Test reti satellitari 5G NTN

Test dei nodi RF satellitari

La specifica 3GPP TS 38.108definisce le caratteristiche e i requisiti minimi prestazionali a livello RFdei nodi di accesso satellitare (SAN, Satellite Access Node) nelle reti 5G NR. Impone che i SAN soddisfino gli standard necessari per garantire una comunicazione affidabile ed efficiente attraverso i collegamenti satellitari, definendo parametri quali la potenza di trasmissione, la sensibilità del ricevitore, la gamma di frequenze, gli schemi di modulazione e le larghezze di banda dei canali.

Gli scenari per i test di conformità RF suinodi di accesso satellitare sono definiti nella specifica TS 38.181.Questa specifica può essere considerata la controparte "satellitare" della nota specifica TS 38.141 per i test di conformità RF delle stazioni base.

I test possono essere eseguiti come test in modalità condotta, oppure via etere in modalità non condotta over-the-air (OTA)a seconda della categoria dei nodi SAN. Analogamente ai test RF delle stazioni di base, i test RF sui nodi SAN comprendono i test sui trasmettitori, i test di sensibilità dei ricevitori e i test delle prestazioni dei ricevitori. Le specifiche 3GPP definiscono dei canali di riferimento fissi (FRC, Fixed Reference Channel) per garantire la riproducibilità e la comparabilità.

Caratterizzazione della antenne phased array

Le antenne a schiera a fase controllata (PAA, Antenne Phased Array)sono fondamentali per la convergenza delle reti NTN con le reti terrestri. Con il progredire delle reti NTN, l'industria deve affrontare sfide quali l'integrazione delle tratte satellitari nelle reti di telecomunicazione e lo sviluppo di antenne phased array avanzate. Queste antenne svolgono un ruolo fondamentale nel consentire una connettività senza interruzioni tra le porzioni di rete terrestre e quelle NTN.

Le antenne PAA sono rapidamente riconfigurabili e si adattano in modo più flessibile alle effettive esigenze di throughput. Altre vantaggi comprendono:

• Rapporto segnale/rumore più elevato
• Elevato guadagno per garantire comunicazioni affidabili e a lunga distanza
• Architettura modulare e scalabile
• Maggiore agilità del fascio per un inseguimento più efficiente
• Formazione del fascio (beamforming) digitale per gestire servizi multipli e mitigare le interferenze
• Vita operativa più lunga

Tradizionalmente, l' amplificatore a basso rumore (LNA) e gli elementi radiantisono stati caratterizzati individualmente. Tuttavia, il passaggio alle antenne integrate rende impossibile questa separazione; l'elemento radiante e l'amplificatore devono essere verificati come un'unica unità. Ciò richiede:

• La calibrazione degli elementi di antenna integrati
• Il test di coerenza di fase tra gli elementi dell'antenna
• L'identificazione degli elementi difettosi dell'array con il metodo delle densità di corrente superficiale equivalente
• La verifica delle capacità di orientamento del fascio e il test della potenza irradiata

Affrontare le sfide del collaudo dell'infrastruttura satellitare

Il collaudo dell'infrastruttura satellitare5G NTN pone tre sfide fondamentali:

• Maggiore complessità
• Condizioni di propagazione del segnale difficili
• Sincronizzazione efficiente e trasparente della rete NTN con l'infrastruttura terrestre

Le condizioni di propagazione del segnale NTN implicano lunghe distanze tra i satelliti e le stazioni di terra, con conseguente latenza intrinseca. Inoltre, le condizioni atmosferiche variabili, il rumore, le interferenze di altri segnali e servizi e l'intermodulazione possono degradare il segnale.

Ottenere la perfetta interazione e sincronizzazione tra le reti NTN e quelle terrestri rappresenta una sfida complessa, che richiede l'esecuzione di sofisticati test di conformità per garantire interoperabilità e prestazioni ottimali.

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