6G的一大愿景是加快構(gòu)建全域覆蓋的智聯(lián)世界，今天我們來探討下實(shí)現(xiàn)6G全域覆蓋關(guān)鍵技術(shù)——空天地一體化。

6G想要實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信與地面移動(dòng)通信高度融合，推動(dòng)星地融合的全球廣域覆蓋，其中，衛(wèi)星通信仿真是關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。基于NI SDR，眾執(zhí)芯搭建了開放架構(gòu)的衛(wèi)星通信半實(shí)物仿真平臺(tái)。

接下來，我們來講下具體實(shí)現(xiàn)方法——眾執(zhí)芯NTN端到端傳輸系統(tǒng)。

眾執(zhí)芯NTN端到端傳輸系統(tǒng)包含兩部分：NTN收發(fā)系統(tǒng)與星地寬帶信道模擬器，可實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信半實(shí)物仿真。

該解決方案在剛剛落幕的第十一屆中國國際通信大會(huì)（ICCC 2022）上吸睛無數(shù)。

ICCC 2022

NTN收發(fā)系統(tǒng)

NTN收發(fā)系統(tǒng)是基于3GPP 5G NR R15 以及R16擴(kuò)展的基于多用戶收發(fā)的通信平臺(tái)。

該系統(tǒng)包含基本信道和信號(hào)，包括下行SSB，PDCCH，PDSCH以及上行PRACH，PUCCH和PUSCH。支持OFDM，LDPC/Polar以及多種調(diào)制編碼類型，以及基于DMRS和CSI-RS的參考信號(hào)的發(fā)送和解調(diào)。實(shí)現(xiàn)了基于信道模擬器的波束賦形、物理層四步隨機(jī)接入、兩步隨機(jī)接入過程，以及基于輪詢調(diào)度、最大載干比和比例公平算法等三種調(diào)度方式的動(dòng)態(tài)調(diào)度過程。

該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

① 基于NI軟件定義無線電架構(gòu)

基于NI軟件定義無線電架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)開放架構(gòu)的衛(wèi)星通信半實(shí)物仿真平臺(tái)。平臺(tái)以3GPP 5G NR鏈路作為基礎(chǔ)，通過開放靈活擴(kuò)展接口，實(shí)現(xiàn)下一代星地一體化衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵算法和特性的驗(yàn)證平臺(tái)。

② 硬件主體

硬件主體包含基于矢量信號(hào)收發(fā)器/軟件定義無線電收發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)的，以3GPP 5G NR物理層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的完整收發(fā)鏈路功能為基礎(chǔ)，包含了3GPP 5G NR物理層協(xié)議規(guī)定主要功能，包括物理層信道、物理信號(hào)、幀格式設(shè)計(jì)，各信道編解碼設(shè)計(jì)，及物理層交互過程；矢量信號(hào)分析儀/軟件定義無線電收發(fā)設(shè)備則實(shí)現(xiàn)了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)RF信號(hào)各物理信道解調(diào)、譯碼、解析和一些關(guān)鍵信號(hào)指標(biāo)，諸如EVM、RSRP等的測(cè)量。

③ 軟件平臺(tái)

軟件平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)從基于5G Matlab仿真到FPGA的實(shí)時(shí)處理。同時(shí)，平臺(tái)可兼容多用戶調(diào)度和處理，實(shí)現(xiàn)基于調(diào)度器接口設(shè)計(jì)靈活的MAC調(diào)度策略。該平臺(tái)可以有效的用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求的算法進(jìn)行半實(shí)物驗(yàn)證。

星地寬帶信道模擬器

ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器為星地通信、衛(wèi)星融合通信提供寬帶實(shí)時(shí)的信道模擬物理環(huán)境。

本信道模擬器設(shè)計(jì)具有以下特征：

① 多通道，大帶寬模擬

ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器支持多種類型NI射頻前端和上下變頻器，可適配不同通道數(shù)量，大帶寬信道模擬的需求。基礎(chǔ)硬件覆蓋sub6G頻段，可通過選件覆蓋Ka，Ku，Q/V等可選頻段。

② 高多普勒頻偏模擬

無線通信收發(fā)設(shè)備之間的相對(duì)移動(dòng)速度和通信載波頻率會(huì)對(duì)無線信號(hào)帶來多普勒頻偏。ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器可獨(dú)立模擬多個(gè)信道，每個(gè)通道不同的多普勒效應(yīng)。最大多普勒頻偏不僅可支持5G地面網(wǎng)絡(luò)，而且可支持低軌通信衛(wèi)星與地面用戶終端之間Ka，Ku等頻段多普勒頻偏模擬需求。

③ 精準(zhǔn)大時(shí)延模擬

隨著6G星地通信一體化的發(fā)展趨勢(shì)，星地?zé)o線通信收發(fā)設(shè)備之間的信號(hào)時(shí)延相比地面通信大大擴(kuò)展。精準(zhǔn)的大時(shí)延模擬對(duì)于星地，星星之間的通信至關(guān)重要。本信道模擬器可支持多信道不同的精準(zhǔn)時(shí)延模擬。最大時(shí)延可滿足大帶寬低軌通信衛(wèi)星或高軌衛(wèi)星與地面之間通信延時(shí)模擬需求。

④ 自定義信道模型

ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器支持多種傳統(tǒng)的信道模型的模擬，亦可以支持用戶對(duì)傳統(tǒng)信道模型進(jìn)行參數(shù)修整，或者自定義的信道模型導(dǎo)入。從而全面支持用戶在私有特定環(huán)境下的定制化信道模擬。