众执芯NTN端到端传输系统可实现卫星通信半实物仿真

6G的一大愿景是加快构建全域覆盖的智联世界，今天我们来探讨下实现6G全域覆盖关键技术——空天地一体化。

6G想要实现卫星通信与地面移动通信高度融合，推动星地融合的全球广域覆盖，其中，卫星通信仿真是关键技术要点。基于NI SDR，众执芯搭建了开放架构的卫星通信半实物仿真平台。

接下来，我们来讲下具体实现方法——众执芯NTN端到端传输系统。

众执芯NTN端到端传输系统包含两部分：NTN收发系统与星地宽带信道模拟器，可实现卫星通信半实物仿真。

该解决方案在刚刚落幕的第十一届中国国际通信大会（ICCC 2022）上吸睛无数。

ICCC 2022

NTN收发系统

NTN收发系统是基于3GPP 5G NR R15 以及R16扩展的基于多用户收发的通信平台。

该系统包含基本信道和信号，包括下行SSB，PDCCH，PDSCH以及上行PRACH，PUCCH和PUSCH。支持OFDM，LDPC/Polar以及多种调制编码类型，以及基于DMRS和CSI-RS的参考信号的发送和解调。实现了基于信道模拟器的波束赋形、物理层四步随机接入、两步随机接入过程，以及基于轮询调度、最大载干比和比例公平算法等三种调度方式的动态调度过程。

该系统具有以下特点：

① 基于NI软件定义无线电架构

基于NI软件定义无线电架构，实现开放架构的卫星通信半实物仿真平台。平台以3GPP 5G NR链路作为基础，通过开放灵活扩展接口，实现下一代星地一体化卫星通信系统关键算法和特性的验证平台。

② 硬件主体

硬件主体包含基于矢量信号收发器/软件定义无线电收发平台设计的，以3GPP 5G NR物理层协议标准的完整收发链路功能为基础，包含了3GPP 5G NR物理层协议规定主要功能，包括物理层信道、物理信号、帧格式设计，各信道编解码设计，及物理层交互过程；矢量信号分析仪/软件定义无线电收发设备则实现了对标准RF信号各物理信道解调、译码、解析和一些关键信号指标，诸如EVM、RSRP等的测量。

③ 软件平台

软件平台可实现从基于5G Matlab仿真到FPGA的实时处理。同时，平台可兼容多用户调度和处理，实现基于调度器接口设计灵活的MAC调度策略。该平台可以有效的用于卫星通信系统设计需求的算法进行半实物验证。

星地宽带信道模拟器

ZWCE-AG4-1星地宽带信道模拟器为星地通信、卫星融合通信提供宽带实时的信道模拟物理环境。

本信道模拟器设计具有以下特征：

① 多通道，大带宽模拟

ZWCE-AG4-1星地宽带信道模拟器支持多种类型NI射频前端和上下变频器，可适配不同通道数量，大带宽信道模拟的需求。基础硬件覆盖sub6G频段，可通过选件覆盖Ka，Ku，Q/V等可选频段。

② 高多普勒频偏模拟

无线通信收发设备之间的相对移动速度和通信载波频率会对无线信号带来多普勒频偏。ZWCE-AG4-1星地宽带信道模拟器可独立模拟多个信道，每个通道不同的多普勒效应。最大多普勒频偏不仅可支持5G地面网络，而且可支持低轨通信卫星与地面用户终端之间Ka，Ku等频段多普勒频偏模拟需求。

③ 精准大时延模拟

随着6G星地通信一体化的发展趋势，星地无线通信收发设备之间的信号时延相比地面通信大大扩展。精准的大时延模拟对于星地，星星之间的通信至关重要。本信道模拟器可支持多信道不同的精准时延模拟。最大时延可满足大带宽低轨通信卫星或高轨卫星与地面之间通信延时模拟需求。

④ 自定义信道模型

ZWCE-AG4-1星地宽带信道模拟器支持多种传统的信道模型的模拟，亦可以支持用户对传统信道模型进行参数修整，或者自定义的信道模型导入。从而全面支持用户在私有特定环境下的定制化信道模拟。

审核编辑：彭静