Tester CMX500 per reti non terrestri (NTN)

La nostra soluzione per i test di reti NTN NR

I test delle reti NTN NR presentano sfide che vanno oltre quelle incontrate nelle reti terrestri tradizionali. Queste sfide derivano principalmente dall'ambiente operativo estremamente diversificato e dalla natura dinamica delle comunicazioni satellitari.

Sfida n. 1: Condizioni dinamiche dei canali ed emulazione realistica

Una delle sfide principali consiste nell'emulare il canale radio così come apparirebbe via satellite. I satelliti delle reti NTN NR e NTN NB operano principalmente nell'orbita terrestre bassa (LEO), poiché essa offre una latenza inferiore e velocità di trasmissione dati più elevate. I satelliti LEO si muovono a velocità molto elevate rispetto alle apparecchiature degli utenti (UE). Questo movimento relativo provoca rapidi cambiamenti nella frequenza del segnale dovuta all'effetto Doppler. Inoltre, la distanza dal satellite all'UE introduce ritardi di propagazione che variano anche con il movimento del satellite. La lunga distanza provoca anche una perdita di segnale nello spazio libero, con conseguente riduzione del rapporto segnale-rumore (SINR) sul lato UE.

Il tester CMX500 è dotato di una funzione di emulazione avanzata dei canali per creare scenari di test realistici:

• Supporto multiorbita, che copre LEO, MEO, GEO e GSO, nonché handover sia interorbitali che intraorbitali
• Supporto multibanda, che assicura un accesso affidabile alle bande dello spettro satellitare; aspetto particolarmente importante perché le specifiche di frequenza di un satellite non possono essere modificate una volta che esso è in orbita e l'efficienza dello spettro deve essere migliorata all'interno dello spettro assegnato
• Fading RF 3GPP interno ed emulazione del canale, che semplificano i test in condizioni realistiche e riducono l'ingombro del sistema di test
• Emulazione dinamica dell'effetto Doppler per segnali nelle direzioni uplink e downlink
• Emulazione del ritardo di propagazione variabile e del tempo di andata e ritorno (RTT), con la possibilità di valutare gli impatti dell'anticipo di temporizzazione, del processo di ritrasmissione HARQ e della latenza complessiva
• Profili di fading specifici per reti NTN, che sono dotati di effetti quali attenuazione atmosferica, fading dovuto alla pioggia e fading combinato atmosferico/terrestre
• Elevata perdita di percorso ed emulazione SINR bassa

Sfida n. 2: Mobilità e handover

C'è un'altra sfida derivante dai satelliti NTN che operano in costellazioni LEO: l'orbita più bassa comporta un'area di copertura più ridotta, che richiede handover più frequenti per mantenere la continuità del servizio. A seconda della posizione geografica, potrebbe anche essere necessario un handover interorbitale. Inoltre, una conoscenza accurata delle posizioni e delle velocità dei satelliti e delle UE (informazioni sulle effemeridi) è fondamentale per gestire il collegamento e compensare eventuali disturbi. Per scenari di prova a lungo termine, la distribuzione e l'handover manuali diventano problematici, poiché comportano errori, ritardi ed elevate richieste di risorse.

Il tester CMX500 supporta il test di tutte le orbite e fornisce test completi di mobilità e handover:

• Capacità di auto-distribuzione e auto-handover per attivare celle satellitari e trasferire connessioni senza la necessità di intervento manuale
• Emulazione di celle in movimento e gestione dei fasci
• Supporto per scenari complessi di handover, compresi gli handover intra-satellite e inter-satellite
• Informazioni precise sulle effemeridi per simulare una mobilità realistica e compensare eventuali disturbi
• Simulazione della mobilità UE per valutare le prestazioni dei dispositivi in diversi scenari di movimento

Sfida n. 3: Architettura di rete e complessità dell'integrazione

Le reti NTN sono progettate per integrare le reti terrestri, fornendo servizi nelle aree non coperte. Assicurare un'interazione, una sincronizzazione e un handover senza interruzioni tra rete NTN e infrastruttura terrestre è una sfida di grande rilevanza che richiede sofisticati test di conformità.

Il tester CMX500 dispone di funzionalità avanzate di emulazione di rete e supporta i test di interoperabilità:

• Emulazione della stazione base (gNB) e della rete centrale per consentire test end-to-end completi
• Supporto delle specifiche 3GPP per reti NTN NR per il test della conformità dello stack di protocolli sia per l'UE che per l'infrastruttura di rete
• Test di integrazione e interoperabilità tra rete NTN e componenti della rete terrestre, al fine di assicurare la continuità del servizio
• Simulazione di architetture di carico utile satellitare trasparenti (bent-pipe) e rigenerative (elaborazione a bordo) per ottimizzare la flessibilità, la resilienza e la predisposizione della rete alle esigenze future, consentendo agli operatori di scegliere la soluzione più adatta in base a casi d'uso specifici
• Simulazione della rete di stazioni terrestri per valutare l'impatto delle stazioni terrestri e dei gateway sulle prestazioni complessive del sistema

Sfida n. 4: Misura e analisi

Il collaudo delle reti NTN presenta sfide per la misura e l'analisi. Le elevate velocità dei satelliti, specialmente in costellazioni LEO, introducono rapidi cambiamenti nella variazione di frequenza per effetto Doppler e ritardi di propagazione. Questo ambiente dinamico ostacola la misura affidabile degli indicatori di prestazioni chiave (KPI), quali throughput, latenza e rapporto segnale-rumore più interferenza (SINR). Inoltre, i percorsi orbitali diversificati e le condizioni terrestri variabili danno vita a profili di fading imprevedibili. Di conseguenza, identificare la causa principale del degrado delle prestazioni è un compito complesso che richiede un'acquisizione dei dati robusta e in tempo reale, nonché strumenti di analisi sofisticati per correlare accuratamente i malfunzionamenti della rete con posizioni specifiche dei satelliti o movimenti degli UE.

Il tester CMX500 è dotato di funzionalità avanzate di analisi delle misure:

• Supporto delle misure RF sia sul lato trasmettitore (TX) che sul lato ricevitore (RX), consentendo un'ampia varietà di misure, quali RX BLER e TX Multi Eval
• Configurazione di determinate bande di frequenza per la comunicazione con un gateway satellitare, in base a fattori quali la qualità del segnale, i requisiti di larghezza di banda, i vincoli normativi o le esigenze specifiche dell'applicazione
• Supporto per la connessione a un servizio backend basato su IP, come Internet o una rete aziendale, per consentire il test di applicazioni basate su IP quali streaming video, videochiamate, XR e giochi

Sfida n. 5: Facilità d'uso e scalabilità

La simulazione di elementi dinamici richiede strumenti intuitivi in grado di visualizzare e gestire questi parametri complessi senza confondere l'utente. Inoltre, la necessità di definire, modificare e integrare costellazioni satellitari diversificate, insieme alla simulazione di numerose posizioni UE, richiede ambienti di test altamente adattabili e automatizzati.

Il tester CMX500 offre numerose funzionalità che garantiscono un'esperienza utente intuitiva:

• Interfaccia utente intuitiva basata sul Web che visualizza la rete implementata e i parametri rilevanti, quali il ritardo, l'elevazione e l'effetto Doppler
• Editor TLE integrato che consente di definire e aggiungere le proprie costellazioni tramite WebGUI
• Strumento di analisi della costellazione che abbina le informazioni sull'ubicazione delle apparecchiature dell'utente alle informazioni sulla configurazione della costellazione per implementare una rete simulata
• Il collaudo di protocollo con XLAPI verifica che l'apparecchiatura dell'utente (UE) sia in grado di comunicare con la rete principale 5G. AI ScriptAssist aiuta gli utenti a creare e adattare script XLAPI Python attraverso un database di conoscenze curato e varie interfacce, semplificando sia il collaudo che lo sviluppo degli script.