5G NTN衛星テスト

衛星RFノードテスト

3GPP仕様TS 38.108は、5GネットワークのNR衛星アクセスノード（SAN）の 最小RF特性と最小性能要件を定めています。これは、衛星リンクを通じた信頼性の高い効率的な通信のために必要な規格をSANが満たすことを確認するためのもので、送信パワー、受信感度、周波数レンジ、変調方式、チャネル帯域幅といったパラメータを定義しています。

衛星アクセスノード用RFコンフォーマンステストシナリオは、 仕様TS 38.181で定義されています。この仕様は、よく知られている基地局RFコンフォーマンステスト仕様TS 38.141の衛星版と考えることができます。

テストは、 伝導テストまたは非伝導無線（OTA）テストとして実行でき、SANのカテゴリに応じてどちらかが選ばれます。基地局RFテストと同様に、SAN RFテストには、トランスミッターテスト、レシーバー感度テスト、レシーバー性能テストが含まれます。3GPPは、再現性と比較可能性のため、固定基準チャネル（FRC）を定義しています。

フェーズドアレイアンテナの特性評価

フェーズドアレイアンテナ（PAA）は、NTNと地上系ネットワークの収束に不可欠です。NTNの進歩とともに、業界は、通信ネットワークへの衛星機能の組み込みや、高度なPAAの開発といった課題に対処する必要があります。これらのアンテナは、地上系とNTNのコンポーネントの間のシームレスな接続を可能にするために重要な役割を果たします。

PAAは短時間で再構成可能であり、実際のスループットのニーズに柔軟に適応できます。それ以外にも、以下のような利点があります。

• 高いS/N比
• 信頼性の高い長距離通信を可能にする高い利得
• モジュラー型のスケーラブルなアーキテクチャー
• ビームアジリティーの向上による効率的なトラッキング
• デジタルビームフォーミングによる複数サービスへの対応と干渉の軽減
• 長い寿命

これまで、 低雑音増幅器（LNA）と放射素子は個別に特性評価されていました。しかし、統合型アンテナへの移行に伴い、この分離は不可能になり、放射素子と増幅器を1つのユニットとしてテストすることが必要になりました。そのためには、以下の作業が必要です。

• 内蔵アンテナ素子の校正
• アンテナ素子間の位相コヒーレンシーのテスト
• 等価表面電流密度法を使用した欠陥のあるアンテナ素子の特定
• ビームステアリング機能の検証と放射パワーのテスト

衛星インフラテストの課題の解決

5G NTN衛星インフラのテストには、以下の3つの重要な課題のソリューションが含まれます。

• 複雑さの増大
• 困難な信号伝搬条件
• NTNと地上系インフラの効率的でシームレスな同期

NTNの信号伝搬条件には、衛星と地上局の間の長い距離による不可避の遅延が存在します。さらに、変動する大気条件、ノイズ、他の信号やサービスからの干渉、相互変調によって、信号の劣化が発生します。

NTNと地上系ネットワークの間のシームレスな相互運用と同期を実現することは複雑な課題であり、最適な相互運用性と性能を保証するための高度なコンフォーマンステストが必要です。

5G NTN衛星テスト用の高性能ソリューション

ローデ・シュワルツが提供する スマートテスト／測定ソリューションは、サブシステムやコンポーネントのテストから軌道上サービスの性能検証までのあらゆる段階で、優れた性能と信頼性を保証します。

当社のポートフォリオの紹介と概要：

• 信号発生器/ シグナル・アナライザ：衛星アプリケーションのテストに必要なオプションを装備可能。例：5G物理層信号の発生と解析
• CATRベースのOTAチャンバー ：5G FR2アンテナのテストに最適な環境を提供