低轨卫星星座的快速部署极大地推进了卫星通信和地面移动通信的技术融合,终端技术的进步也推动了消费和专用天地一体化通信的实际需求,先进的阵列天线逐步让手机直连卫星模式以合理的成本成为现实,这些技术迭代塑造了“非地面网络”即NTN的技术愿景并使之成为低轨星座的通信技术体系。无论是3GPP、类3GPP或私有协议技术体系,均面临星载基站、信关站、星间链路、终端和核心网相互连接带来的技术挑战。特别是大规模手机直连接入和低轨卫星高动态运动场景,要求NTN网络星载基站具备大型相控阵天线及波束跳跃和多波束覆盖,包括信关站、终端和遥测在内的系统时延补偿、射频参数、信号质量参数及相关一致性测试成为NTN卫星整星及模组的关键环节,也是NTN产业链上下游协同的关键依据。
罗德与施瓦茨公司与全球的航天科技企业保持了数十年的密切合作,深刻理解卫星行业的技术迭代,近期对频谱仪和信号源产品进行了升级,以适配低轨卫星的爆发式发展。最近,罗德与施瓦茨与我国的商业航天科技企业合作完成了对模组及整星的电测实验,有效解决了整星多模组和多链路在跳波束条件下结合星历的系统时延、大多普勒频偏条件下的EVM测试、频率准确性等项目的电测难点。
如图1 和图2所示,相比地面5G网络,无论是透明转发还是再生架构,NTN的终端(UE)接入更为复杂,增加了星载基站(gNB)、信关站(NTN网关)、测控链路等环节,会显著影响接入过程并由非线性器件带来系统整体时延、信号质量EVM和频率准确度等问题。与传统的卫星测试比较,NTN低轨卫星带来了诸多新的测试挑战。
测试项目(包括但不限于)
◉ 各测试点的频率准确度
◉ 各测试点损耗
◉ 各测试点EVM(均使用3GPP 5GNR NTN选件测试,符合3GPP一致性要求)
◉ 各测试点与UE/gNB处的绝对时延
◉ 跳波束实时性(延时)测试
测试逻辑:
信号源模拟UE产生特定带宽(如20MHz)5GNTN信号,经数字处理器后转换为特定带宽(如400MHz)信号。经Q/V上下变频器上变成Q频段,再经信关站射频前端下变频为L波段,过信道仿真仪经DUC/DDC变回特定带宽(如20MHz)信号给gNB,可以用频谱仪来模拟gNB进行信号测试。
信号源模拟gNB产生特定带宽(如20MHz)5GNTN信号,经DUC/DDC变为特定带宽(如400MHz)信号,经信道仿真仪传至信关站射频前端变为V波段信号,经Q/V上下变频上变成S频段,经数字处理器后变为特定带宽(如20MHz)的S频段信号下发给UE,此处用频谱仪替代UE进行信号测试。
系统通过授时对齐星历并使用绝对时间触发,确保时延测试的准确性和实时性。
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