CMX500 para redes não terrestres (NTN)

Nossa solução para testes de NR-NTN

Os testes de NR-NTN apresentam desafios que vão além daqueles encontrados nas redes terrestres tradicionais. Esses desafios surgem principalmente do ambiente operacional muito diferente e da natureza dinâmica da comunicação via satélite.

Desafio nº 1: condições dinâmicas do canal e emulação realista

Um dos maiores desafios é emular o canal de rádio como ele seria exibido via satélite. Os satélites de NB-NTN e de NR-NTN operam principalmente na órbita terrestre baixa (LEO) porque ela oferece menor latência e taxas de transmissão de dados mais altas. Os satélites de órbita baixa se movem em velocidades muito altas em relação ao equipamento do usuário. Isso causa mudanças rápidas de efeito Doppler na frequência do sinal. Além disso, a distância entre o satélite e o dispositivo do usuário gera atrasos de propagação que também mudam com o movimento do satélite. A longa distância também faz com que os sinais sofram perda de caminho no espaço livre, o que resulta em uma menor relação sinal-interferência-mais-ruído (SINR) no lado do dispositivo do usuário.

O CMX500 apresenta emulação de canal avançada para oferecer cenários de teste realistas:

• Suporte multiórbitas, abrangendo LEO, MEO, GEO e GSO, bem como handovers inter e intraórbitas
• Suporte multibanda para garantir acesso confiável às bandas de espectro de satélite, especialmente importante já que as especificações de frequência de um satélite não podem ser alteradas depois que ele está em órbita, e a eficiência do espectro deve ser melhorada dentro do espectro alocado
• Emulação de canal e desvanecimento de RF interno do 3GPP que simplificam os testes em condições realistas e permitem que o dispositivo possua um design mais compacto
• Emulação dinâmica de efeito Doppler para sinais de downlink e uplink
• Emulação de tempo de ida e volta (RTT) e atraso de propagação variável, com a capacidade de avaliar os impactos do avanço de tempo, do processo de retransmissão de HARQ e da latência geral
• Perfis de desvanecimento específicos de NTN que incorporam efeitos como atenuação atmosférica, desvanecimento por chuva e desvanecimento atmosférico/terrestre combinado
• Emulação de baixo SINR e alta perda de caminho

Desafio nº 2: mobilidade e handovers

Há outro desafio que surge dos satélites de NTN operando em LEO: quanto mais baixa é a órbita menor é a área de cobertura, o que exige handovers mais frequentes para manter a continuidade do serviço. Dependendo da localização geográfica, também pode ser necessário um handover entre órbitas. Além disso, o conhecimento preciso das velocidades e posições do dispositivo do usuário e do satélite (informações de efemérides) é essencial para o gerenciamento do enlace e a compensação de anomalias. Para cenários de teste de longo prazo, o handover e a implementação manuais tornam-se problemáticas, pois levam a erros, atrasos e alta demanda de recursos.

O CMX500 oferece suporte para testes de todas as órbitas e oferece testes abrangentes de handover e mobilidade:

• Recursos de handover automático e implementação automática para colocar células satélites online e transferir conexões sem a necessidade de intervenção manual
• Emulação de direcionamento de feixe e célula móvel
• Suporte para cenários complexos de handover, incluindo handovers intra e inter-satélites
• Informações precisas de efemérides para simular a mobilidade realista e a compensação de anomalias
• Simulação de mobilidade do dispositivo do usuário para avaliar o desempenho do dispositivo em diferentes cenários de movimento

Desafio nº 3: arquitetura de rede e complexidade de integração

A NTN foi desenvolvida para complementar as redes terrestres, fornecendo serviços em áreas sem cobertura. Garantir o handover, a sincronização e a interação contínuas entre a NTN e a infraestrutura terrestre é um grande desafio que exige testes de conformidade sofisticados.

O CMX500 possui funcionalidades avançadas de emulação de rede e suporte para testes de interoperabilidade:

• Emulação de rede principal e estação rádio-base (gNB) para permitir testes abrangentes de ponta a ponta
• Suporte às especificações de NR-NTN do 3GPP para testar a conformidade da pilha de protocolos para o dispositivo de usuário e a infraestrutura de rede
• Testes de integração e interoperabilidade entre a NTN e os componentes da rede terrestre, garantindo a continuidade do serviço
• Simulação de arquiteturas de carga útil de satélite regenerativas (processamento on-board) e transparentes (bent-pipe) para otimizar a flexibilidade, a resiliência e a prontidão da rede para demandas futuras, permitindo que as operadoras escolham a solução certa com base em casos de uso específicos
• Simulação da rede de estações terrenas para avaliar o impacto das estações terrenas e gateways no desempenho geral do sistema

Desafio nº 4: medição e análise

Os testes de NTNs apresentam desafios de medição e análise. As altas velocidades dos satélites, especialmente em órbita baixa, geram mudanças rápidas de efeito Doppler e atrasos de propagação. Esse ambiente dinâmico torna mais difícil as medições confiáveis dos principais indicadores de desempenho (KPI), como taxa de transferência, latência e relação sinal-interferência-mais-ruído (SINR). Além disso, as diversas trajetórias orbitais e as condições terrestres variadas levam a perfis de desvanecimento imprevisíveis. Consequentemente, a identificação da causa raiz da degradação do desempenho é uma tarefa complexa e requer uma aquisição de dados robusta e em tempo real, além de ferramentas de análise sofisticadas para correlacionar com precisão as anomalias da rede com posições específicas do satélite ou movimentos do dispositivo do usuário.

O CMX500 oferece funcionalidades avançadas de análise de medição:

• Suporte para medições de RF nos lados do transmissor (TX) e do receptor (RX), permitindo uma ampla variedade de medições, como RX BLER e TX Multi Eval
• Configuração de determinadas bandas de frequência para comunicação com um gateway SAT, de acordo com fatores como qualidade do sinal, requisitos de largura de banda, restrições regulamentares ou necessidades específicas de aplicação
• Suporte para conexão a um serviço de back-end baseado em IP, como a Internet ou uma rede da empresa, para permitir o teste de aplicações baseadas em IP, como streaming de vídeo, chamadas de vídeo, realidade estendida e jogos

Desafio nº 5: facilidade de uso e escalabilidade

A simulação de elementos dinâmicos requer ferramentas intuitivas que possam visualizar e gerenciar esses parâmetros complexos sem sobrecarregar o usuário. Além disso, a necessidade de definir, modificar e integrar diversas constelações de satélites, juntamente com a simulação de vários locais de dispositivos de usuário, exige ambientes de teste altamente automatizados e adaptáveis.

O CMX500 tem muitos recursos para uma experiência de usuário intuitiva:

• Interface de usuário intuitiva e baseada na Web que visualiza a rede implementada e os parâmetros relevantes, como o atraso, a elevação e o efeito Doppler
• Editor de TLE integrado que permite definir e adicionar suas próprias constelações por meio da interface de usuário
• Ferramenta «Constellation Insight» (insights sobre a constelação) que combina as informações de localização do dispositivo de usuário com as informações de configuração da constelação para implementar uma rede simulada
• O teste de protocolo com XLAPI verifica se o equipamento de usuário (UE) pode se comunicar com a rede central 5G. O AI ScriptAssist auxilia os usuários na criação e adaptação de scripts de Python com XLAPI por meio de uma base de conhecimento selecionada e várias interfaces, simplificando os testes e o desenvolvimento de scripts.