6G的一大愿景是加快構(gòu)建全域覆蓋的智聯(lián)世界，今天我們來探討下實現(xiàn)6G全域覆蓋關鍵技術——空天地一體化。

6G想要實現(xiàn)衛(wèi)星通信與地面移動通信高度融合，推動星地融合的全球廣域覆蓋，其中，衛(wèi)星通信仿真是關鍵技術要點。基于NI SDR，眾執(zhí)芯搭建了開放架構(gòu)的衛(wèi)星通信半實物仿真平臺。

接下來，我們來講下具體實現(xiàn)方法——眾執(zhí)芯NTN端到端傳輸系統(tǒng)。

眾執(zhí)芯NTN端到端傳輸系統(tǒng)包含兩部分：NTN收發(fā)系統(tǒng)與星地寬帶信道模擬器，可實現(xiàn)衛(wèi)星通信半實物仿真。

該解決方案在剛剛落幕的第十一屆中國國際通信大會（ICCC 2022）上吸睛無數(shù)。

ICCC 2022

NTN收發(fā)系統(tǒng)

NTN收發(fā)系統(tǒng)是基于3GPP 5G NR R15 以及R16擴展的基于多用戶收發(fā)的通信平臺。

該系統(tǒng)包含基本信道和信號，包括下行SSB，PDCCH，PDSCH以及上行PRACH，PUCCH和PUSCH。支持OFDM，LDPC/Polar以及多種調(diào)制編碼類型，以及基于DMRS和CSI-RS的參考信號的發(fā)送和解調(diào)。實現(xiàn)了基于信道模擬器的波束賦形、物理層四步隨機接入、兩步隨機接入過程，以及基于輪詢調(diào)度、最大載干比和比例公平算法等三種調(diào)度方式的動態(tài)調(diào)度過程。

該系統(tǒng)具有以下特點：

① 基于NI軟件定義無線電架構(gòu)

基于NI軟件定義無線電架構(gòu)，實現(xiàn)開放架構(gòu)的衛(wèi)星通信半實物仿真平臺。平臺以3GPP 5G NR鏈路作為基礎，通過開放靈活擴展接口，實現(xiàn)下一代星地一體化衛(wèi)星通信系統(tǒng)關鍵算法和特性的驗證平臺。

② 硬件主體

硬件主體包含基于矢量信號收發(fā)器/軟件定義無線電收發(fā)平臺設計的，以3GPP 5G NR物理層協(xié)議標準的完整收發(fā)鏈路功能為基礎，包含了3GPP 5G NR物理層協(xié)議規(guī)定主要功能，包括物理層信道、物理信號、幀格式設計，各信道編解碼設計，及物理層交互過程；矢量信號分析儀/軟件定義無線電收發(fā)設備則實現(xiàn)了對標準RF信號各物理信道解調(diào)、譯碼、解析和一些關鍵信號指標，諸如EVM、RSRP等的測量。

③ 軟件平臺

軟件平臺可實現(xiàn)從基于5G Matlab仿真到FPGA的實時處理。同時，平臺可兼容多用戶調(diào)度和處理，實現(xiàn)基于調(diào)度器接口設計靈活的MAC調(diào)度策略。該平臺可以有效的用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)設計需求的算法進行半實物驗證。

星地寬帶信道模擬器

ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器為星地通信、衛(wèi)星融合通信提供寬帶實時的信道模擬物理環(huán)境。

本信道模擬器設計具有以下特征：

① 多通道，大帶寬模擬

ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器支持多種類型NI射頻前端和上下變頻器，可適配不同通道數(shù)量，大帶寬信道模擬的需求。基礎硬件覆蓋sub6G頻段，可通過選件覆蓋Ka，Ku，Q/V等可選頻段。

② 高多普勒頻偏模擬

無線通信收發(fā)設備之間的相對移動速度和通信載波頻率會對無線信號帶來多普勒頻偏。ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器可獨立模擬多個信道，每個通道不同的多普勒效應。最大多普勒頻偏不僅可支持5G地面網(wǎng)絡，而且可支持低軌通信衛(wèi)星與地面用戶終端之間Ka，Ku等頻段多普勒頻偏模擬需求。

③ 精準大時延模擬

隨著6G星地通信一體化的發(fā)展趨勢，星地無線通信收發(fā)設備之間的信號時延相比地面通信大大擴展。精準的大時延模擬對于星地，星星之間的通信至關重要。本信道模擬器可支持多信道不同的精準時延模擬。最大時延可滿足大帶寬低軌通信衛(wèi)星或高軌衛(wèi)星與地面之間通信延時模擬需求。

④ 自定義信道模型

ZWCE-AG4-1星地寬帶信道模擬器支持多種傳統(tǒng)的信道模型的模擬，亦可以支持用戶對傳統(tǒng)信道模型進行參數(shù)修整，或者自定義的信道模型導入。從而全面支持用戶在私有特定環(huán)境下的定制化信道模擬。