NTN一致性測試

NTN（Non-Terrestrial Networks），即非地面網(wǎng)絡(luò)，是指利用衛(wèi)星、高空平臺等非地面通信基礎(chǔ)設(shè)施來實(shí)現(xiàn)全球通信覆蓋的網(wǎng)絡(luò)?？梢詾閭鹘y(tǒng)地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋盲區(qū)，如偏遠(yuǎn)地區(qū)與農(nóng)村覆蓋提供通信服務(wù)；也可廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、交通運(yùn)輸、應(yīng)急通信與災(zāi)害救援、大眾消費(fèi)電子等垂直領(lǐng)域。

圖：NTN網(wǎng)絡(luò)主要構(gòu)成示意圖（地面基站+NTN終端+衛(wèi)星及高空平臺）

應(yīng)用場景的多樣化，同樣帶來了產(chǎn)品形態(tài)的極大豐富。其中最為基礎(chǔ)的還是移動通信領(lǐng)域的產(chǎn)品，諸如芯片，模組，手機(jī)等。這些產(chǎn)品正式進(jìn)入市場前，需要經(jīng)歷一系列嚴(yán)格專業(yè)的測試來保證其功能和性能。測試時常說的一致性測試，一般來說指的是3GPP協(xié)議一致性測試。本文要介紹的NTN一致性測試，主要是介紹射頻（RF）一致性，無線資源管理（RRM）一致性和協(xié)議（Protocal）一致性的相關(guān)內(nèi)容。

我們先對3GPP做一下簡單介紹。3GPP的全稱是第三代合作伙伴計(jì)劃 （Third Generation Partnership Project）。最初是為了制定第三代移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范而成立的。隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，3GPP的工作范圍早已超出了3G，現(xiàn)在它負(fù)責(zé)制定和維護(hù)全球領(lǐng)先的蜂窩移動通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，包括 4G （LTE） 和 5G （NR），以及正在演進(jìn)的6G技術(shù)等。

3GPP一致性測試是確保移動通信設(shè)備和系統(tǒng)符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的重要環(huán)節(jié)，主要用于驗(yàn)證設(shè)備或系統(tǒng)在功能和性能上是否嚴(yán)格遵循3GPP制定的技術(shù)規(guī)范，確保設(shè)備在全球范圍內(nèi)的互操作性，減少因兼容性問題導(dǎo)致的故障。這是一個國際標(biāo)準(zhǔn)體系，主要有3GPP技術(shù)規(guī)范，GCF認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和PTCRB認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)組成。

3GPP技術(shù)規(guī)范是整個標(biāo)準(zhǔn)體系的核心，為一致性測試提供了技術(shù)基礎(chǔ)。協(xié)議規(guī)范的名稱通常由協(xié)議編號及Release版本號組成。4G標(biāo)準(zhǔn)主要參照TS36.xxx系列協(xié)議規(guī)范，5G標(biāo)準(zhǔn)主要參照TS38.xxx系列協(xié)議規(guī)范。相應(yīng)的測試協(xié)議分別為TS36.521、TS36.523以及TS38.521、TS38.523等。

圖 3GPP協(xié)議封面 ETSI （歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會）是3GPP重要組成成員之一

圖 NB NTN射頻（RF）一致性測試協(xié)議TS36.521-4

圖 NR NTN射頻（RF）一致性測試協(xié)議 TS38.521-5

GCF （Global Certification Forum）中文名稱為全球認(rèn)證論壇。是由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、終端廠商、測試儀器廠商以及測試實(shí)驗(yàn)室組成的移動通信終端一致性認(rèn)證組織。目的是通過獨(dú)立認(rèn)證流程來確保通性終端的全球互操作性。其測試標(biāo)準(zhǔn)基于3GPP規(guī)范，主要覆蓋歐盟、亞太等地區(qū)。

PTCRB （PCS Type Certification Review Board）的中文名稱為個人通信服務(wù)型號認(rèn)證評估委員會。PTCRB認(rèn)證是第三方認(rèn)證機(jī)構(gòu)執(zhí)行的準(zhǔn)強(qiáng)制型號認(rèn)證，所有投放北美市場的PCS終端設(shè)備都要經(jīng)過PTCRB認(rèn)證，其測試同樣基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)。

GCF Work Item （WI） 是在移動通信終端一致性測試中用于定義具體測試范圍和標(biāo)準(zhǔn)的分類體系。每個WI對應(yīng)不同的技術(shù)領(lǐng)域，例如協(xié)議一致性、射頻、性能測試等，并包含多個子項(xiàng)（sub-WI）以覆蓋特定頻段或功能。PTCRB 中類似的功能為Request For Test （RFT）。

3GPP在2022年發(fā)布的R17版規(guī)范，正式引入了對兩種非地面網(wǎng)絡(luò)的支持：NB NTN和NR NTN。NB NTN不僅會涉及到高軌衛(wèi)星比如地球靜止軌道衛(wèi)星（GSO），也會有中低軌衛(wèi)星即非靜止軌道衛(wèi)星（NGSO）上的應(yīng)用。NR NTN目前則主要考慮NGSO。相應(yīng)地WI和RTF也有所區(qū)分。

對于NB NTN技術(shù)，全球認(rèn)證論壇（GCF）和個人通信服務(wù)型號認(rèn)證評估委員會（PTCRB）已根據(jù)3GPP測試規(guī)范制定了詳細(xì)的Work Item （WI）及子項(xiàng)（sub-WI） 和 Request For Test（RFT）：

對于NR NTN技術(shù)，目前使用的WI和RFT如下：

* 目前PTCRB僅對NGSO進(jìn)項(xiàng)立項(xiàng)并發(fā)起了認(rèn)證，GCF暫未開啟認(rèn)證。

* RF/RRM和PCT共用一個RFT，根據(jù)TC Cluster進(jìn)行區(qū)分：

3GPP TPAC 是 GCF 針對 3GPP 一致性測試平臺的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，用以確認(rèn)平臺既符合 3GPP 規(guī)范、可用于設(shè)備認(rèn)證，又保障設(shè)備的互操作性與合規(guī)性。TPAC認(rèn)證確保了測試平臺的準(zhǔn)確性和可靠性。一致性測試用到的測試儀表，需要滿足相應(yīng)的測試平臺認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（TPAC）并獲取平臺號。

羅德與施瓦茨（以下簡稱R&S）相關(guān)測試平臺號一覽：

了解了相應(yīng)的WI /sub-WI或者RTF，知曉了相應(yīng)的平臺號，就可以清楚的了解到該項(xiàng)目的進(jìn)度情況。

下圖是GCF網(wǎng)站上WI-295-255對應(yīng)的Approved TP Count信息。其他WI也可以進(jìn)行類似的信息查詢。

R&S不僅在NB NTN GSO和NGSO用例認(rèn)證數(shù)領(lǐng)先，并且率先按照3GPP R17測試規(guī)范完成了NR NTN射頻（RF）、無線資源管理（RRM）和協(xié)議一致性測試（PCT）的首批測試用例驗(yàn)證。這一里程碑式成果標(biāo)志著R&S成為全球首家也是目前唯一能覆蓋5G NR NTN所有三大測試領(lǐng)域、提供完整驗(yàn)證方案的測試測量供應(yīng)商，有力推動了基于5G的非地面網(wǎng)絡(luò)商業(yè)化進(jìn)程。

圖：NR NTN一致性測試解決方案的核心設(shè)備

——CMX500 OBT一體化測試儀

正如R&S移動通信測試業(yè)務(wù)副總裁Goce Talaganov所說：覆蓋射頻（RF）、無線資源管理（RRM）和協(xié)議一致性（PCT）的合規(guī)性測試，對于保障優(yōu)質(zhì)用戶體驗(yàn)和構(gòu)建穩(wěn)定移動生態(tài)至關(guān)重要。R&S始終走在一致性測試技術(shù)前沿，提供覆蓋三大測試領(lǐng)域的完整解決方案。

對于NB NTN協(xié)議一致性測試，R&S不僅可以提供針對GCF WI-333要求的R17新增的測試用例集，也可以提供基于原有NB-IoT WI的R13、R14延伸的測試用例集。對于射頻及無線資源管理一致性測試，R&S可以提供WI-336要求的NB1、NB2、Inband、Outband等各個細(xì)分領(lǐng)域的相關(guān)測試用例。R&S不僅完成了GSO的用例認(rèn)證，并且領(lǐng)先于NGSO各個sub WI的用例認(rèn)證。

NB NTN 測試方案目前以 R&S?CMW500 綜測儀為基礎(chǔ)，其中R&S?CMW500適用于協(xié)議一致性 （PCT）測試；而R&S?TS8980 一致性測試系統(tǒng)適用于射頻一致性（RF）和無線資源管理一致性（RRM）測試。值得一提的是，對于已有R&S?CMW500或TS8980系統(tǒng)的客戶來說，只需要進(jìn)行簡單的軟件升級，就可以非常容易地獲得NB NTN的測試能力。

圖 R&S?CMW500 協(xié)議一致性測試環(huán)境

對于NR NTN一致性測試，R&S是目前階段唯一能覆蓋三大領(lǐng)域的儀表廠家?？梢蕴峁㏄TCRB RFT-555要求的R17新增的測試用例集，包括Inband、Outband、NTN、TN+NTN等相關(guān)測試用例。R&S將持續(xù)完成相關(guān)用例認(rèn)證工作，滿足廣大客戶的測試需求。

NR NTN的測試則基于R&S最新的一體化測試儀CMX500 OBT，其中R&S?TS-CMX適用于協(xié)議一致性 （PCT）測試，R&S?TS8980 FTA-3A/PRE-3A一致性測試系統(tǒng)適用于射頻一致性 （RF）和無線資源管理一致性 （RRM）測試。TS8980 FTA-3A/PRE-3A系統(tǒng)的強(qiáng)大優(yōu)勢在于，雙機(jī)柜系統(tǒng)可以同時集成CMX500 OBT和多臺CMW500，進(jìn)而覆蓋2/3/4/5G 射頻（RF）一致性測試和3/4/5G無線資源管理（RRM）一致性測試。以上測試均使用統(tǒng)一的測試控制軟件R&S?Contest，便于用戶方便快捷地完成自動化掛測。

上面提到的各種測試用例集，均有一一對應(yīng)的R&S軟件選件來使能，方便用戶根據(jù)實(shí)際測試需求進(jìn)行升級或加購。各選件也提供詳細(xì)的用例列表供客戶篩選查對。對R&S相關(guān)產(chǎn)品感興趣的客戶，可以隨時聯(lián)系安泰測試，獲取更加細(xì)節(jié)的產(chǎn)品信息。