Geçtiğimiz yıl 5G teknolojisinin uzaya taşınmasında artan bir ivme görüldü. Teknoloji satıcılarından ekipman üreticilerine, geleneksel hücresel mobil operatörlere ve onların uydu muadillerine kadar tüm ekosistemde sektör, küresel bağlantı ve gelişmiş iletişim yetenekleri arayışında 5G’yi yörüngeye yerleştirmek için bir araya geliyor. Bu, karasal ağlara sağlam bir alternatif sağlayarak kapsama alanını uzak ve yetersiz hizmet alan bölgelere genişletme potansiyeli sunuyor.

Ancak bu hamle bir dizi heyecan verici yeni olasılık getirirken, geleneksel karasal 5G’nin karşılaşmadığı yeni ve benzersiz zorlukları da beraberinde getiriyor.

Bu alanlardan sadece biri testtir. Karasal olmayan 5G çözümleri için bu çok büyük önem taşımaktadır.

Uyduların uzaya fırlatılmasıyla ilgili yüksek maliyet ve riskler, testlerin son derece kapsamlı olması gerektiği anlamına gelir. Geleneksel bir RAN’dan farklı olarak, bir radyo mühendisini bir düzeltme ile göndermek mümkün değildir. Ayrıca, bir kez yerine oturduktan sonra, yörüngedeki seyahat hızından başlayarak Dünya’dan uzaklığa kadar dikkate alınması gereken bazı benzersiz özellikler vardır. Bu nedenle, bu özel ortam için test yapmanın karmaşıklığını anlamak çok önemlidir. Karasal olmayan uygulamalar için 5G’nin sadece fiziksel katmanını ele alırsak, onu karasal muadilinden ayıran ve karşılaşılan genel sorunları düzgün bir şekilde gösteren benzersiz bir dizi zorluk ortaya çıkar.

5G’nin uzayda işletilmesi, karmaşıklığı hem artırabilecek hem de bazı durumlarda azaltabilecek farklılıklara sahiptir. Örneğin, radyo kanalının kendisi karasal olmayan bir ortamda daha basit olabilir, yansımalardan arındırılmış ve tek girişli ve tek çıkışlı (SISO) bir konfigürasyona sahip olabilir. Bu göreceli basitlik, kanal emülasyonunu karasal 5G ile karşılaştırıldığında daha az karmaşık hale getirir. Bununla birlikte, test sırasında önemli zorluklar ortaya çıkaran parametrelerin geniş değişkenliğidir.

Karasal senaryolardan farklı olarak, karasal olmayan ortam, düşük Dünya yörüngeli (LEO) uydular için nanosaniyelerden milisaniyelere kadar artan ve geniş bir aralıkta değişen bağlantı gecikmeleri gibi çok çeşitli faktörleri beraberinde getirir. Doppler etkileri de LEO uyduları için birkaç kilohertzden onlarca kilohertze yükselerek daha belirgin hale gelir ve ayrıca daha yüksek değişim oranlarına eğilimlidir.

Bu değişkenlik, hibrit otomatik tekrar istek (HARQ) sistemlerinin yeniden tasarlanmasını gerektirmekte, daha güvenilir sistem çalışması ve veri iletimi için sistem zamanlayıcılarının uzatılmasını gerektirmekte ve bu da yine test karmaşıklığına katkıda bulunmaktadır. Buna ek olarak, HARQ işletiminde MCS kodlama şemalarının optimizasyonu, yeniden iletime karşı verimi dengeleyen önemli bir performans özelliği olacaktır.

Kullanıcı ekipmanı (UE) bağlantı süresi, karasal olmayan 5G dağıtımlarında ciddi şekilde sınırlıdır ve tipik olarak tek bir LEO uydu yörünge geçişinde yalnızca yedi ila sekiz dakika sürer. Bu kısıtlama, çok sağlam bağlantı kurulumu ve bakımı gerektirir ve test sürecine daha fazla karmaşıklık katan özel seçici fiziksel rastgele erişim kanalı (PRACH) formatlarının kullanılmasını gerektirir.

Karasal olmayan uygulamalar için bir 5G fiziksel katmanının test edilmesindeki zorluklar sadece teknik değil aynı zamanda finansaldır. Gerekli test ekipmanı doğal olarak pahalıdır, ancak ticari çözümlerin geliştirilmesi yavaş olmuştur. Bu ticari ekipman eksikliği, uydu çözümlerini etkili bir şekilde geliştirmeyi, test etmeyi, optimize etmeyi ve sunmayı amaçlayan endüstri oyuncuları için engel teşkil edebilir.

Yüksek performanslı karasal olmayan 5G fiziksel katman çözümleri geliştiren şirketler bu zorlukları çözmelidir. Bu nedenle, NTN 5G fiziksel katmanı ile birlikte, bir test koşum ortamına dayalı yarı statik test sağlayan özel bir yazılım paketi geliştirdik. Yazılım, ağ işlevsel uygulama platformu arayüzü (nFAPI) standart arayüzünü kullanıyor ve her test için kanal koşullarını değiştirmek üzere test ekipmanını otomatik olarak yapılandırıyor. nFAPI arayüzü, test cihazlarının Katman 1’e (L1) her bir yuva bazında her bir yuva içinde belirli zamanlarda ve konumlarda sinyal gönderme ve alma talimatı vermesine olanak tanır. Bu gelişmiş araç setini sağlayarak, bir L2/L3 ortağıyla başarılı bir entegrasyondan önce çok çeşitli kanal koşullarında 5G fiziksel katmanının kapsamlı bir otomatik testini ve analizini gerçekleştirebildik ve karasal olmayan ortamlar için eksiksiz bir gNodeB çözümünün sunulmasını sağladık.

Karasal olmayan uygulamalar için 5G fiziksel katmanının test edilmesinin, sağlam ve güvenilir bir uydu çözümü oluşturmada kritik ve vazgeçilmez bir adım olduğu açıktır. Radyo kanalı bazı açılardan daha basit olsa da, parametrelerin geniş değişkenliği, yüksek bağlantı gecikmeleri ve PRACH formatları için özel gereksinimler zorlu zorluklar ortaya koymaktadır.

Ticari test ekipmanlarının azlığı bu görevin karmaşıklığını daha da artırmaktadır. Bununla birlikte, şirketler pazar olgunlaştıkça piyasaya giderek daha fazla çözüm getirmektedir; bu da sektör oyuncularının bu zorlukların üstesinden gelebileceği ve başarılı ve verimli bir 5G uydu geleceğinin önünü açabileceği anlamına gelmektedir.