NTN device testing

Gerätetests für NTN NB-IoT

Mobilgeräte für NTN-IoT sind für nahtlose Kommunikation und Datenaustausch optimiert. Typische Beispiele sind IoT-Sensoren, Tracker, Smart Meter, Wearables und industrielle Überwachungsgeräte. Diese Geräte zeichnen sich in der Regel durch einen geringen Stromverbrauch, optimierte Netzwerkprotokolle und die Unterstützung verschiedener IoT-Kommunikationstechnologien wie Narrowband IoT (NB-IoT) oder Long Term Evolution for Machines (LTE-M) aus.

Entwickler von NTN-IoT-Geräten müssen die Unterschiede zwischen verschiedenen Satellitenumlaufbahnen und deren Auswirkungen verstehen. Tests von NTN-IoT-Geräten für verschiedene Umlaufbahnen sind unerlässlich zur Optimierung von Performance, Verbindungsreichweite und technischer Wirtschaftlichkeit insgesamt.

• Die geosynchrone Umlaufbahn (GSO) deckt höhere Breitengrade ab, einschließlich der Pole der Erde, und sorgt so für lückenlose IoT-Versorgung.
• Die geostationäre Umlaufbahn (GEO) stellt eine kontinuierliche regionale Abdeckung sicher und vereinfacht das Antennendesign.
• Die niedrige Erdumlaufbahn (LEO) ermöglicht niedrige Latenzzeiten und schnelle Datenübertragungsraten. Sie gewährleistet robuste Konnektivität auch unter schwierigen Bedingungen.

Unterschiede zwischen NTN-IoT- und NTN-NR-Geräten

Zu den NTN-NR-Geräten zählen Smartphones, Tablets, Laptops und andere Mobilgeräte, die mit 5G NR-Modems oder Chipsätzen ausgestattet sind. Mit diesen Geräten können Benutzer auf moderne 5G-Dienste zugreifen und profitieren von flächendeckender, zuverlässiger Kommunikation, unabhängig vom geografischen Standort.

NTN-NR-Geräte nutzen eine größere Bandbreite als NTN-IoT-Geräte. Sie bieten einen höheren Durchsatz und arbeiten in einem erweiterten Spektrum von 1 GHz bis 30 GHz. NTN-IoT- und NTN-NR-Geräte haben viele gemeinsame Merkmale, aber die Signalisierungsschicht von NTN-NR-Geräten ist speziell für Mobilität konzipiert und optimiert, einschließlich Conditional Handover für TN-NTN-, NTN-TN- und Intra-/Intersatelliten-Übergänge. Diese Optimierung ermöglicht unterbrechungsfreie Sprach-, Daten- und Messaging-Dienste unabhängig von der geografischen Position.

Konformitätstests für NTN-Geräte

Mit Konformitätstests für NTN-Geräte wird überprüft, ob die für die NTN-Kommunikation vorgesehenen Geräte bestimmte technische Standards erfüllen, die beispielsweise von 3GPP, ETSI, FCC und ITU festgelegt wurden. Dadurch wird eine zuverlässige und effiziente Kommunikation sichergestellt. Der Testprozess adressiert die besonderen Herausforderungen der NTN-Kommunikation, z. B. Ausbreitungsverzögerungen und Dopplereffekte, um zu bestätigen, dass die Geräte mit den langen Signal-Rundlaufzeiten und Frequenzverschiebungen durch Satellitenbewegungen zurechtkommen.

Zu den wichtigsten Testkategorien gehören Hochfrequenz-(HF)-, Protokoll-, Performance-, Carrier-Acceptance- und Interoperabilitäts-Tests. Diese Tests werden von akkreditierten Testlabors der Branche durchgeführt und basieren auf den vom GCF und PTCRB festgelegten Standards für die Zertifizierung sowie regulatorischen Anforderungen wie CE.

Herausforderungen bei NTN-Gerätetests meistern

Die inhärente Dynamik der nicht-terrestrischen Kommunikation, die Komplexität der Satellitenkonnektivität und die laufende Evolution der technologischen Landschaft stellen eine Reihe von Herausforderungen dar, wie z. B:

• Zeitsynchronisation: Die Entfernung zwischen UE und Satellit verursacht eine lange absolute Verzögerung.
• Frequenzsynchronisation: Die Bewegung der LEO-Satelliten führt zu einer Dopplerverschiebung.
• Signal-Fading: Die Satellitenkonnektivität erfordert neue Fading-Profile wie die Kombination von atmosphärischem und terrestrischem Fading und auch die Emulation wetterspezifischer Effekte.
• Niedriger Signal/Stör-Abstand (SINR): Große Entfernungen verursachen eine hohe Freiraumdämpfung, was zu einem niedrigen SINR auf der UE-Seite führt.
• GNSS-Messungen und Satellitenephemeriden: Der Standort des Endgeräts muss bekannt sein, um die Entfernung zum Satelliten berechnen zu können.
• Batterieeffizienz und Energiemanagement: Leistungsintensive Berechnungen erfordern Optimierungen zur Energieeinsparung.
• NTN-Mobilität: Conditional Handover von TN zu NTN, NTN zu TN und Inter- zu Intra-Satellit

Finden Sie die optimale NTN-Gerätetestlösung für Ihre Anwendung

Rohde & Schwarz bietet Lösungen für NTN-Gerätetests in allen Phasen:

• Frühe Forschung und Entwicklung: Der R&S®SMW200A Signalgenerator und der R&S®FSW Signal- und Spektrumanalysator eignen sich hervorragend zur Einrichtung von NTN-Testumgebungen und Analyse der NTN-Kanaleigenschaften in verschiedenen Umlaufbahnen.
• Produktforschung und -entwicklung: Der R&S®CMW500 Wideband Radio Communication Tester, die führende Lösung für parametrische HF-, Signalisierungs- und Applikationstests, ermöglicht schnellere Markteinführungszeiten.
• Konformitätsprüfung: Der R&S®CMW500 für PCT- und das R&S®TS8980 Konformitätstestsystem für HF-Konformitäts-, Carrier Acceptance- und regulatorische Tests.
• Netzbetreiber-Abnahmetests: Mit dem R&S®CMW500 erstellen Sie problemlos spezielle Testpläne.
• Produktion: Das R&S®CMW100 Communications Manufacturing Test Set und der R&S®CMP180 Radio Communication Tester sind für Geschwindigkeit und hohe Produktionsausbeute optimiert.
• Service: R&S®CMW500

Für Ende-zu-Ende-(E2E)-NTN-Tests haben Rohde & Schwarz und VIAVI Solutions gemeinsam ein NTN Digital Twin-Testsystem entwickelt, das LEO, MEO und GEO abdeckt. Das Testsystem umfasst den R&S®CMX500 Mobile Communication Tester- eine Single-Box-Lösung mit Kanalemulation und allen 3GPP-Fading-Profilen – sowie den VIAVI TM500 AS2 und die VIAVI TeraVM Real Data Applications (RDA) Engine. Mit diesem Aufbau können Benutzer:

• Die E2E-Konnektivität und -Performance validieren
• Die Dienstgüte (QoS) weiträumig mit unterschiedlichen UE-Typen messen
• Die Performance der Endbenutzeranwendung unter Berücksichtigung der Entfernung, Geschwindigkeit und Mobilität von Satellit und UE messen
• Eine zuverlässige, stabile Performance sicherstellen