軌道を制する：CMX500 無線機テスタによるエンドツーエンドNTNテスト

NTNテストの課題

NTNに移行する場合、特に将来の6Gシステムにおいては、従来の地上系ネットワーク検証の範囲をはるかに超える、数多くの独自かつ複雑な課題が生じます。主な課題の1つは、衛星無線チャネルの動的で過酷な条件をエミュレーションすることです。低軌道（LEO）衛星は極めて高速で動作するため、実験室環境で再現が非常に難しい多くの障害が発生します。その例としては、顕著なドップラー周波数シフト、リアルタイムアプリケーションの性能を損なう長期的な大きく変動する伝搬遅延、大きな伝搬損失、そして降雨などによって生じる予測不能な大気フェージング現象などが挙げられます。

もう1つの主要な課題は、複雑なモビリティープロトコルの管理です。LEO衛星の地理的カバレッジが限られているため、隣接ビーム間や衛星間で頻繁かつシームレスなハンドオーバーが必要になります。このプロセスを成功させるには、正確なリアルタイム軌道データ（エフェメリスデータ）を利用し、サービス中断を防ぐことが不可欠です。さらに、NTNと地上ネットワークセグメント間のシームレスな相互運用性も、主要なアーキテクチャ上の課題です。最後に、運用環境が非常に動的であるため、信頼性の高い主要性能指標（KPI）の測定や、その後の根本原因分析も困難です。性能低下の原因が、相互に依存し変化する多数の要因に起因している可能性があるためです。

弊社のエンドツーエンドNTNテストソリューション

CMX500 無線機テスタは、1台の統合型測定器でNTNテストにおけるあらゆる課題に対応できる単一プラットフォームソリューションです。NTNのデバイスおよびインフラストラクチャの現実的なシミュレーションと詳細解析向けに、完全なエンドツーエンドのテスト環境を提供します。汎用性に優れ、以下の2つの主要なテスト構成で使用できます。

• フルSANエミュレーション：この構成はデバイスメーカーに特化したもので、CMX500がネットワークアーキテクチャ全体をエミュレーションします。これには衛星ペイロード、関連リンク、ゲートウェイ、および地上コアネットワーク機能が含まれ、完全にシミュレートされた現実的なNTN環境下で包括的なデバイステストを実行できます。
• gNBおよびコアネットワークエミュレーション：衛星ネットワークプロバイダー（SNO）向けに、CMX500を使用して地上系gNBおよび5Gコアネットワークをエミュレートすることで、実機またはエミュレーション環境の衛星コンポーネントをテストできます。これにより、プロバイダーは独自のインフラストラクチャや規格準拠のセルラーコンポーネントとの相互動作を検証できます。

CMX500は、実際の宇宙環境を忠実に再現するデジタルツインを構築し、動的なドップラーおよび遅延補償、現実的なフェージングプロファイル（R&S®CMX-KE611 NR NTNフェージングプロファイル）を用いて、すべての衛星軌道および周波数帯をエミュレートします。これにより、再現性の高いテスト条件が確保されます。完全なスタック適合性を確保するため、テスタは統合型の基地局およびコアネットワークエミュレーションを提供し、透過型および再生型のペイロードの両方をサポートします。これにより、標準に基づく包括的な事前適合テストを、早期の検証段階で実施できます。さらに、CMX500は、R&S®CMX-KS550B LTE-DTC拡張機能などの関連技術に対する包括的なテストサポートを提供し、急成長するDirect-To-Cell（DTC）市場にも対応します。また、R&S®CMX-KF655X XLAPI LTE-DTC Starlinkテストケースなど、事前定義されたテスト手順にも対応しています。

主な機能として、広範なRF測定や外部IPネットワーク経由での高度なアプリケーションテストがあり、実環境でのサービス品質（QoS）および体感品質（QoE）を検証できます。R&S®CMX-KS627Bオプションは直感的なビジュアルワークスペースを提供し、R&S®CMX-KS627Mオプションは自動デプロイメントおよび自動ハンドオーバー機能により、堅牢で長期的な運用を実現します。

さらに、強力なXLAPI Pythonインタフェースにより、テストプロセス全体を完全に自動化できます。AI搭載のScriptAssistツールは、信頼性の高い自動化スクリプトを短時間で効率的に作成できます。NR-NTNの性能テストには、R&S®CMX-KC665Bライセンスで提供されるテストプランを使用できます。さらに、XLAPI PythonおよびCMSequencerをサポートするためのR&S®CMX-KF651Xライセンスも利用可能です。

NTNテストを現実のものに

CMX500は、実環境に近い条件下でのテストシナリオを実現します。一般的なワークフローでは、R&S®CMX-KS627M 信号拡張モジュールを使用してユーザー機器（UE）の位置を定義し、TLEデータを介して衛星コンスタレーションをロードし、ネットワーク展開をシミュレートします。これにより、衛星の可視性、軌道経路、カバレッジギャップを総合的に解析できます。

自動デプロイメントおよび自動ハンドオーバー機能は、長時間の安定性試験中に異常を特定するために不可欠です。自動衛星接続とハンドオーバーを伴う長時間の移動シミュレーションは、バッテリー寿命の検証、ソフトウェア不具合の検出、ハンドオーバーロジックの微細な異常の特定に欠かせません。

シナリオの展開後は、R&S®CMX-KA100 アプリケーションテスト機能セットを使用して、CMX500を外部ネットワークに接続し、包括的なアプリケーションレベルのテストを実施可能です。実際のトラフィックをルーティングすることで、シミュレートされたNTNリンク上であらゆるIPベースアプリケーションの性能を評価できます。

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