CMX500 para redes no terrestres (NTN)

Nuestra solución para pruebas de redes no terrestres NR (NR-NTN)

Las pruebas de redes no terrestres NR (NR-NTN) plantean desafíos que van más allá de los que se encuentran en las tradicionales redes terrestres. Estos desafíos surgen principalmente del entorno operativo ampliamente diferente y de la naturaleza dinámica de las comunicaciones basadas en satélite.

Desafío #1: condiciones dinámicas del canal y emulación realista

Uno de los principales desafíos es emular el canal radioeléctrico tal como aparecería por medio del satélite. Los satélites de las redes no terrestres NR (NR-NTN) y NB (NB-NTN) operan principalmente en la órbita terrestre baja (LEO) ya que ofrece menor latencia y mayores velocidades de transmisión de datos. Los satélites LEO se mueven a velocidades muy altas en comparación con el equipo de usuario (UE). Esto ocasiona cambios rápidos de los desplazamientos Doppler en la frecuencia de la señal. Además, la distancia del satélite al equipo de usuario introduce retrasos de propagación que también cambian con el movimiento del satélite. La larga distancia también ocasiona que las señales experimenten una pérdida de trayecto en el espacio libre, lo que da como resultado una relación señal a interferencia más ruido (SINR) en el lado del equipo de usuario.

El CMX500 cuenta con funciones de emulación de canal de punta para proporcionar escenarios de prueba realistas:

• Compatibilidad multiórbita la cual abarcan órbitas LEO, MEO, GEO y GSO, así como traspasos inter e intra órbitas
• Compatibilidad multibanda para asegurar acceso confiable a las bandas espectrales de los satélites, de vital importancia ya que las especificaciones de la frecuencia de un satélite no pueden cambiarse una vez que esté en órbita, y la eficiencia espectral debe mejorarse dentro del espectro designado
• Desvanecimiento de RF 3GPP interno y emulación de canal el cual simplifica las pruebas en condiciones realistas y permite reducir el tamaño del dispositivo
• Emulación dinámica del desplazamiento Doppler tanto para señales de enlace ascendente como descendente
• Emulación de retrasos de propagación variables y del tiempo de ida y vuelta (RTT), con la capacidad de evaluar los impactos del avance de la sincronización, el proceso de retransmisión HARQ y la latencia general
• Perfiles de desvanecimiento específicos de redes no terrestres (NTN) que incorporan efectos como la atenuación atmosférica, el desvanecimiento por lluvia y el desvanecimiento atmosférico/terrestre combinado
• Emulación de alta pérdida de trayecto y baja relación señal a interferencia más ruido (SINR)

Desafío #2: movilidad y traspasos

El funcionamiento de los satélites de redes no terrestres (NTN) en la órbita LEO plantea otro desafío la órbita más baja implica que el área de cobertura es menor, lo cual requiere de traspasos más frecuentes para mantener la continuidad del servicio. En función de la ubicación geográfica, también puede que se necesite un traspaso entre órbitas. Además, es de vital importancia para gestionar el enlace y compensar las deficiencias el conocimiento preciso tanto de las posiciones del satélite y del equipo de usuario como de sus velocidades (información de efemérides). Para los escenarios de pruebas a largo plazo, el despliegue y el traspaso manuales resultan problemáticos, ya que conllevan a errores, retrasos y una gran demanda de recursos.

El CMX500 admite pruebas para todas órbitas y proporciona pruebas completas de movilidad y traspaso:

• Capacidades de despliegue y traspaso automáticos para poner en línea células satelitales, así como transferir conexiones sin la necesidad de la intervención manual
• emulación de célula móvil y dirección de haz
• admite escenarios de traspaso complejos, como por ejemplo, traspasos intra y entre satélites
• información precisa de las efemérides para simular movilidad realista y compensación de deficiencias
• simulación de la movilidad del equipo de usuario para evaluar el rendimiento del dispositivo en diferentes escenarios de movimiento

Desafío #3: arquitectura de red y complejidad de integración

Las redes no terrestres (NTN) están diseñadas para complementar las redes terrestres a fin de proporcionar servicio en áreas que no cuenten con él. Asegurar una interacción, sincronización y traspaso sin interrupciones entre las redes no terrestres (NTN) y la infraestructura terrestre es un importante desafío que exige pruebas de conformidad sofisticadas.

El CMX500 cuenta con funcionalidades de emulación de redes de punta y admite pruebas de interoperabilidad:

• emulación de estaciones base (gNB) y de redes principales para permitir pruebas de extremo a extremo completas
• compatibilidad con las especificaciones NR-NTN de 3GPP para probar la conformidad de la pila de protocolos tanto para el equipo de usuario como para la infraestructura de red
• pruebas de integración y compatibilidad entre los componentes de las redes no terrestres (NTN) y las terrestres, a fin de asegurar la continuidad del servicio
• Simulación de arquitecturas de carga útil satelital tanto transparentes («bent-pipe») como regenerativas (procesamiento a bordo) a fin de optimizar la flexibilidad de la red, la resiliencia y su disposición para futuras exigencias, lo que permite a los operadores elegir la solución correcta en función de sus casos de uso específicos
• Simulación de redes de estaciones terrestres para evaluar el impacto tanto de estas como de las pasarelas en el rendimiento general del sistema

Desafío #4: medición y análisis

Las pruebas de redes no terrestres (NTN) plantean desafíos para la medición y el análisis. Las altas velocidades de los satélites, especialmente en la órbita LEO, introducen cambios rápidos en los desplazamientos Doppler y retrasos de propagación. Este entorno dinámico dificulta realizar mediciones confiables de los indicadores clave de desempeño (KPI), como rendimiento, latencia y relación señal a interferencia más ruido (SINR). Además, los diversos trayectos orbitales y las variadas condiciones terrestres dan lugar a perfiles de desvanecimiento impredecibles. En consecuencia, identificar la causa raíz de la degradación del rendimiento es una tarea compleja y requiere de una sólida adquisición de datos en tiempo real, así como de sofisticadas herramientas de análisis para correlacionar con precisión las deficiencias de la red con la posición específica del satélite o los movimientos del equipo de usuario.

El CMX500 cuenta con funciones de vanguardia de análisis de mediciones:

• Compatibilidad de mediciones de RF tanto en el lado del transmisor (TX) como en el del receptor (RX), lo que permite realizar una amplia variedad de mediciones como RX BLER y TX Multi Eval
• Configuración de determinadas bandas de frecuencia para las comunicaciones con una pasarela SAT, en función de factores como la calidad de señal, los requisitos de ancho de banda, las restricciones regulatorias o las necesidades específicas de la aplicación
• Ofrece conexión a un servicio backend basado en IP, como Internet o a una red empresarial, a fin de permitir pruebas de aplicaciones basadas en IP, como streaming de video, video llamadas, XR y juegos

Desafío #5: facilidad de uso y escalabilidad

Simular elementos dinámicos requiere de herramientas intuitivas que puedan visualizar y gestionar estos intrincados parámetros sin abrumar al usuario. Además, la necesidad de definir, modificar e integrar diversas constelaciones satelitales, junto con la simulación de numerosas ubicaciones del equipo de usuario, requiere de entornos de prueba adaptables y automatizados.

El CMX500 cuenta con muchas funciones para una experiencia de usuario intuitiva:

• Interfaz de usuario intuitiva y basada en web que visualiza la red desplegada y los parámetros relevantes, como el retardo, la elevación y el efecto Doppler
• Editor TLE Integrado el cual le permite definir y añadir sus propias constelaciones por medio de la WebGUI
• Herramienta «Constellation Insight» que combina la información de la ubicación del equipo de usuario con la información de la configuración de la constelación para desplegar una red simulada
• Las pruebas de protocolo con XLAPI verifican que el equipo de usuario (UE) puede comunicarse con la red principal 5G. La herramienta de inteligencia artificial AI ScriptAssist ayuda a los usuarios a crear y adaptar scripts XLAPI de Python por medio de una base de conocimientos seleccionada y de varias interfaces, lo cual optimiza tanto las pruebas como el desarrollo de los scripts.