CMX500 para redes no terrestres (NTN)

Nuestra solución para medidas de NR-NTN

Las medidas de NR-NTN plantean una serie de desafíos que van más allá de los que afectan típicamente a las redes terrestres tradicionales, y que se derivan principalmente del entorno operativo totalmente diferente y la naturaleza dinámica de la comunicación satelital.

Desafío n.°1: simulación realista y con condiciones de canal dinámicas

Uno de los mayores desafíos consiste en simular el canal radioeléctrico tal y como se presentaría vía satélite. Los satélites NR-NTN y NB-NTN operan principalmente en la órbita terrestre baja (LEO), ya que ofrece una latencia más baja y velocidades de transmisión de datos más altas. Los satélites LEO se desplazan a muy alta velocidad en relación a los equipos terminales (UE). Esto provoca efectos Doppler con cambios rápidos en la frecuencia de la señal. Además, la distancia del satélite al UE añade retardos de propagación, que también cambian con el movimiento del satélite. La gran distancia hace también que las señales presenten una pérdida de propagación en el espacio libre, de lo que resulta una relación de señal a interferencia más ruido (SINR) más baja en el lado del UE.

El CMX500 ofrece funciones avanzadas de simulación de canales que proporcionan escenarios de medida realistas:

• Capacidad multiórbita para LEO, MEO, GEO y GSO, así como traspasos interórbita e intraórbita
• Capacidad multibanda para garantizar el acceso fiable a las bandas del espectro de satélite; este es un aspecto de especial importancia, ya que las especificaciones de frecuencia de un satélite no se pueden modificar una vez que está en órbita, y la eficiencia del espectro debe mejorarse dentro del espectro asignado
• Simulación interna de canales y fading de RF 3GPP, que simplifica las medidas en condiciones realistas y permite utilizar una configuración más compacta
• Simulación de efecto Doppler dinámica para señales de enlace ascendente y descendente
• Simulación de retardo de propagación variable y tiempo total de la propagación de la señal (RTT), con capacidad para evaluar los efectos de avance de temporización, proceso de retransmisión HARQ y latencia en general
• Perfiles de fading específicos de NTN que incorporan efectos como atenuación atmosférica, desvanecimiento por lluvia y combinación de fading atmosférico/terrestre
• Simulación de alta pérdida por propagación y baja relación señal a interferencia más ruido (SINR)

Desafío n.° 2: movilidad y traspasos

Existe otro desafío asociado a los satélites NTN que operan en la órbita LEO: el que la órbita sea baja implica que el área de cobertura es menor, por lo que se requieren traspasos más frecuentes para mantener la continuidad del servicio. Dependiendo de la ubicación geográfica, también puede ser necesario un traspaso entre órbitas. Además, contar con la información precisa de la posición del satélite y el UE y sus velocidades (datos de efemérides) es esencial para gestionar el enlace y compensar posibles degradaciones. En escenarios de medida a largo plazo, el despliegue y el traspaso manual resultan problemáticos, ya que generan errores y retrasos, y exigen gran cantidad de recursos.

El CMX500 ofrece funciones de medida para todas las órbitas, así como pruebas completas de movilidad y traspaso:

• Funciones de despliegue y traspaso automáticos para conectar celdas de satélite y transferir conexiones sin necesidad de intervención manual
• Simulación de celdas en movimiento y orientación de haz
• Escenarios de traspaso complejos, incluidos traspasos intra/intersatelitales
• Información exacta de efemérides para simular la movilidad y la compensación de degradaciones en condiciones reales
• Simulación de movilidad de UE para evaluar el rendimiento de dispositivos en diferentes situaciones de movimiento

Desafío n.° 3: complejidad de la arquitectura de red e integración

Las NTN se han diseñado para complementar las redes terrestres y proporcionar cobertura a las áreas sin servicio. Lograr una interacción y sincronización fluida entre las NTN y la infraestructura terrestre supone todo un desafío y exige sofisticados ensayos de conformidad.

El CMX500 ofrece funciones de simulación de red avanzadas y capacidad para test de interoperabilidad:

• Simulación de estación base (gNB) y red troncal para obtener medidas completas de extremo a extremo
• Contempla las especificaciones de NR-NTN 3GPP para verificar la conformidad de pila de protocolo tanto en el UE como en la infraestructura de red
• Medidas de integración e interoperabilidad entre la NTN y componentes de red terrestres para garantizar la continuidad del servicio
• Simulación de arquitecturas de carga útil de satélite transparentes (transpondedores) y regenerativas (procesamiento en órbita) para optimizar la flexibilidad, resiliencia y disponibilidad de la red de cara a futuras demandas, lo que permite a los operadores elegir la solución adecuada en función de casos de uso específicos
• Simulación de redes de estaciones terrestres para evaluar el efecto de estaciones terrestres y gateways en el rendimiento total del sistema

Desafío n.° 4: medidas y análisis

Las pruebas de NTN presentan diversos desafíos en cuestión de medidas y análisis. Las altas velocidades de los satélites, especialmente en la órbita terrestre baja, provocan efectos Doppler que cambian rápidamente y retardos de propagación. Este entorno dinámico dificulta las medidas fiables de indicadores clave de rendimiento (KPI), como el caudal de datos, la latencia y la relación señal a interferencia más ruido (SINR). Aparte de esto, los distintos trayectos de órbita y las variadas condiciones terrestres dan lugar a perfiles de fading impredecibles. En consecuencia, identificar la causa raíz de la degradación del rendimiento es una tarea compleja y requiere una recopilación de datos sólida y en tiempo real, así como sofisticadas herramientas de análisis para correlacionar con precisión las anomalías de la red con posiciones concretas del satélite o movimientos de los UE.

El CMX500 ofrece funciones avanzadas para el análisis de las medidas:

• Medidas de RF tanto en el lado del transmisor (TX) como del receptor (RX), lo que permite obtener todo tipo de medidas, como BLER de RX y evaluación múltiple de TX
• Configuración de determinadas bandas de frecuencias para la comunicación con un gateway SAT teniendo en cuenta factores como calidad de señal, requisitos de ancho de banda, limitaciones de la normativa o necesidades específicas de la aplicación
• Posibilidad de conexión a un servicio de backend basado en IP, como p. ej. internet o una red corporativa, para realizar medidas de aplicaciones basadas en IP, como streaming de vídeo, llamadas de vídeo, XR y gaming

Desafío n.° 5: facilidad de uso y escalabilidad

La simulación de elementos dinámicos exige herramientas intuitivas que permitan visualizar y gestionar estos complejos parámetros sin desconcertar al usuario. Asimismo, para poder definir, modificar e integrar distintas constelaciones de satélite, y al mismo tiempo simular numerosas ubicaciones de UE, se necesitan entornos de test automatizados y muy adaptables.

El CMX500 ofrece numerosas funciones para facilitar una experiencia de usuario intuitiva:

• Interfaz de usuario intuitiva basada en navegador que visualiza la red instalada y los parámetros relevantes, como retraso, elevación y efecto Doppler
• Editor TLE integrado que permite definir y agregar constelaciones propias a través de la interfaz de usuario por navegador
• Constellation Insight Tool que combina información de la ubicación del UE con la información de configuración de la constelación para simular un despliegue de red
• Pruebas de protocolo con XLAPI verifican que el UE puede comunicarse con la red troncal 5G. AI ScriptAssist apoya al usuario a la hora de crear y adaptar scripts XLAPI en Python mediante una amplia base de conocimientos y diversas interfaces, que facilitan tanto las pruebas como el desarrollo de los scripts.