриорбитальные переключения. Кроме того, точные сведения о позициях спутника и пользовательского оборудования и их скоростях (эфемеридная информация) жизненно важны для управления каналом связи и компенсации искажений. В длительных тестовых сценариях особые затруднения вызывают ручное развертывание и переключения, т. к. они ведут к ошибкам, задержкам и высокому расходу ресурсов.

Тестер CMX500 поддерживает испытания на всех орбитах и позволяет проводить комплексные испытания мобильного доступа и переключений:

• Возможности автоматического развертывания и автоматического переключения для задействования спутниковых сот и передачи соединений без необходимости ручного вмешательства
• Эмуляция перемещения соты и управления лучом
• Поддержка сложных сценариев переключений, в т. ч. внутри спутника и между спутниками
• Точная эфемеридная информация для реалистичного моделирования мобильности и компенсации искажений
• Эмуляция мобильности пользовательского оборудования для анализа рабочих характеристик устройства в различных сценариях перемещений

Задача №3: сетевая архитектура и сложность интеграции

Неназемные сети должны дополнять наземные сети и предоставлять связь в труднодоступных районах. Обеспечение полноценного взаимодействия, синхронизации и переключения между инфраструктурой наземных и неназемных сетей — это сложная задача, для решения которой требуются комплексные испытания на соответствие стандартам.

Тестер CMX500 содержит продвинутые функции эмуляции сетей и поддерживает испытания функциональной совместимости:

• Эмуляция базовых станций (gNB) и базовых сетей в целях проведения подробных сквозных испытаний
• Поддержка спецификаций 3GPP для NR-NTN в целях проведения испытаний на соответствие стека протоколов для пользовательского оборудования и инфраструктуры сетей
• Испытания на интеграцию и функциональную совместимость компонентов наземных и неназемных сетей в целях обеспечения непрерывной связи
• Моделирование «прозрачной» (прямая ретрансляция) и регенеративной (орбитальная обработка) полезной нагрузки спутников в целях повышения гибкости, жизнеспособности и готовности сетей к будущим задачам, чтобы предоставлять операторам возможность выбора оптимального решения для конкретных сценариев использования.
• Моделирование сети наземных станций в целях анализа влияния наземных станций и шлюзов на общие рабочие характеристики системы

Задача №4: измерения и анализ

В ходе испытаний сетей NTN требуются особые методы измерений и анализа. Высокая скорость движения спутников, особенно на низкой околоземной орбите, вносит быстрые изменения доплеровского сдвига и задержки распространения сигнала. Динамическая среда усложняет надежные измерения ключевых показателей эффективности, таких как пропускная способность, время задержки и соотношение сигнала и смеси помехи с шумом (SINR). Кроме того, различные орбитальные траектории и переменные наземные условия приводят к созданию непредсказуемых профилей замирания. В результате выявление истинных причин ухудшения рабочих характеристик становится очень сложной задачей, для решения которой требуются надежные и многофункциональные средства для сбора данных в реальном масштабе времени и их анализа в целях точного сопоставления искажений в сети с конкретными позициями спутников или перемещениями пользовательского оборудования.

Тестер CMX500 содержит продвинутые функции измерений и анализа:

• Поддержка ВЧ-измерений на стороне передатчика и приемника позволяет проводить измерения коэффициента блоковых ошибок приемника, анализ нескольких параметров передатчика и множество других измерений.
• Настройка определенных диапазонов частот для связи со спутниковым шлюзом с учетом таких факторов, как качество сигнала, требуемая полоса пропускания, нормативные ограничения или особые условия применения
• Поддержка подключения к серверной части на основе IP (например, интернет или корпоративная сеть) в целях проведения испытаний IP-приложений, таких как потоковая передача видео, видеосвязь, расширенная реальность и игры

Задача №5: удобство для пользователей и масштабируемость

В целях моделирования динамических элементов требуются интуитивно понятные средства для визуализации и управления сложными параметрами без излишних трудностей для пользователей. Кроме того, для определения, модификации и интеграции различных спутниковых группировок наряду с моделированием многочисленных позиций пользовательского оборудования необходимы очень гибкие автоматизированные испытательные системы.

Тестер CMX500 содержит разнообразные функции для повышения удобства для пользователей:

• Интуитивно понятный пользовательский веб-интерфейс с визуальным представлением развернутой сети и ее основных параметров, таких как время задержки, угол места цели и доплеровский сдвиг
• Встроенный редактор файлов TLE позволяет задавать и добавлять собственные группировки через графический веб-интерфейс.
• Мастер информации о группировке объединяет сведения о позициях пользовательского оборудования и конфигурации группировки в целях развертывания моделируемой сети.
• Испытания протоколов с XLAPI подтверждают способность взаимодействия пользовательского оборудования с базовой сетью 5G. AI ScriptAssist помогает пользователям создавать и изменять сценарии XLAPI Python с помощью тщательно подобранной базы знаний и различных интерфейсов, что способствует улучшению процессов испытаний и разработки сценариев.