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5G网络通过卫星通信扩展网络

文章作者:Jessy Cavazos

5G网络将促进移动宽带业务的发展，同时带来延迟和复杂性的挑战。

到目前为止，所有移动网络都被限制在地球上，但非陆地平台提供了网络覆盖扩展的显着潜力。第三代伙伴关系（3GPP）第17份，非地球网络（NTNS）集成了5G的无人航空车辆的5G能力。

有了NTNs，蜂窝网络将首次通过卫星通信扩展。在5G新无线电(5G NR)标准中引入卫星链路将带来许多好处。例如，ntn可在缺乏网络基础设施或可用性的地区(如在自然灾害期间或之后)提供服务。

卫星链接还可以为孤立或移动平台提供覆盖，例如飞机，船舶，石油平台和列车（图1)，并支持物联网的机对机通信(M2M)。移动运营商也可以利用这些链接覆盖其网络的边缘。

此外，5G NTN可以充当回退网络，以提供高网络可用性，并通过通过地面和卫星通信链路连接用户来实现多连接。

图15G NTNS使能达到隔离或移动平台，以及其他用例。

的3GPP技术报告（TR）38.811详细说明了NTN的5G用例。TR 38.811旨在定义部署方案和系统参数，使3GPP通道模型适应NTN，并识别对5G NR接口的任何大量影响。

表13GPP TR 38.811定义卫星接入网络的5G NTN使用情况。资料来源：3GPP.

3GPP通道模型启用5G NR NTN卫星链路的测试。在测试现代卫星通信（SATCOM）系统时，重点关注的关键方面之一是延迟。延迟是一个主要问题，因为5G具有比4G LTE更严格的延迟要求。

此外，卫星系统的复杂性增加。现代系统使用陆地和卫星链接，一次在设备之间有多个连接，信号传导在设备和网络之间随时间变化。

测试平台需要解决这些系统的更大复杂性，具有模拟所有轨道参数，高速卫星和高空解决方案的能力，并且能够使用卫星互连测试长途链路。

使用逼真的环境模型测试SATCOM系统至关重要，以确保性能。例如，在两个卫星调制解调器之间测试卫星链路，例如，需要将地卫星链路，卫星星座和卫星到地连接在一起。使用正确的多频传输链路并分离调制解调器之间的上行链路和下行链路频率将是重要的。此外，虚拟环境需要包括两个调制解调器之间的所有信令链路和传输路径。

面向飞机乘客的机载互联网是5G网络的一个关键使用案例。飞机乘客希望在飞行中与地面乘客保持同样水平的连接。目前，卫星调制解调器为飞机上的Wi-Fi路由器提供互联网连接，使他们能够连接互联网，但在未来，这个路由器将是一个蜂窝路由器，使乘客能够像在地面上一样保持连接。

模拟飞机到卫星用例需要对许多环境条件建模，以确定飞机调制解调器的实现。在例子中图2，飞机以一定的速度和高度飞行。它可以看到它所连接星座的四颗卫星，每颗卫星都有不同的功率级别。路径增益发生在调制解调器、飞机上的卫星天线和卫星之间，并且由于飞机和卫星之间的距离，卫星链路之间存在延迟。此外，飞机的方位和方向vis四颗卫星改变多普勒频移。

图2飞机连接到四颗卫星，为乘客提供车载互联网服务。

通道仿真器可以模拟所有环境条件和5G NTN用例的互联，端到端。模拟整个设备网络可以在开发期间比较硬件变体和软件版本（图3）.通道模拟测试设置还有助于客观地比较来自不同供应商的设备，同时在开发过程中集成完整的解决方案。

创建场景数据可能是卫星网络和卫星通信链路测试过程中最具挑战性的部分。提供创建基本条件的工具并支持第三方工具的测试平台有助于减少这一挑战。

图3Keysight的PROPSIM信道仿真器可以模拟由设备和互连子系统组成的网络。

对5G网络的关注正在增长。这些网络将改进现有的应用程序，并使许多新的应用程序成为可能。5G网络将促进移动宽带服务，并实现大规模机器式通信(mMTC)。它们的影响将是广泛的，跨越各个行业，包括交通运输、公共安全、能源和农业。不过，5G网络也将带来挑战，其中延迟和更大的复杂性是最主要的挑战。要解决这些挑战，需要测试解决方案提供全面的模拟能力和方便的场景创建。

有关本主题的更多信息，包括现场模拟，您可以查看Keysight主办的5G非地面网络-概述与卫星链路模拟聚焦研讨会评估5G真实世界性能页面或访问Keysight的空间和卫星页面．

这篇文章最初发表于edn.．

杰西CAVAZOS.是Keysight行业解决方案营销团队的一部分。

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