PART-01

NB-NTN 概念介紹

NB-NTN(Narrowband Non-Terrestrial Network)窄帶非地面網(wǎng)絡(luò)，是3GPP R17版本中定義的一項(xiàng)通過衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)低功耗、廣覆蓋通信的技術(shù)。它把傳統(tǒng)的窄帶蜂窩通信擴(kuò)展到太空，讓地面終端即使在無地面基站的海洋，沙漠等偏遠(yuǎn)區(qū)域，也能借助衛(wèi)星信號接入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

目前，全球超過80%的陸地面積和95%的海洋面積還沒有地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋。NB-NTN可以為這些地區(qū)的資產(chǎn)追蹤、農(nóng)業(yè)監(jiān)測、環(huán)境科學(xué)等活動提供網(wǎng)絡(luò)連接。NB-NTN是邁向“空天地海一體化”網(wǎng)絡(luò)和6G愿景的關(guān)鍵一步。

3GPP從R17版本開始正式將NB-NTN納入標(biāo)準(zhǔn)體系，這意味著NB-NTN已經(jīng)成為了全球統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，各大芯片商、設(shè)備商和運(yùn)營商都在積極研發(fā)測試和部署相關(guān)產(chǎn)品。

PART-02

運(yùn)營商測試必要性

在4G和5G時(shí)代，全球主要運(yùn)營商基于各自的網(wǎng)絡(luò)部署以及業(yè)務(wù)特性，提出了各自的測試需求。這些測試需求不僅基于3GPP規(guī)范，同時(shí)兼顧各自的網(wǎng)絡(luò)部署特點(diǎn)和業(yè)務(wù)考量，我們將這種測試叫做運(yùn)營商準(zhǔn)入測試(CAT：Carrier Acceptance Test)。 羅德與施瓦茨廣泛深入地與全球主要運(yùn)營商合作，包括中國、北美、日本、南美和澳洲運(yùn)營商等，提供完整的測試方案，包括協(xié)議測試、性能測試(吞吐量、功耗等)、應(yīng)用測試(VoLTE、VoNR、音頻質(zhì)量等)、補(bǔ)充射頻測試等。這些實(shí)驗(yàn)室測試方案廣泛應(yīng)用于運(yùn)營商和其認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室，確保終端可以在網(wǎng)絡(luò)中正常運(yùn)行。

與傳統(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商不同，NB-NTN的運(yùn)營生態(tài)更加復(fù)雜和多元化，因?yàn)樗婕啊疤旎?衛(wèi)星)和“地基”(傳統(tǒng)電信)的融合。衛(wèi)星一旦發(fā)射，任何軟硬件缺陷的修復(fù)成本相比于地面階段都是成幾何倍數(shù)增長的。偏遠(yuǎn)地區(qū)動輒成千上萬公里的距離，也帶來了非常巨大的外場真實(shí)環(huán)境測試成本。因此，實(shí)驗(yàn)室里低成本可重復(fù)，容易復(fù)現(xiàn)問題的測試儀表系統(tǒng)，就是產(chǎn)品開發(fā)測試中必不可少的環(huán)節(jié)。

另外從技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度看，相比地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)，NB- NTN網(wǎng)絡(luò)有時(shí)延大、高動態(tài)多普勒頻移、巨大路徑損耗等特點(diǎn)。運(yùn)營商只有通過可重復(fù)的網(wǎng)絡(luò)模擬器、 GNSS模擬器等實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，充分驗(yàn)證終端和網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議一致性、射頻一致性、網(wǎng)絡(luò)互操作性等，才能確認(rèn)終端在動態(tài)軌道條件下仍能完成隨機(jī)接入、切換、重傳和掉網(wǎng)恢復(fù)等常規(guī)網(wǎng)絡(luò)操作，避免用戶在海上、沙漠、高空等實(shí)際場景下“有信號卻上不了網(wǎng)”，提前發(fā)現(xiàn)和解決潛在問題。

PART-03

R&S NB-NTN測試方案

羅德與施瓦茨(以下簡稱R&S)積極參與3GPP標(biāo)準(zhǔn)的制定，并與行業(yè)領(lǐng)先的合作伙伴(如芯片廠商、運(yùn)營商)，率先開展了聯(lián)合測試和演示。R&S NB-NTN方案目前是集成在R&S CMW500綜測儀平臺上。眾所周知，CMW500平臺的技術(shù)和應(yīng)用已經(jīng)非常成熟， 廣泛應(yīng)用于芯片、終端及運(yùn)營商的眾多實(shí)驗(yàn)室，用戶只需要通過軟件的平滑升級就可以完成NB-NTN方案的測試。NB-NTN后期也會逐步合并到R&S新一代5G 綜測儀CMX500平臺上。

如上圖所示，NB-NTN 測試系統(tǒng)由一臺CMW500綜測儀和一臺SMBV100B 衛(wèi)星信號模擬器，以及一臺測試控制電腦組成。

CMW500可以模擬從基站到核心網(wǎng)的全部功能，包括射頻、協(xié)議棧、核心網(wǎng)、應(yīng)用層等，可以幫助測試終端實(shí)現(xiàn)端到端的功能測試, 被廣泛用于移動終端和芯片的研發(fā)、驗(yàn)證、生產(chǎn)、一致性測試等全生命周期。

R&S SMBV100B 是羅德與施瓦茨推出的高性能矢量信號發(fā)生器，專門為滿足現(xiàn)代通信、GNSS 和航空航天與國防等領(lǐng)域的嚴(yán)苛測試需求而設(shè)計(jì)。GNSS 模擬器支持 GPS、GLONASS、Galileo、北斗等星座的復(fù)雜場景仿真。

R&S NB-NTN 測試系統(tǒng)是目前市場上最完整的測試平臺之一，支持多種軌道(LEO/GEO/GSO)模擬，可以驗(yàn)證終端在不同衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的時(shí)延、多普勒頻移、低SINR條件等不同場景的性能。

R&S CONTEST用戶測試界面示例

R&S CONTEST是羅德與施瓦茨推出的新一代統(tǒng)一用戶測試界面，貫穿終端從研發(fā)到認(rèn)證的全流程。CONTEST統(tǒng)一了多種常用平臺，比如市面上常見的LTE/5G射頻一致性系統(tǒng)TS8980、運(yùn)營商協(xié)議測試NETOP、數(shù)據(jù)性能測試PQA等。

CONTEST可以統(tǒng)一控制系統(tǒng)中所有儀器、界面化用例加載、參數(shù)設(shè)定、用例排序、循環(huán)執(zhí)行等。內(nèi)置路徑損耗校準(zhǔn)向?qū)?，自動讀取功率計(jì)，生成校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，對測試系統(tǒng)進(jìn)行自校準(zhǔn)，保證精確地測量精度。測試過程中實(shí)時(shí)比對 3GPP 限值，F(xiàn)ail 項(xiàng)自動暫停并彈出調(diào)試面板，可立即查看星座圖、EVM、ACLR等指標(biāo)細(xì)節(jié)。支持一鍵生成 PDF等格式測試報(bào)告。

PART-04

R&S與各大運(yùn)營商的合作情況

01 SKYLO NTN-IoT

SKYLO是目前全球在 NB-NTN領(lǐng)域領(lǐng)先的運(yùn)營商之一，其服務(wù)已從早期的衛(wèi)星短信SMS和SOS功能，拓展到語音通話(Voice over NB-NTN)，并具備大規(guī)模商用能力。

R&S已經(jīng)與 SKYLO 深度合作，基于市場領(lǐng)先的NB-IoT網(wǎng)絡(luò)綜測儀CMW500，開發(fā)了NB-IoT NTN測試系統(tǒng)，并覆蓋所有相關(guān)芯片組供應(yīng)商。R&S可以為 SKYLO 生態(tài)系統(tǒng)提供經(jīng)過驗(yàn)證的測試用例交鑰匙解決方案。

目前，SKYLO的優(yōu)先級測試用例已完成驗(yàn)證并推向市場。

R&S在測試用例驗(yàn)證數(shù)量方面保持總體領(lǐng)先。

· 數(shù)據(jù)性能(PQA-KM351、PQA-KM352)218 個(gè)測試用例(98%)已驗(yàn)證并發(fā)布

· 協(xié)議(CMW-KU380)50 個(gè)測試用例(54%)已驗(yàn)證并發(fā)布

· RF(TS8-KNO601) 29個(gè)TC(100%)已驗(yàn)證并發(fā)布

以上基于較早的數(shù)據(jù)，R&S一直在積極的開發(fā)驗(yàn)證用例，用例數(shù)量會持續(xù)更新。

02 TMO Starlink- LTE D2D

R&S也在積極的開發(fā)TMO Starlink測試計(jì)劃。截止目前，R&S在驗(yàn)證數(shù)量方面保持領(lǐng)先。

預(yù)計(jì)下個(gè)季度將有更多NTN測試用例。

· 協(xié)議(NPT5-KN557)：LTE TMO衛(wèi)星協(xié)議測試。

· 需要支持2G的CMW。

· 所有26個(gè)測試用例均已驗(yàn)證。

03 Verizon NB-NTN

Verizon與衛(wèi)星服務(wù)提供商SKYLO合作，推出了NTN服務(wù)。

R&S正在積極開發(fā)NB-IOT NTN功能和性能測試用例，包括(5G FR1、LTE、Wi-Fi，搭配 CMX500)和(3G和NB-NTN，搭配CMW500)。

· 測試場景涵蓋系統(tǒng)選型場景，NAS相關(guān)場景，短信場景等。

· 用戶也可以通過 AMS32系統(tǒng)測試RF OTA性能 (TRP/TIS)。

總 結(jié)

從蜂窩網(wǎng)絡(luò)時(shí)代開始，羅德與施瓦茨就與全球各大運(yùn)營商及芯片、終端伙伴合作，通過技術(shù)測試方案、測試設(shè)備供應(yīng)、系統(tǒng)集成等方式，推動了4G/5G等技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)展。對于新興的NTN技術(shù)，羅德與施瓦茨也會進(jìn)一步和衛(wèi)星運(yùn)營商加強(qiáng)合作，一方面增強(qiáng)現(xiàn)有測試方案，擴(kuò)展測試用例集。另外一方面也會有更多的衛(wèi)星運(yùn)營商加入進(jìn)來，提供完備的衛(wèi)星運(yùn)營商準(zhǔn)入測試方案。

羅德與施瓦茨業(yè)務(wù)涵蓋測試測量、技術(shù)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)安全，致力于打造一個(gè)更加安全、互聯(lián)的世界。 成立 90 多年來，羅德與施瓦茨作為全球科技集團(tuán)，通過發(fā)展尖端技術(shù)，不斷突破技術(shù)界限。公司領(lǐng)先的產(chǎn)品和解決方案賦能眾多行業(yè)客戶，助其獲得數(shù)字技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)力。羅德與施瓦茨總部位于德國慕尼黑，作為一家私有企業(yè)，公司在全球范圍內(nèi)獨(dú)立、長期、可持續(xù)地開展業(yè)務(wù)。