低轨卫星通信测试

什么是卫星通信？

相信大家都有过手机没有蜂窝或者Wifi信号情况，这时候手机会自动启动SOS紧急联络模式，可以拨打一些紧急电话，譬如110，119等。而如今随着卫星技术的发展，紧急联络又增加了卫星通信模式，譬如某国外手机在北美可以使用，国产手机也新增了北斗卫星通信模式。

卫星通信是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。

对于基于空间的系统，所涉及的距离和速度使得在对电气系统建模时考虑运动学非常重要。

卫星运动学

卫星运动原理

卫星运动原理是一种描述天体运动的基本原理，这种原理是建立在牛顿第二定律之上的，牛顿第二定律描述的是力和物体运动的关系，即力的方向和物体运动的方向是相同的。卫星运动原理的实质是，天体之间存在着相互引力，当一个天体的质量很大，那么它会产生强烈的引力，拉动其他的天体，使其运动起米。

卫星运动学

即使是理论上相对于地球上一点在太空中稳定的 GEO卫星，也会有一些运动。 该运动会产生多普勒频移和变化的延迟。 在一些高频段，多普勒频移会带来子载波间的干扰, 甚至在Ku频段可以高达200KHz。

发射器或接收器也可以处于运动状态。 大气是一种动态介质。虽然链路预算计算器创建了对损耗的一些“静态”理解，但运动动力学或运动学创建了动态损耗，这以更多可以通过单独测量来简单定义的方式对设计提出了挑战。

卫星通信关键术语

大气窗口：电磁频谱的某些部分可以轻松地将信息从空间段传输到大气窗口中的地面段。为了提高数据速率，卫星通信将系统设计的边界推到了大气窗口的极限。

开普勒定律：这六个轨道元素定义了绕地球运行的人造卫星。许多因素都会影响卫星轨道，包括非球形地球的影响，大气阻力以及两体系统外部物体的重力影响。

链路预算：该指标是针对上行链路和下行链路进行计算，包括所有系统增益和损耗。

卫星运动学

卫星通信任务面临多项挑战，例如延迟、信道丢失以及飞机等可能移动的目标。在卫星通信设计的早期阶段，捕获动态信道特性（例如延迟、多普勒频移、损耗和噪声）至关重要。

在这张图中，我们观察了大气吸收現象。 请注意，频率升高意味着更多的大气衰减。 卫星上行链路的频率较高。下行链路有功率限制。

大气传输吸收特性

水蒸气和氧气这两种气体会对射频信号造成大幅的衰减。水蒸气的吸收频段是在 22, 183 和 323GHz，氧气的吸收频段是在60 和 118GH2。

"《反重力》是对太空技术行业当前和未来趋势的深入调查。 该调查分析了太空和卫星行业内增长的驱动因素、技术趋势以及当前的挑战。"

似乎所有的目光都集中在太空。 太空技术产业是一种集体努力，无论从字面上还是象征意义上都挑战地心引力——征服物理学并推动创新进入飞速发展的新领域。

全球公司和政府都在竞相在太空中留下自己的印记。 新技术正在迅速涌现，新的用例每天都在被发现。 老牌企业和初创企业都在以前所未有的方式颠覆航天行业。为了帮助您和其他人进入或考虑加入该行业，KEYSIGHT 委托 Coleman-Parkes Research 对航天行业当前和未来的趋势进行了深入调查 行业。 本报告分享了该初步研究的结果以及行业分析的广泛概述，为调查结果提供了重要背景。

航天和卫星行业正在采用越来越先进的技术，并推出新的设计，周期时间大大缩短。 我们旨在帮助您确定这种增长和加速的驱动因素、支持技术趋势以及您在此过程中将面临的痛点。

反重力電子書

卫星通信

电磁波在自由空间传输时，能量损耗与频率和传输距离正相关。

Loss=32.45+20*lgF+20*lgD

其中 F为频率，单位为MHz；D为距离，单位为km。

对于 LEO (Low Earth Orbit, 低轨卫星)，其轨道高度为400-2000km，取中间值1000km，则1.615GHz信号的的传输损耗为156.61dB。

对于 MEO (Medium Earth Orbit, 中轨卫星)，其轨道高度为2000-35786km，取中间值10000km，则1.615GHz信号的传输损耗为176.61dB。

对于 GEO (Geostationary Earth Orbit, 静止轨道卫星)，其位于赤道正上方，轨道高度为35786km，则1.615GHz信号的传输损耗为187.69dB。

卫星通信的优点

1.通信距离远。且费用与通信距离无关。利用静止卫星，最大的通信距离达18100km左右。这在远距离通信上，比微波接力、电缆、光缆、短波通信有明显的优势。

2. 多址通信。其他类型的通信手段通常只能实现点对点通信，而卫星是以广播方式进行工作的，在卫星天线波束覆盖的整个区域内的任何一点都可以设置地球站，这些地球站可共用一颗通信卫星来实现双边或多边通信，即进行多址通信。

3. 通信容量大。适用多种业务传输。卫星使用微波频段，可以使用的频带很宽。一般C和Ku频段的卫星带宽可达500~800MHz,频段可达几个GHz。

4. 自发自收进行监测。一般，发信端地球站同样可以接收到自己发出的信号，从而可以监视本站所发消息是否正确，以及传输质量的优劣。

5. 无缝覆盖的一体化通信系统。利用卫星移动通信，可以不受地理环境、气候条件和时间的限制，建立覆盖全球性的海、陆、空一体化通信系统。

6. 具有复杂网络拓扑构成能力。卫星通信的高功率密度与灵活的多点波束能力加上星上交换处理技术，可按优良的价格性能比提供宽广地域范围的点对点与多点对多点的复杂的网络拓扑构成能力。

7. 安全可靠性。事实证明，在面对抗震救灾或国际海底/光缆的故障时，卫星通信是一种无可比拟的重要通信手段。

卫星通信的缺点

因为卫星离地面太远，受天气影响非常大。北斗短报文个人测算只有2dB功率余量，在空旷的晴天尚可触达，遇到阴天雨天，信号就无法传到GEO卫星了。

对于高度较低的LEO卫星，利用专用发射装置放大发射功率可以勉强达到20MHz带宽，支持高阶调制最多可以实现150-300Mbps的速率。遇到阴雨天路径损耗大，一样会大打折扣。用于实时通信或多媒体信息传输的话，6-200ms以上的基础时延只能满足基本娱乐，高速率、低时延还是得看地面蜂窝通信。卫星向地面发射信号时属于广播通信，覆盖范围太大，保密性很难保证。因此，卫星通信的缺点包括：

1、传输时延大：500毫秒~800毫秒的时延

2、高纬度地区难以实现卫星通信

3、为了避免各卫星通信系统之间的相互干扰，同步轨道的星位是有一点限度的，不能无限制地增加卫星数量

4、太空中的日凌现象和星食现象会中断和影响卫星通信

日凌现象和星食现象会中断和影响卫星通信

5、卫星发射的成功率为80%，卫星的寿命为几年到十几年；发展卫星通信需要长远规划和承担发射失败的风险。

卫星通信的分类

卫星通信系统的分类可按其应用来分，也可以按他们所采用的技术手段来分。

（1）按应用分类

可分为海事卫星移动系统（MMSS）、航空卫星移动系统（AMSS）和陆地卫星移动系统（LMSS）。

海事卫星移动系统主要用于改善海上救援工作，提高船舶使用的效率和管理水平，增强海上通信业务和无线定位能力。

航空卫星移动系统主要用于飞机和地面之间为机组人员和乘客提高话音和数据通信。

陆地卫星移动系统主要用于为行驶的车辆提供通信。

（2）按轨道分类

通信卫星的运行轨道有两种。一种是低或中高轨道。在这种轨道上运行的卫星相对于地面是运动的。它能够用于通信的时间短，卫星天线覆盖的区域也小，并且地面天线还必须随时跟踪卫星。

另一种轨道是高达三万六千公里的同步定点轨道，即在赤道平面内的圆形轨道，卫星的运行周期与地球自转一圈的时间相同，在地面上看这种卫星好似静止不动，称为同步卫星。它的特点是覆盖照射面大，三颗卫星就可以覆盖地球的几乎全部面积，可以进行二十四小时的全天候通信。

同步卫星的"同步"指什么?

同步卫星是指卫星绕地球转动一周的时间等于地球自转的周期，因而从地表面上看起来好象卫星停在高空不动。同步卫星其转动的周期也是24小时，这样就与地表的物体同步，即相对位置不变。如：卫星天线，始终指向固定的方向。地球同步卫星在赤道的正上方，同一圆形轨道上，具有相同的周期、角速度、高度；向心加速度、线速度大小相等。

发射到空间的同步通信卫星装有微波频段的中继器,它能把地面站发来的电波加以放大，然后再转发回地面，从而完成了通信过程。

卫星通信系统由地面站和通信卫星组成，如图所示从地面站发出的电波在通信卫星上进行中继，用其它的地面站接收，从地球站到卫星的传输线路称之为上行，从卫星到地球站的线路称为下行。

（3）按频段分类

按照该卫星所使用的频率范围将卫星划分为L波段卫星，Ka波段卫星等等。

卫星频段

有多种现代技术和考虑因素可以从卫星通信系统中获得最大收益。

第一个是在线性区域之外操作功率放大器。 虽然这存在问题，但可以利用预失真技术来提高即使放大器开始非线性时的运行能力。

另一种技术是使用定制或专门的调制，例如其中选择环比来“补偿”放大器的典型非线性。更窄的波束或波束形成是另一种旨在提供更多信号增益的技术。 对于具有数字系统的卫星，信号解调时可以获得处理增益，但多普勒、延迟、衰落和噪声等运动学都需要考虑。

卫星系统建模的关键因素

无论是高吞吐量卫星（HTS）微波有效载荷，还是遥测、跟踪和指挥（TT&C），是德科技的设计和验证工具都能为您的卫星及其子系统提供更好的保障，确保其在执行任务期间始终如一地正常运行。

低轨卫星网络

与发展成熟价优的蜂窝网络相比，目前传统卫星通信必须使用成本高昂的专用终端，大众用户难以负担。随着技术不断提升，制造/发射成本持续下降，低轨卫星网络与TN系统一体化可充分利用互联网和规模经济红利，将终端成本和服务价格降到普适水平。并可跨越不同卫星系统间障碍，实现不同运营商TN/NTN网络间自由漫游，增强接入能力，降低连接时延。低轨小型卫星数量日益庞大并将继续增长，据预测2030 年NTN系统将在确保固定和移动用户连接领域发挥重要作用。

低轨卫星网络支持丰富场景和应用，主要有六大类。

一、全面覆盖：目前全球近50%人口分布在无互联网服务区域。NTN网络可为建网成本高昂地区提供优价可靠服务。运营商通过卫星等节点灵活部署NTN网络，通过智能手机、笔记本电脑等各类终端连接入网。

二、广域宽带：目前商业卫星系统传输不仅速率低、成本高，且卫星移动电话未与TN蜂窝终端集成一体。未来卫星网络将与手机直连，提供类似蜂窝网络传输等级宽带服务，例如用户数据下载速率5 Mbit/s，上传速率500 kbit/s。

三、移动宽带：目前空中交通无法提供上网服务，其他交通工具如高铁等网络信号也存在不稳定情况。未来卫星网络系统有望为所有乘客提供移动宽带体验。

四、广域物联网：目前物联网通信主要由TN网络实现，许多场景无法确保网络稳定。NTN系统能提高信息采集便捷性和网络稳定性，如在南北极等无人区，生物种群状态和生存环境实时监测也可实现。

五、高精导航：目前于偏远地区TN网络无法保证高质量车联网（Vehicle to Everything，V2X）服务，一体化网络能实现高精导航定位，满足自动驾驶、精准农业、机械施工导航等要求。

六、实时观测：随着低轨卫星系统不断完善，高分辨率实时遥感地球观测可延伸到更多场景，如实时交通调度、民用实时遥感地图、快速灾害应对等。

低轨卫星测试方案

当前低轨卫星通信技术处于增长高峰期，面向该领域应用主推测试方案

卫星通信信道模拟和仿真

为了给卫星通信提供真实条件，需要先进的软件和硬件支持。 SystemVue 软件与其他应用软件集成，可在真实信令和环境条件下量化系统级性能指标，包括使用准确地形的多普勒三维动态场景建模，以及通过与 AGI 的系统工具套件（STK）软件集成实现的衰落；

PROPSIM 信道仿真硬件让您可以创建逼真的实时传播环境。 在实验室中创建低地球轨道（LEO）中的高速测试环境，满足对高水平多普勒、衰落、时延和加性高斯白噪声（AWGN）等条件的要求；提供准确、逼真和可重复的测试条件。

卫星系统设计验证和元器件测试

从复杂卫星系统的小批量到大批量生产的转变是 LEO 星座所特有的挑战。 无论针对哪种情形，模拟和矢量信号发生器、频谱分析仪、矢量信号分析仪、矢量网络分析仪等高性能的测试设备，都会为当今的电子系统测试带来裨益。 您可以仿真从地面站到地面站的整个射频信道，并通过硬件在环（HWIL）技术对精密硬件元器件进行测试。 在任何一种情况下，我们的解决方案都可以为您的复杂测试做好准备。

您无需再为降低测试成本而承受更多风险。 基于流程的设计和测试可以缩短测试时间、降低测试成本，而不会损失操作的可信度。

案例分析 GISTDA Reduces CubeSat Cost and Measurement Time

卫星系统和卫星信号监测

卫星地面站的安装和维护（I&M）需要进行各种射频/微波直到毫米波频率的测试。 是德科技的手持微波分析仪综合了多达 20 种仪器的功能，可大大减少您携带到外场的重型测试设备的数量。

N6820ES 信号测量仪 4D软件可通过先进的能量检测、触发和自动报警任务来观察频谱使用情况。

卫星信号和通信

卫星的作用首先是发送和接收信号，包括用于卫星本身的简单遥测、跟踪和指挥（TT&C）的信号，以及广播音频和视频内容；另外，它还可以用作现代高吞吐量卫星（HTS）或 5G 通信网络的一部分。

是德科技产品让您可以生成和分析视频信号 DVB-S/S2/S2X，以及标准或自定义通信信号，如自定义 IQ、OFDM 和从直流到 V 波段及更高频段的 5G 信号。 这些工具是测试整个卫星系统所必需的。 这些产品还让您可以调试控制器局域网（CAN）总线上的传感器数据、以及尖端低压差分信令（LVDS）或数字信道化或再生卫星中的 SpaceWire 信令。

卫星通信电源系统

卫星必须在其整个运行寿命期间生成和存储电力并管理其全部电力需求。 对卫星中的发电、电力存储和使用进行妥善的分析构成系统测试的重要部分。

在卫星测试过程中，几乎不可能真正使用太阳能电池阵列来提供电力。 其中有两个原因显而易见：测试台没有直射阳光，不可能在室外进行测试。 太阳能电池阵列仿真器具有可重复性和可控性，可以在多个工作点仿真不同工作条件（光强度、温度、阴影、日食）的影响，并获得一致的结果。

低轨卫星通信测试案例

如何使用数字孪生模型减少高昂的卫星系统设计返工？如何在实验室中创建低地球轨道（LEO）中的高速测试环境，满足对高水平多普勒、衰落、时延和加性高斯白噪声（AWGN）等条件的要求並提供准确、逼真和可重复的测试条件？

为了给卫星通信提供真实条件，需要先进的软件和硬件支持。 SystemVue 软件与其他应用软件集成，可在真实信令和环境条件下量化系统级性能指标，包括使用准确地形的多普勒三维动态场景建模，以及通过与 AGI 的系统工具套件（STK）软件集成实现的衰落；PROPSIM 信道仿真硬件让您可以创建逼真的实时传播环境。

此前的蜂窝网络技术完全是基于地面网络基础设施开发的，而 3GPP 打算将卫星加入5G网络中，有力地补充地面 5G网络的性能。这些非地面网络 (NTN)将会把 5G 的触角延伸到缺少地面基础设施的地区。非地面网络NTN 还可以增强机器对机器 (M2M) 和物联网 (IoT) 设备的业务连续性，提升任务关键型通信的可靠性。它们还能为飞机和火车等移动平台上的乘客提供稳定的 5G覆盖。5G NTN 将在交通、公共安全、医疗、能源、农业、金融和汽车等许多行业发挥至关重要的作用。

想要成功部署和维护 5G NTN，必须对卫星系统进行严格测试。信道仿真器为现代卫星系统提供了一个重要的测试平台，这些系统通常都采用了非常复杂的技术，例如网状网络、 在单颗卫星内配备多个转发器等等。通过实施信道仿真，设计人员将能够测试和仿真复杂 系统，包括轨道参数、高速卫星以及与卫星互连的高空平台。

中国低轨通信卫星项目处于关键的性能评估以及系统设计阶段。 与其他传统地面通信系统类似，对卫星系统中的功放，射频链路以及发射机和接收机进行调制质量和解调性能的评估是衡量系统最终性能的重要依据。需要进行此类测试的设备包括地面站收发设备，星上转发设备以及用户终端设备。

与传统窄带卫星相比，低轨通信卫星采用了更大的系统带宽和更为复杂的信号制式以期提高系统速率。大带宽与复杂的信号制式也给测试带来了更大的挑战。仪器设备如何在满足高频、 大带宽以及复杂信号制式的情况下保证信号产生的纯度和较低的残余 EVM，往往是精准测试的前提。分析端如何快速而准确地得到调制质量、频率偏移、相位误差以及直流泄露等参数也将极大影响工程人员的故障定位和研发进程。相比传统窄带系统，以上两方面往往不太容易满足。

Keysight 作为传统的射频微波和通信测试设备提供者，一直与国内主流的低轨卫星项目参与者密切合作， 为大多数卫星及终端研发单位提供测试设备和专业支持，协助客户完成低轨关键器件的调制质量（EVM）性能评估。Keysight 根据中国低轨信号的特殊要求，快速地完成了所有的信号格式支持并在第一时间为相关客户提供了早期验证。截止今日，Keysight 可 以提供低轨候选的 DVB-S2 QPSK/8PSK 以 及 DFT-S-OFDM  QPSK/8PSK 信号的一键式产生和分析商业方案。与 Keysight 的宽带信号产生与分析平台配合，可以满足低轨候选的的不同信号频段、带宽和载波数组合。 以下将完整介绍完成上述测试需求的解决方案和测试结果实例 供大家选型与参考。其中信号产生和信号分析平台既可以完成 放大器和变频器等元器件的调制质量（EVM）和邻道泄露（ACP） 测试，也可以完成发射机整机的调制性能和接收机解调性能验 证。矢量网络分析仪 + 矢量信号源的平台则可以在兼顾元器件 传统物理参数的同时完成元器件的调制质量（EVM）和邻道泄露 （ACP）测试。

低轨宽带卫星通信天线分系统测试方案

1. 低轨宽带通信卫星天线的演进和测试挑战

低轨宽带通信卫星的有效载荷由转发器分系统和天线分系统两部分构成，它们配合起来完成信号的转发任务。天线分系统完成空间中的电磁波信号和设备中的电信号的转换。其中接收天线接收地球站或地面终端发射的上行信号，并将其送至转发器的接收机；发射天线将转发器中发射机的电信号转换成空间电磁波发送到地球站或地面终端。

对于低轨宽带通信卫星来说，有源相控阵天线能够实现多波束的发射接收，同时和多个地球站或地面终端通信，从而提高系统容量；有源相控阵天线的波束窄，指向性强，合成后的功率大，有利于地面终端的小型化；另外有源相控阵天线很容易实现波束的扫描和重构，系统灵活性强；单个阵元的损坏只会对部分波束有影响，不会影响整个天线系统的工作，系统对失效的冗余度高。因此，在低轨卫星通信卫星上，有源相控阵天线的应用越来越广泛。

有源相控阵天线包含了成百上千个阵元，每个阵元都是一个TR组件，包含Tx和Rx，在Tx和Rx中通常都包含移相器和衰减器。通过对多个阵元的移相和衰减进行控制（波控），能够实现它们合成后的信号在某个方向加强，在其它方向减弱，从而实现很窄的波束和很低的副瓣。传统的相控阵天线通常是把多个TR组件模块通过电缆或波导连接到一起构成的，而现在新的趋势是把多个TR组件集成到同一个射频芯片上，这进一步提高了相控阵天线的集成度。图2为API公司的X波段四合一TR组件芯片。

API公司的X波段四合一TR组件芯片

为了保证天线分系统的工作性能，我们需要对它进行性能测试。除了传统的天线测试参数之外，低轨宽带通信卫星的天线分系统还引入了一些新的需求和挑战：

1. 很多时候，低轨宽带通信卫星的相控阵天线和发射机、接收机的放大器射频芯片直接物理键合到了一起，无法引出射频测试接口，收发信机的测试都需要在空口（OTA）进行。

2. 除了需要测试传统的天线性能，如工作频率、增益、极化、方向图、发射EIRP、接收G/T等参数之外，还需要在空口测量收发信机的调制解调性能，如ACPR（邻道抑制比）和EVM（矢量误差幅度），还有更高层的信令测试，如吞吐量、阻塞率、时延等。

3. 低轨宽带通信卫星采用频率更高的Ku/Ka/Q/V频段来满足大带宽的应用需求，对测试仪器在毫米波频段的射频性能（如动态范围、本底EVM）提出了更高的要求。

4. 空口测试需要在产品的整个生命周期进行，包括研发、器件测试验证、系统集成、一致性测试、产线测试、安装维护，大量的测试要求极高的测试效率。

下面我们来探讨传统的天线测试方法，以及针对这些新需求的天线测试方案。

传统的天线测试方法

天线特性参数的测试方法包含远场、近场和紧缩场天线测试，传统的天线测试系统通常是基于Keysight 矢量网络分析仪或N5264B Measurement Receiver Technical Specifications做接收信号的采集。

下面我们简要介绍这几种天线测试方法。

远场天线测试

下图是一个典型的远场天线测试系统，它包含发射系统和接收系统两部分。

远场天线测试是在收发天线距离足够远，满足远场条件下的天线测试。对于收端天线来说，源天线发射的电磁波可认为是平面波。发射端用一台微波模拟信号源产生馈源信号，经过电缆和可选的放大器后，通过源天线发射出去。接收端通常采用基于PNA网络分析仪或N5264B测量接收机的外混频接收系统，被测天线接收到的信号下变频后，直接接入矢网后面板的IF输入端口，相比使用矢网前面板测试端口，可以获得30 dB以上的灵敏度的提升。通过一个已知增益的参考天线得到参考IF信号，和被测天线的测试IF信号进行对比，就可以得到被测天线的增益。通过转台转动到不同的角度，就可以得到被测天线在不同角度下的增益，从而绘制出天线的方向图。

85309B 本振/中频分配单元用来把矢网的LO输出功分放大后给参考混频器和测试混频器提供LO激励，并把参考IF和测试IF放大后输出给矢网的IF输入端口。信号源、矢网和天线转台间需要连接触发电缆。实际测试中，需要将信号源设置到不同的频率，将天线转台设置到不同的角度。对于相控阵天线来说，如果包含多路输出，还需要用开关切换到每路输出进行测试，共有三个测试维度。受限于天线转台的转动速度和精度，完整测试一个相控阵天线的特性可能需要几天的时间。

远场天线测试既可以在室内也可以在室外进行。室内的远场天线测试需要有很大的微波暗室（几十米甚至上百米），空间成本较高，同时要求很好的屏蔽性能；室外的远场天线测试比较容易受到外部环境的影响，如雨衰和外部信号的干扰。

近场天线测试

另外一种常用的天线测试方法是近场天线测试，这种方法随着近些年计算机技术的快速发展而流行起来。

近场天线测试方法中收发天线的距离可以较近，它在天线辐射孔径内以半波长为间隔测量幅度和相位，然后通过二维傅里叶变换把近场测试的结果变换成远场方向图的结果。相对于远场天线测试，近场天线测试占用的空间较小，而且不易受外部环境的干扰。由于收发天线距离较近，可以不用独立的外部信号源，而是用矢网的源作为馈源激励。

在下图中，网络分析仪的源给被测发射天线提供激励信号，接收端扫描架上的探头（天线）接收到的信号通过电缆接到矢网的测试接收机。通过矢网前面板的接收机直接接入跳线端口，相比网络分析仪测试端口可以带来15 dB左右的灵敏度提升。接收端的扫描架以平面、柱面或球面的方式进行扫描，从而得到相对于被测发射天线不同物理位置的天线方向图。

紧缩场天线测试（Compact Anternna Test Range - CATR）

紧缩场天线测量系统是一种天线测量系统，可以在近距离内提供一个性能优良的准平面波测试区。紧缩场的英文名称为CATR(Compact Anternna Test Range)。它采用精密的反射面，将电源产生的球面波在近距离内变换为平面波，从而满足远场测试要求。

紧缩场天线测量系统能在较小的微波暗室里模拟远场的平面波电磁环境，利用常规的远场测试设备和方法，进行多项测量和研究，如天线方向图测量、增益比较、雷达散射截面测量、微波成像等，同时可以进行微波电路、元器件的网络参数测量和高频场仿真。

与外场和室内近场比较，紧缩场的优点是：
1. 收、发天线间的距离短，大大减小了实际占有的空间。
2. 紧缩场产生的平面波将聚集在平面波束内，暗室内四侧壁的照射电平低，从而降低了对暗室的要求。在微波暗室设计合理，并采用背景对消的条件下，可使紧缩场的背景电平达到-60~-70dBsm。
3. 便于实现待测天线发射波瓣的测试（换接容易，不需电缆）。
4. 安装在微波暗室的紧缩场保密性好，而且可全天候高效地工作，便于测试管理。另外，室内紧缩场受气候环境影响小，改善了测试条件，因而提高了RCS的测量效率。
5. 紧缩场的工作频率可以从几百MHz到几百GHz，能满足毫米波和亚毫米波测试要求。

由此可见，紧缩场是电磁散射研究特别重要的测试装备，也是高性能雷达天线测试、卫星整星测试、毫米波天线及毫米从系统性能测试的重要基础设施。

紧缩场天线测试和远场天线测试是非常类似的，唯一的区别是紧缩场天线测试在发射端采用了一个弧形反射面对馈源天线进行反射，从而达到远场条件。通过这个反射面可以显著减小收发天线之间的距离，降低对测试场地的空间要求。在对接收灵敏度要求不是很高的时候，可以直接用矢网的源做馈源，接收端被测天线接收到的射频信号通过电缆连到矢网的前面板接收机跳线端口，如图5所示；在对测试灵敏度要求比较高的时候，也可以采用外部微波信号源做馈源，以及外混频接收系统，如图6所示。

紧缩场天线测试系统（使用矢网的源做馈源）

紧缩场天线测试系统（使用信号源做馈源，接收端用外混频接收系统）

天线测试中网络分析仪的触发设置

在以上几种天线测试的场景中，网络分析仪的数据采集需要和发射端信号源以及天线转台触发同步。当信号源步进一个频率，或天线转台转动一次角度时，矢网接收到一个触发信号，完成一个点的数据采集。因此网络分析仪的触发设置需要进行如下设置：

1. 把Trigger Source设为External (Uses Meas Trigger In BNC)

2. 把Trigger Scope设为Channel，Trigger Mode设为Point（点触发模式）

3. 为了给信号源和天线转台留一点稳定的时间，可以设置一定的Trigger delay，如20 μs。

天线测试中矢网的触发设置

使用快速扫描模式提高天线测试效率

在远场天线测试系统中我们看到，对一个相控阵天线，测试中包含频率的切换、天线转台转动的角度、以及被测相控阵天线的多个输出通道三个测试维度，测试耗时很长。如何提高测试速度就成了一个亟待解决的问题。

在矢网数据采集方面，一种改进的方法是采用Keysight PNA的快速扫描模式（S93118B软件选件）。在快速扫描模式下，矢网在测量时不做显示更新，也不需要把每次扫描的数据都实时读回到上位机，而是把所有的测量数据（所有频点、转台角度、相控阵输出通道的测试结果）缓存到一个FIFO的buffer里，在完成所有的测量后，一次性把所有的测量数据读回到上位机进行后处理。这个FIFO的buffer有4GB，最多可以缓存500,000,000个点，最快支持400,000点/秒的数据采集速度。由于它能显著提高天线测试系统中矢网的数据采集效率，因而成为天线测试用户广泛采用的一项技术。

PNA的快速扫描模式需要用程控的方式实现，它支持Fast CW和Fast Group and CW Segments两种模式。Fast CW只能用于单个频点的连续波扫描，而Fast Group and CW Segments能够完美配合信号源频率切换和天线转台的转动角度（每个Group对应一个转台角度，每个segment对应一个测试频率）。以下为一个用Matlab实现Fast CW扫描和数据采集的程序实例，而Fast Group and CW Segments的程控实例篇幅较长，如果您需要可以联系平台索取。

%Setup FIFO and Fast CW count

fprintf(vi, 'SYST:FIFO ON');
fprintf(vi, 'SYST:FIFO:DATA:CLEAR');
fprintf(vi, 'SENS:SWE:TYPE CW');
fprintf(vi, 'CALC:FORM MLOG');
fprintf(vi, 'SENS:SWE:TYPE:FACW 100');
fprintf(vi, 'SENS:SWE:MODE SING’);
points =  query(vi, 'SYST:FIFO:DATA:COUNT?', '%s\n' ,'%s');
data =  query(vi, 'SYST:FIFO:DATA? 100', '%s\n', '%s');

Q/V毫米波频段的天线测试

低轨宽带通信卫星采用Q/V等毫米波频段获得更多的频谱资源和更大的通信带宽，因此引入了对Q/V波段的天线测试的需求。毫米波频段的天线测试主要有两种方法：

第一种方法是在前面提到的远场、近场和紧缩场测试系统中，在发射端的信号源输出接倍频器，把发射端的信号倍频到毫米波频段，然后经过毫米波发射天线发射出去；接收端的参考和被测天线接收到射频信号后，用毫米波频段的谐波混频器代替85320A/B参考和测试混频器，把接收信号下变频到矢网的IF频率进行接收。通过矢网的频偏模式设置（S93080B选件），可以保证矢网显示的扫描频率范围是测试的毫米波频段，并且信号源倍频后的射频信号和矢网本振倍频后的差频仍然是矢网接收机的IF频率。这种方案可以最大程度上复用低频的天线测试系统，只需要添加一些毫米波的倍频器、下变频器和收发天线。

第二种方法是基于矢网主机和毫米波扩频头构建一套毫米波矢网，直接进行Q/V波段的信号比值测量，如图8所示。毫米波扩频头可以作为射频前端直接和收发天线相连，和矢网拉开较远的距离。扩频头的RF和LO链路通常工作在10 GHz以上的射频频率，因此当距离较远时，在矢网和扩频头的RF和LO路径上可以加放大器补偿线损，而测试IF和参考IF的频率很低，因此不需要补偿线损。

图8 基于毫米波矢网的天线测试系统

基于多端口PXI矢网的相控阵天线测试方法

使用PNA的快速扫描模式能够显著提高PNA的数据采集速度，但是相控阵天线测试扫描的维度仍然有频率、转台转动角度和被测天线输出通道数三个维度。使用多端口PXI矢网，可以不用开关矩阵切换被测天线的不同输出通道分别采集，而是用多个并行工作的接收机同时采集所有被测天线输出通道的数据，减少了一个扫描维度，从而可以把测试时间缩短一个数量级（取决于被测相控阵天线的输出通道数）。

Keysight M980xA系列多端口PXI矢网，能够完美匹配多通道TR组件和相控阵天线的测试需求，它具有以下特点：

1. 频率最高可达53 GHz，匹配低轨宽带通信卫星在Q/V波段的测试需求。还有不同的型号覆盖不同的频率范围。

2. 具有业界最佳的矢网性能，为器件测试提供最佳精度，为相控阵天线测试提供最佳的测试灵敏度

动态范围：140 dB

迹线噪声：0.0015 dB rms (10 kHz IFBW)

扫描时间：2.7 ms (401点，全双端口校准)

温度稳定性：0.005 dB/°C

3. 覆盖有源和无源器件的各种测量应用，支持放大器、变频器的增益、驻波、群时延、增益压缩、三阶交调、噪声系数、频谱杂散、脉冲测试等等。非常适合量产的TR组件测试。

4. 每块PXI矢网的板卡都是一台独立的矢网，包含独立的信号源和参考、测试接收机。通过把多块PXI矢网的板卡插入到同一台PXI机箱级联起来，可以扩展成多端口PXI矢网，单个机箱最多可以扩展为频率高达53 GHz的34端口矢网，如图9所示。多端口PXI矢网适用于多端口元器件的S参数和其它特性测量，多个TR组件的并行测试，以及相控阵天线的多路并行接收。

图9 频率高达53 GHz的34端口PXI矢网

下面我们一起了解一下基于多端口PXI矢网的相控阵天线测试的新方法，以及它能带来的好处。

基于多端口PXI矢网的远场天线测试
图10是采用了多端口PXI矢网的远场相控阵天线测试系统。发端仍然用信号源做馈源，并通过源天线发射信号；接收端用多端口PXI矢网代替了基于PNA的外混频接收系统。由于PXI矢网的尺寸很小，集成度很高，因此可以放置在靠近被测天线的位置，减小被测天线和矢网之间的线损。PXI矢网的动态范围非常高，可以满足对灵敏度要求很高的天线测试需求。通过多端口PXI矢网每个端口里边的测量接收机，可以同时测量参考天线和被测相控阵天线所有输出通道的射频信号。多端口PXI矢网和发射端信号源、天线转台通过触发电缆进行触发同步，可以通过程控自动完成不同频率、不同转台角度的多通道数据采集。

基于多端口PXI矢网的远场天线测试

基于多端口PXI矢网的近场天线测试
类似地，使用多端口PXI矢网也能大大提高近场天线测试的效率，图11是一个用于接收的相控阵天线测试场景。多端口PXI矢网的其中一个端口用来给发射天线提供馈源激励，被测相控阵天线的多通道输出可以直接用多端口PXI矢网的其它测试端口一次性接收采集。发端馈源探头（天线）以被测天线孔径的半波长为间隔进行扫描，在每一个测试频点和每个发端馈源探头位置，都需要重复以上测量过程。多端口PXI矢网带来的速度提升取决于被测相控阵天线的接收通道个数。

基于多端口PXI矢网的近场接收天线测试

对用于发射的相控阵天线的近场测试，通常的做法是以被测发射天线为中心搭建一个拱面，在拱面上安装一个可以精确移动位置的接收探头，或者在拱面不同位置安装多个探头完成不同位置的数据采集。这些探头通过开关矩阵连接到PNA矢网的测试端口。在每个被测发射天线的波束角度，都需要在拱面上的所有位置进行信号的采集。通过探头的机械移动，或者开关矩阵切换不同探头的采集，测量的时间是非常长的。

使用多端口PXI矢网的多个测试端口连接所有的接收探头，可以一次性采集被测发射天线每个波束角度下所有拱面位置上的信号，大大提高测试效率，如图12所示。

基于多端口PXI矢网的近场发射天线测试

基于多端口PXI矢网的紧缩场天线测试
和远场天线测试类似，多端口PXI矢网也可以用于紧缩场天线测试，如图13所示。发射端的馈源既可以用一台独立的微波信号源，也可以用多端口PXI矢网的其中一个端口。在后一种情况，需要在馈源端口和发射天线之间用推放补偿线损。参考信号的获取，既可以用参考天线接收，也可以在发射天线后端加一个定向耦合器，通过耦合臂把参考信号还回到多端口PXI矢网的测试端口。

空口的收发信机射频参数测试

在毫米波频段，低轨宽带卫星的相控阵天线很多时候是和转发器发射机和接收机的放大器芯片直接物理键合到一起的，无法引出射频接口进行测试，因此对收发信机的射频特性测试，如ACPR和EVM都需要在空口环境进行。另外，用户还需要模拟低轨宽带通信卫星在真实信道环境下的收发性能，因此也需要在空口测试。

如图14所示，Keysight宽带矢量信号源和信号分析仪能够配合完成低轨宽带通信卫星收发信机在空口的射频特性测试，如在不同波束角度下的EVM测试。以下为一些具体方案特点的简介：

1. M9384B矢量信号源能够产生频率高达44 GHz，带宽最宽2 GHz的宽带调制信号，通过毫米波上变频器能够扩展到低轨卫星应用的V波段。

2. M8190A宽带AWG加上变频器的组合，能够在毫米波频段产生4 GHz带宽的矢量调制信号。

3. 通过N7623C和N7631C Signal Studio信号生成软件，能够直接产生低轨宽带通信卫星所需的DFT-S-OFDM和DVB-S2信号波形，方便地设置信号的带宽、调制方式（QPSK或8PSK）、包含的载波数以及其它参数，并把生成的波形文件直接下载到矢量信号源中播放。

4. N9030B/N9040B信号分析仪具有业界最佳的信号分析性能，内置1 GHz分析带宽。

5. UXR系列示波器具有频率高达110 GHz、全频段5 GHz带宽的信号分析能力。结合89600 VSA软件可以完成信号解调分析。

6. 通过内置的宽带信号校准，可以使信号产生和分析系统的本底EVM在Ka波段达到0.5%以内，在V波段达到1%以内，保证对用户被测件性能的测试精度。

Keysight毫米波信号产生和分析的OTA测试方案

除此之外，在进行空口的射频特性测试时，还可以用PROPSIM系列的信道仿真器模拟真实卫星链路的损耗、时延、多普勒频移、多径效应等，如图15所示。

PROPSIM F64信道仿真

卫星通信系统合作伙伴

Keysight天线测试系统合作伙伴能够基于Keysight测试仪器为您提供完整的天线测试解决方案，包括自动测试软件、数据分析软件、机械转台和控制器、源天线和接收端参考天线、CATR反射面以及系统工程。我们的合作伙伴包括Orbit、MVG和NSI等国际天线系统公司，以及一些中国本地的天线测试系统集成商，如中创锐科、莱天科技等等。我们和系统合作伙伴一道，针对您的个性化需求，为您提供最佳的天线测试系统解决方案。

卫星通信问答

卫星互联网成为卫星通信发展新的热点，国际标准化组织 3GPP 在5G-NR Release17版本中将卫星通信网做为地面网络的必要补充，称之为非地面网络 NTN (Non-Terrestrial Networks)，对其展开了更进一步的研究及标准化工作。

是德科技针目前5G NTN发展现状和需要突破的关键技术，回答了大家针对卫星通信，主要是 5G NTN的标准和技术问题，主要包括的是NTN卫星通信系统无线链路的新特征，信道仿真测试的重要性及面临的新挑战。希望对卫星通信行业的技术发展的理解有所帮助。

1. 5G NTN 用的是什么仿真软件？

答： Keysight 公司提供了很多仿真软件，其中SystemVue 软件是一款系统级的仿真软件，通过集成 DSP 建模，RF EDA 工具，标准/ IP 参考以及“测试与测量”链接来简化设计流程，实现基带和RF 的协同设计和仿真。针对5G NTN 的系统级仿真，SystemVue 也提供了5G 基站和UE，地面信关站以及5G 地面通信制式/DVB 信号制式的仿真能力，此外SystemVue 还可与STK 集成进行卫星运动仿真。

2. 非地面，距离地面大概多少距离？

答： 如果是低轨卫星的话，一般是300KM-2000KM 左右。

3. 5G 在卫星上应用的效果怎么样？衰减程度等？

答： 目前 5G 和卫星的融合更多是和低轨道卫星 LEO 的融合，目前3GPP Rel-17 还在开展NTN 的技术规范工作，国内外都有一些相应的测试，低轨的衰减取决频率范围和轨道高度，Ku 频段以上都有较大的大气损耗。

4. 峰均比如何克服？

答： 一般来说，测试所需的峰均比是有标准的，也就是说要在一定的 PAPR 下测试功放/ 收发信机/ 转发器/ 发射机等的 EVM 等参数，这样意味着输入波形的峰均比是确定的，克服更多的是依赖被测件线性度的提高例如尽量工作在线性区域，但这样就牺牲了PAE。

5. 请问，接入到卫星网络的的终端设备的发射功率要求与接入到地面网络的终端设备的功率要求有区别吗？

答： 现在3GPP 里还没有确定未来5G NTN 中我们用于蜂窝网络的终端也就是常见的智能手机是否可以跟卫星直接通信，需不需要中继，目前的状态，一般是手机通过跟VSAT(very small aperture terminal) 即常见的带抛物面天线的地面站通信，VSAT再跟卫星通信，这种方式，VSAT 起到了类似于中继的功能，功率是不需要特别高的要求。

6. 接入卫星的频率也是低于 6 GHz 的吗？

答： 一般来说，5G NTN 涉及跟低轨卫星融合的频率，sub 6G 和毫米波Ka/Q/V 频率都有可能。

7. 5g 在地面和非地面，哪个技术更复杂?

答： 有不同的侧重点，地面网络有更长时间的技术积累，推出了不少先进的技术例如功率控制、循环前缀等；非地面网络，目前刚刚起步，相对来说更复杂一些，例如物理层方面需要考虑长时延、多普勒频移对系统的挑战。

8. 卫星接入的吞吐量一般有多少Mbps ？

答： 这个取决于信号制式，如果是类似于 4G LTE 的制式，也是几十Mbps, 如果是类似于5G NR 的信号制式，目前国内公开的实验是1Gbps 左右。

9. 能否提供一下64 通道的信道模拟器产品手册？

答： F8800A PROPSIM F64 Radio channel emulator 

10. 5G卫星链接展开的范围有多宽啊？

答： 如果是低轨道卫星，一般是100 KM-500 KM，取决于轨道高度和最小仰角。

11. 信道仿真器可以加入一些我们自己定义的干扰信号吗？

答： 内置的干扰源是固定的 AWGN (Additive white Gaussian noise) 加性高斯白噪声或者CW (Continuous wave) 连续波，要是自定义的干扰源，可以外接占一个射频通道即可。

12. 在一些高频段，多普勒频移会不会带来子载波间的干扰？

答： 会的，这个是 5G NTN 采用低轨道卫星的一大挑战，卫星移动速度高达几KM/s，这样会产生严重的多普勒频移，Ku 频段可以高达200KHz。

13. 在卫星的下行链路如果直接使用5G信号波形会不会降低功放效率和带来散热等问题？

答： 这是个典型的技术问题，目前业界也是在评估当中，如果卫星的载荷采用了固态功放和相控阵天线技术，相对来说，对于单个固放的要求就会降低，尤其是输出功率，当然5G 信号波形带来的高峰均比可能会导致功放效率的降低。

14. 在系统设计中如何来消除小区间干扰？

答： 3 颗或4 颗GEO 卫星通过多波束天线可以覆盖地球大部分地区除了高纬度和两极，单颗低轨道卫星的覆盖范围只有几百公里，这样就需要多颗卫星形成星座来提供覆盖，而每颗卫星过顶的通信时间一般只有不到10 分钟，为了保证通信不中断，业界提供了混合式波束方案，即宽带固定点波束和可以波束赋形、可移动的窄波束，要消除小区间干扰，也是通过多个窄波束来实现的，加上合理的频率复用技术。

15. 如何用 keysight 设备搭建多径衰落和多普勒效应叠加的仿真环境？

答： 信道仿真仪有辅助建模工具，方便客户直接定义多径环境以及速度带来的多普勒频移，支持高达1 s 的时延和+- 1.5 MHz 的多普勒频移。

16. 你们 NTN 仿真框图中，Keysight UXM UEE 是成熟货架设备吗？

答： 目前，Keysight 公司正在搭建 5G NTN 端到端的系统仿真方案，目前主要的问题在于商用的UE 和gNB 模拟器包括 UXM 和UEE 支持的卫星链路的时延非常有限，这个需要配合信道模拟器Propsim来实现。

17. payload 具体指什么？

答： payload 即有效载荷包括了卫星的转发器分系统和天线分系统，简单来说，是指这个卫星的功能模块，比如说通信卫星的载荷就是通信载荷，用来实现卫星和地面或卫星之间的通信。

18. 地面站在跟踪低轨卫星时波束切换的时延有要求吗？波束切换能通过设备仿真吗？

答： 从 UE 的角度来说，这个切换应该是觉察不到的，对于地面站来说，地面站的天线会同时跟踪至少2 颗卫星，切换的时间取决于网络的架构设计；波束切换可以通过设备仿真来实现。

19. 未来 VSAT 地面站的覆盖范围大概是多少？

答： 如果是手机这样的终端通过跟 VSAT (very small aperture terminal) 连接后，再接入到卫星来实现数据通信，那么 VSAT 更多是类似于一个热点，这个距离就跟WiFi 的通信距离类似。

20. 多普勒效应可定义速率变化率最大有多大？

答： 对应到多普勒上1.5MHz 以内都可以。

21. 卫星链路的延迟一般远远超过了5G 新空口的 TTI，那如何解决这问题呢？

答： TTI (Transmission Time Interval) 传输时间间隔，这个要看具体的应用场景，对于5G 的 eMBB (Enhanced Mobile Broadband) 增强移动宽带和 mMTC (massive Machine Type Communications) 大规模机器类型通信来说，低轨道几十毫秒的时延有可能可行，但对于uRLLC (Ultra-Reliable and Low Latency Communications) 超可靠低延迟通信的场景来说就不可行。

22. 一般能够在实验室环境中创建哪些真实的无线信道条件来评估？

答： 主要考量功率/ 时延/ 速度（也就是多普勒）/ 空间信息，地面会增加多径效应。

23. 对于星上处理模式，单向延时指的是不是从卫星到终端的传输延时这方面？

答： 如果是星上处理，就没有了地面信关站和gNB 之间的时延，单向时延包括了卫星和地面信关站之间的feeder link，以及卫星和用户终端之间的user link。

24. 卫星运动时极化角变化能模拟吗？

答： 可以的，卫星天线分系统的极化角度的变化，可以通过两种方式来模拟，一种是通过Keysight 公司的仿真软件SystemVue 来仿真天线的方向图和极化角变化，另外一种是可以在我们的仪器里例如信号源和信道模拟器里面加上方向图和极化角的变化。

25. 终端在地面5G 网络与卫星网络之间的切换，网络间的切换过程需要考虑哪些方面因素？

答： 目前3GPP R17 对于5G NTN 的标准还在规划中，从物理层来说，主要要考虑这几个方面，1 ：时序关系，NTN 相对地面网络有较大的RTT(round-trip time) 往返时延，这样上下行的帧时序存在较大的偏移；2 ：上行功控，涉及到波束专用的功控参数；3 ：自适应调整编码。

26. 有没有做电波传播衰落建模的？

答： 目前3GPP 5G NTN 还没有提供标准的信道模型，现在更多的是业界在评估有哪些适合的信道模型，对于信道模型来说，一般有两种思路，一种是搭建信道测量系统，这个Keysight 有商业产品，通过实测来评估；另外一种是通过仿真软件包括SystemVue 和相应的STK 软件来评估。

27. UEE 和UXM 在测试系统中如何与卫星地面站建链？

答： 先说一个最简单的实现方式，地面站接收NR-Uu 信号( 来自于UEE，UE 模拟器), 下变频并数字处理，再编码，采用卫星常用的调制方式例如APSK，再上变频传送给卫星，信号在卫星上经过下变频后传送到地面站, 地面站对信号进行下变频, 数字处理,解码(APSK), DAC 处理，然后上变频，连接到5G NR-Uu（即UXM，gNB 模拟器）。

28. 怎么解决5G 传输距离短的缺点？

答： 传播距离，取决于频率范围和发射功率，接收的灵敏度，如果要提高传播距离，泛泛来说，可以通过中继，增加发射功率包括功放输出功率以及天线增益（例如增加阵元的数目或天线的尺寸），或者提高接收机的灵敏度。

29. 请问是德科技能否进行网络通信协议方面的仿真呢？

答： 可以的，Keysight 提供了LoadCore 核心网络模拟器

30. 动中通这一块测试，要注意哪些事项？

答： 动中通目前主要是用在GEO 卫星尤其是高轨的高通信卫星HTS(High-throughput satellite)，测试不知道你是指终端还是卫星，Keysight 都有完整的测试方案。

31. 信道仿真器可以模拟卫星信号吗？

答： 卫星信号一般由信号源产生，取决于信号的制式，Keysight 基本上支持目前所有的卫星信号制式。

32. NTN 架构中，一直很怀疑终端的上行链路可行性，到最后需要多大的终端才可以做到？手持式的尺寸会不会很大，最后商业模式一点优势都没有？

答： 这个取决于应用场景，如果终端是指智能手机的话，这个看5G NTN 的频率，如果智能手机和卫星都是工作在sub 6G，卫星是超低轨道(300KM 以下) 并且卫星接收天线增益够高，有可能可以。

33. 卫星之间通讯和5G 小基站之间通讯有什么异同点？

答： 卫星之间通信，看有没有ISL 星间链路，如果有，星间链路可以通过激光通信或者毫米波通信，如果没有，卫星之间一般是通过地面信关站来实现通信。

34. 刚才给出的测试场景一中，空口参考的是什么标准体制？

答： 测试场景一即铱星卫星星座，铱星使用了特有的QPSK 调制技术，FDMA 和TDMA 两种多址方式都有。

35. 为什么关于高空平台的知识比较少？8km-50km 的。

答： 高空平台也是NTN 里面的一种接入方式，相对较少的原因是覆盖范围有限，受到天气、供电、安全等方面的局限。

36. 模拟卫星信号，内置的高阶调制有那些，能模拟那些信道编码？

答： Keysight 提供了覆盖10MHz-53GHz，带宽可达4GHz 的单载波或多载波信号产生方案，支持多种信号制式，包括了DVB-S2，S2X，以及5G NR 等多种跟卫星信号相关的信号制式。

37. 信道仿真一般就是多普勒频率牵引、时延、信号衰减、噪声的组合。请问噪声源使用噪声头和任意波发生器应分别注意哪些，因为两种方式在误码率实测中，在信噪比方面有些对不上。多谢！

答： 如果是要通过信号源来评估接收机的误码率的话，一般是通过矢量信号源来完成的。例如在接收信号系统频带内叠加白噪声干扰，评估当接收机误码率为某个值的最大噪声干扰信号功率，矢量信号源有专门的选件来产生AWGN (Additive white Gaussian noise)即加性高斯白噪声。

38. 非地面网的覆盖模式有哪些？

答：NTN 的接入方式，主要涉及到通过卫星和航空设备覆盖，包括了低轨通信卫星，高空平台和无人机等。

39. 目前这种卫星通信最小发射功率要求是多少？

答： 这个要看轨道高度，频率范围，信号制式，卫星的天线增益、卫星的通道数，地面站/ 用户终端的接收灵敏度等各方面要求，没有定论。

40. 对5G 卫星网络，延迟时间，频率准确性、定位准确性等有没有量化的要求以及测试方法？

答： 目前3GPP R17 里面标准还没有确定，但Keysight 正在评估相关的测试方案，基本上都有接近于成熟的方案。

41. 信道模型是不是空中波形接口设计的主要考虑因素呢？

答： 是的，信道模型是5G NTN 中物理层的关键技术之一。

42. 在大规模MIMO测试方面，在衰落信道数量和信号带宽方面有哪些特点优势？

答： 大规模MIMO技术，主要是应用更多数量的空间衰落信道增加通信的容量，同时利用波束合成技术增加方向性，获得额外的增益，尤其对于NTN 非常有利。

43. 仿真测试要遵循哪些测试标准？

答： 通信类可以遵循3GPP 的测试标准，NTN 部分还在R17 里讨论。

44. 上下行信道带宽如何匹配?

答： 如果是指低轨卫星，上下行信道带宽匹配主要涉及到多普勒频移的处理，时隙/ 帧的同步。

45. 仿真测试会用到哪些仪器？

答： 如果是信道仿真，我们有信道模拟器 Propsim，如果是载荷的仿真，涉及到信号源、信号分析仪，矢量网络分析仪以及SystemVue 等系统级仿真软件。