NTN衛星運營商準入測試解決方案

NB-NTN 概念介紹

NB-NTN（Narrowband Non-Terrestrial Network）窄帶非地面網絡，是3GPP R17版本中定義的一項通過衛星實現低功耗、廣覆蓋通信的技術。它把傳統的窄帶蜂窩通信擴展到太空，讓地面終端即使在無地面基站的海洋，沙漠等偏遠區域，也能借助衛星信號接入網絡進行通信。

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絡覆蓋。NB-NTN可以為這些地區的資產追蹤、農業監測、環境科學等活動提供網絡連接。NB-NTN是邁向“空天地海一體化”網絡和6G愿景的關鍵一步。

3GPP從R17版本開始正式將NB-NTN納入標準體系，這意味著NB-NTN已經成為了全球統一的標準化技術，各大芯片商、設備商和運營商都在積極研發測試和部署相關產品。

PART-02

運營商測試必要性

在4G和5G時代，全球主要運營商基于各自的網絡部署以及業務特性，提出了各自的測試需求。這些測試需求不僅基于3GPP規范，同時兼顧各自的網絡部署特點和業務考量，我們將這種測試叫做運營商準入測試（CAT：Carrier Acceptance Test）。 羅德與施瓦茨廣泛深入地與全球主要運營商合作，包括中國、北美、日本、南美和澳洲運營商等，提供完整的測試方案，包括協議測試、性能測試（吞吐量、功耗等）、應用測試（VoLTE、VoNR、音頻質量等）、補充射頻測試等。這些實驗室測試方案廣泛應用于運營商和其認證的實驗室，確保終端可以在網絡中正常運行。

與傳統地面網絡運營商不同，NB-NTN的運營生態更加復雜和多元化，因為它涉及“天基”（衛星）和“地基”（傳統電信）的融合。衛星一旦發射，任何軟硬件缺陷的修復成本相比于地面階段都是成幾何倍數增長的。偏遠地區動輒成千上萬公里的距離，也帶來了非常巨大的外場真實環境測試成本。因此，實驗室里低成本可重復，容易復現問題的測試儀表系統，就是產品開發測試中必不可少的環節。

另外從技術實現角度看，相比地面蜂窩網絡，NB- NTN網絡有時延大、高動態多普勒頻移、巨大路徑損耗等特點。運營商只有通過可重復的網絡模擬器、 GNSS模擬器等實驗室設備，充分驗證終端和網絡的協議一致性、射頻一致性、網絡互操作性等，才能確認終端在動態軌道條件下仍能完成隨機接入、切換、重傳和掉網恢復等常規網絡操作，避免用戶在海上、沙漠、高空等實際場景下“有信號卻上不了網”，提前發現和解決潛在問題。

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標準的制定，并與行業領先的合作伙伴（如芯片廠商、運營商），率先開展了聯合測試和演示。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平臺的技術和應用已經非常成熟， 廣泛應用于芯片、終端及運營商的眾多實驗室，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 測試系統由一臺CMW500綜測儀和一臺SMBV100B 衛星信號模擬器，以及一臺測試控制電腦組成。

CMW500可以模擬從基站到核心網的全部功能，包括射頻、協議棧、核心網、應用層等，可以幫助測試終端實現端到端的功能測試, 被廣泛用于移動終端和芯片的研發、驗證、生產、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生器，專門為滿足現代通信、GNSS 和航空航天與國防等領域的嚴苛測試需求而設計。GNSS 模擬器支持 GPS、GLONASS、Galileo、北斗等星座的復雜場景仿真。

R&S NB-NTN 測試系統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，可以驗證終端在不同衛星網絡架構的時延、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一用戶測試界面，貫穿終端從研發到認證的全流程。CONTEST統一了多種常用平臺，比如市面上常見的LTE/5G射頻一致性系統TS8980、運營商協議測試NETOP、數據性能測試PQA等。

CONTEST可以統一控制系統中所有儀器、界面化用例加載、參數設定、用例排序、循環執行等。內置路徑損耗校準向導，自動讀取功率計，生成校準數據，對測試系統進行自校準，保證精確地測量精度。測試過程中實時比對 3GPP 限值，Fail 項自動暫停并彈出調試面板，可立即查看星座圖、EVM、ACLR等指標細節。支持一鍵生成 PDF等格式測試報告。

PART-04

R&S與各大運營商的合作情況01
SKYLO NTN-IoT

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

R&S已經與 SKYLO 深度合作，基于市場領先的NB-IoT網絡綜測儀CMW500，開發了NB-IoT NTN測試系統，并覆蓋所有相關芯片組供應商。R&S可以為 SKYLO 生態系統提供經過驗證的測試用例交鑰匙解決方案。 

目前，SKYLO的優先級測試用例已完成驗證并推向市場。

R&S在測試用例驗證數量方面保持總體領先。

· 數據性能（PQA-KM351、PQA-KM352）218 個測試用例（98%）已驗證并發布

· 協議（CMW-KU380）50 個測試用例（54%）已驗證并發布

· RF（TS8-KNO601） 29個TC（100%）已驗證并發布

以上基于較早的數據，R&S一直在積極的開發驗證用例，用例數量會持續更新。

02  TMO Starlink- LTE D2D

R&S也在積極的開發TMO Starlink測試計劃。截止目前，R&S在驗證數量方面保持領先。

預計下個季度將有更多NTN測試用例。

· 協議(NPT5-KN557)：LTE TMO衛星協議測試。

· 需要支持2G的CMW。

· 所有26個測試用例均已驗證。

03 Verizon NB-NTN

Verizon與衛星服務提供商SKYLO合作，推出了NTN服務。

R&S正在積極開發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）。

· 測試場景涵蓋系統選型場景，NAS相關場景，短信場景等。

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

總 結

從蜂窩網絡時代開始，羅德與施瓦茨就與全球各大運營商及芯片、終端伙伴合作，通過技術測試方案、測試設備供應、系統集成等方式，推動了4G/5G等技術的商業化進展。對于新興的NTN技術，羅德與施瓦茨也會進一步和衛星運營商加強合作，一方面增強現有測試方案，擴展測試用例集。另外一方面也會有更多的衛星運營商加入進來，提供完備的衛星運營商準入測試方案。