CMX500 適用於非地面網路 (NTN)

實現未來的連網能力

使用 CMX500 單機測試儀測試所有蜂巢式 NTN 技術 (NR-NTN、NB-NTN 和 Direct-to-Cell)

CMX500 是一款多功能解決方案，可測試各種 NTN 技術，包括 NR-NTN、NB-NTN 和 Direct-To-Cell (D2C, DTC)，所有功能都方便地整合在單一機箱中，該機種包含多頻段 (Multiband) 與多軌道 (Multiorbit) 支援，以及一個專用的 NTN 工作區，讓使用者能夠視覺化部署的網路及其相關參數。

Rohde & Schwarz 為 CMX500 提供了一個 XLAPI Python 測試案例套件，其中包含一系列 Starlink LTE-DTC 測試情境，這些情境涵蓋了關鍵層面，例如 DTC 模式下的 LTE 附著時間與成功率、Event A3 切換 (handover)、同頻 LTE DTC 蜂巢之間的蜂巢重選，以及 LTE DTC 蜂巢上的無線電鏈路失敗 (RLF, Radio Link Failure) 後的恢復等。

CMX500 用於 NTN 測試的核心特點

有效的 NTN 測試需要一套全面的方法，以應對衛星通訊的挑戰，CMX500 在網路和裝置層級上，為 NR-NTN 測試提供了許多特點：

• 多軌道：LEO（低地球軌道）、MEO（中地球軌道）、GEO（地球同步軌道）和 GSO（對地靜止軌道）

• 多頻段：L-Band、S-Band、Ku-Band 和 Ka-Band

• 透通式 (Transparent) 與再生式 (Regenerative) 酬載

• 內部 RF 衰減與通道模擬 • 具備 NTN 工作區的呼叫箱 (Callbox)

• 整合式 TLE 編輯器

• 衛星星系 (Constellation) 工具

• 使用 XLAPI 進行協定測試

• RF 量測支援：RX BLER (區塊錯誤率)、TX Multi Eval (多重評估)

• 用於連接 SAT 閘道器的使用者自訂頻段

• 透過 NR-NTN 傳輸 IP 資料的應用

我們的 NR-NTN 測試解決方案

NR-NTN 測試帶來的挑戰超越了傳統地面網路所遇到的挑戰，這些挑戰主要源於截然不同的操作環境與衛星通訊的動態特性。

挑戰 #1：動態通道條件與真實模擬

主要挑戰之一是模擬透過衛星傳輸時的無線電通道，NR-NTN 和 NB-NTN 衛星主要在低地球軌道 (LEO) 運行，因為 LEO 提供了更低的延遲與更高的資料傳輸速率，LEO 衛星相對於使用者設備 (UE, User Equipment) 以非常高的速度移動，這會在訊號頻率上引起快速變化的都卜勒頻移 (Doppler shifts)，此外，衛星到 UE 的距離會產生傳播延遲，該延遲也會隨衛星移動而變化，長距離還會導致訊號經歷自由空間路徑損耗，進而造成 UE 端的訊號干擾加雜訊比 (SINR, signal-to-interference-plus-noise ratio) 降低。

CMX500 具備先進的通道模擬功能，可提供真實的測試情境：

• 多軌道支援，涵蓋 LEO、MEO、GEO 和 GSO，以及軌道間 (inter-orbit) 和軌道內 (intra-orbit) 切換

• 多頻段支援，確保對衛星頻譜頻段的可靠存取，這點尤其重要，因為衛星一旦進入軌道，其頻率規格便無法更改，且必須在分配的頻譜內提高頻譜效率

• 內部 3GPP RF 衰減與通道模擬，可簡化在真實條件下的測試，並縮小設備佔用空間

• 動態都卜勒頻移模擬，適用於上行鏈路與下行鏈路訊號

• 可變傳播延遲與往返時間 (RTT, round-trip time) 模擬，能夠評估時間提前 (timing advance)、HARQ 重傳過程與整體延遲的影響

• NTN 特定衰減曲線，包含大氣衰減、雨衰以及大氣/地面組合衰減等效應

• 高路徑損耗與低 SINR 模擬

使用情境：模擬側 - gNB 與 5G 核心網路

在此使用情境中，典型客戶為衛星營運商，他們提供自己的衛星網路（衛星閘道器和衛星酬載），在此設置中，CMX500 僅提供 5G NTN 後端服務（gNB、5G 核心網路與相應的訊令訊息），用以將 UE 連接到他們的衛星網路。

使用情境：模擬側 - 衛星接取網路 (SAN)

在此使用情境中，典型客戶開發晶片組、手機或使用者終端，CMX500 模擬完整的衛星接取節點，包括 gNB、5G 核心網路與相應的訊令訊息、衛星閘道器與衛星酬載。

挑戰 #2：移動性與切換

NTN 衛星在 LEO 運行帶來了另一項挑戰：較低的軌道表示覆蓋區域較小，這需要更頻繁的切換 (handovers) 來維持服務連續性，根據地理位置，軌道間切換也可能是必要的，此外，對衛星和 UE 位置與速度的精確掌握（星曆資訊, ephemeris information），對於管理鏈路與補償損耗至關重要，對於長期測試情境而言，手動部署和切換會引發問題，因為它們會導致錯誤、延遲與高資源需求。

CMX500 支援所有軌道的測試，並提供全面的移動性與切換測試：

• 自動部署與自動切換功能，可使衛星蜂巢上線並轉移連線，無需手動介入

• 移動蜂巢與波束控向 (beam steering) 模擬

• 支援複雜的切換情境，包括衛星內 (intra-satellite) 和衛星間 (inter-satellite) 切換

• 精確的星曆資訊，用以模擬真實的移動性與損耗補償

• UE 移動性模擬，評估裝置在不同移動情境下的效能

適用於 Ku 和 Ka 頻段的先進測試解決方案

探索適用於 Ku 頻段和 Ka 頻段的新測試方法，使用機械臂模擬真實的衛星飛越 (flyby) 情境，結合 CMX500，可實現全面測試，包含先進的波束成形 (beamforming) 能力。

挑戰 #3：網路架構與整合複雜性

NTN 的用途是補充地面網路，為無服務區域提供服務，確保 NTN 與地面基礎設施之間的無縫互動、同步與切換 (handover) 是一項重大挑戰，需要精密的一致性測試。

CMX500 具備先進的網路模擬功能並支援互通性測試：

• 基地台 (gNB) 與核心網路模擬，實現全面的端對端測試

• 支援 3GPP NR-NTN 規範，用於測試 UE 和網路基礎設施的協定堆疊合規性

• NTN 與地面網路組件之間的整合與互通性測試，確保服務連續性

• 模擬透通式（彎管, bent-pipe）和再生式（星上處理, on-board processing）兩種衛星酬載架構，以優化網路靈活性、彈性與未來需求的準備度，讓營運商能依據特定使用情境選擇正確的解決方案

• 地面站網路模擬，評估地面站與閘道器對整體系統效能的影響

挑戰 #4：量測與分析

NTN 測試為量測與分析帶來了挑戰，衛星的高速率（尤其在 LEO）會引入快速變化的都卜勒頻移與傳播延遲，這種動態環境阻礙了關鍵效能指標 (KPI) 的可靠量測，例如傳輸量、延遲與 SINR，此外，多樣化的軌道路徑與變化的地面條件會導致不可預測的衰減曲線，因此，識別效能下降的根本原因是一項複雜的任務，需要穩健的即時資料擷取與精密的分析工具，才能準確地將網路損耗與特定衛星位置或 UE 移動關聯起來。

CMX500 具備先進的量測分析能力：

• 發射器 (TX) 與接收器 (RX) 兩端的 RF 量測支援，可進行多種量測，例如 RX BLER 與 TX Multi Eval

• 依據訊號品質、頻寬需求、法規限制或特定應用需求等因素，設定特定頻段與 SAT 閘道器通訊

• 支援連接到IP 後端服務（例如網際網路或公司網路），以實現 IP 應用測試，例如視訊串流、視訊通話、XR 與遊戲

挑戰 #5：使用者友善性與可擴充性

模擬動態元件需要直覺的工具，這些工具必須能夠視覺化並管理這些複雜的參數，而不會讓使用者感到困惑，此外，定義、修改與整合多樣化的衛星星系，以及模擬眾多 UE 位置的需求，需要高適應性與自動化的測試環境。

CMX500 具有許多可提供直覺使用者體驗的特點：

• 直覺的網路使用者介面，可視覺化部署的網路與相關參數，例如延遲、仰角與都卜勒效應

• 整合式 TLE 編輯器，讓您能透過 WebGUI 定義和新增自己的星系

• Constellation insight 工具，結合 UE 位置資訊與星系配置資訊來部署模擬網路

• 使用 XLAPI 進行協定測試，驗證使用者設備 (UE) 能否與 5G 核心網路通訊，AI ScriptAssist 透過精選的知識庫與多種介面，協助使用者建立和調整 XLAPI Python 腳本，簡化測試與腳本開發流程

NR-NTN 測試 - 重新定義連網能力

探索我們的新工具 Constellation Insight，當它與 CMX500 單機測試儀搭配使用時，可簡化非地面網路的配置與部署。

CMX500 單機訊令 (signaling) 測試儀

關鍵特性

• 該機種整合 LTE、5G FR1 頻率範圍（高達 8 GHz）以及 FR2 毫米波頻率範圍（高達 50 GHz）

• 適用於 LEO、MEO、GEO 和 GSO 以及 L-Band、S-Band、Ku-Band 和 Ka-Band 的多頻段與多軌道測試

• 內部 RF 衰減與通道模擬，用於在真實條件下進行效能測試

• 單一可擴充的硬體平台，提供客製化與特定使用情境的配置

• 自動部署與自動切換，實現長期模擬