4G/5G 通訊衛星網路模擬
訊號傳輸與損耗測試解決方案
透過先進訊號傳輸模擬與可控損耗注入，確保混合網路在真實干擾下的無縫運作與服務品質
現代通訊網路面臨的挑戰與測試需求
隨著 4G 乃至 5G 通訊技術的飛速發展，以及低地球軌道（LEO）衛星星座的部署，混合型網路（terrestial and non-terrestial networks）已成為提供無縫覆蓋與增強寬頻服務的關鍵；然而，這類混合網路在設計、實施及部署過程中面臨諸多挑戰，特別是在確保訊號完整性與網路效能方面。
目標使用者群體廣泛，涵蓋了設計、實施及測試混合網路部署的通訊工程師；營運私有網路及國防應用的衛星網路營運商；積極發展的 LEO 開發商與供應商；以及致力於為服務資源不足市場提供寬頻通訊的業者；這些專業人士與機構，都需要精確可靠的測試方案，用以驗證其系統在複雜真實環境下的穩健性與效能。模擬衛星鏈路中可能出現的各種訊號損耗，例如訊號干擾、載波雜訊比（Carrier-to-Noise Ratio）損耗以及 Eb/No（每位元能量與雜訊功率頻譜密度之比）的變化，對於預測和保障實際網路運行品質至關重要。
全面的訊號模擬測試平台概覽
為應對上述挑戰，一套精密的測試配置應運而生，此測試配置的第二部分，巧妙地運用了多種 Microlab 產品，進行在第一部分中所產生兩路訊號路徑的合路、處理與分配，Microlab 提供品項廣泛的射頻被動元件，能有效地支援衛星通訊系統中的訊號合路、訊號處理及訊號分配等功能。
深入剖析訊號處理與損耗模擬核心技術
在訊號被分離並路由至各自的測試位置之前，合併後的訊號會先通過 Noisecom UFX7000B 可程式化雜訊產生器，該設備的用途在於，於存在雜訊的情況下，對通訊鏈路的射頻訊號完整性施加壓力，透過可控的干擾來測試訊號的穩健性，設計者得以深入了解衛星網路在面臨真實世界干擾挑戰時的實際效能表現，這些挑戰例如訊號干擾 (jamming)、載波雜訊比損耗以及 Eb/No。
此外，測試中還運用了光纖延遲線路，藉由對訊號的時序施加壓力，用以模擬和測試 4G/5G 通訊標準的效能。這種方法能夠有效地評估系統在處理因衛星傳輸inherent的延遲時的反應。
測試配置示意圖
Noisecom UFX7000B 可程式化雜訊產生器
Noisecom UFX7000B 是一款可程式化的寬頻加成性高斯白雜訊 (AWGN) 產生器，其內部搭載了功能強大的單板電腦，並具備靈活的架構，可用於為先進的測試系統創建複雜的自訂雜訊訊號。這個多功能的平台，能讓使用者滿足其最具挑戰性的設計需求，其精密元件可提供高輸出功率與卓越的平坦度，而靈活的電腦架構則允許控制多個衰減器、切換器及濾波器組。
主要特點：
- 精密的載波雜訊比 (Carrier-to-Noise) 注入
- 可選配的頻率濾波器與訊號路徑衰減器
- 127 dB 衰減範圍，步進單位為 1 dB 或可選配的 0.1 dB
Microlab 被動元件
在此測試配置中，使用了以下 Microlab 被動元件：
- Microlab CK-751N：
透過 6 dB 耦合器，提供一個測試點 (tap point)，可用於量測來自 gNodeB（5G基地台）的下行鏈路訊號。 - Microlab BK-26N 雙工器：
高效地將低頻段與高頻段訊號合路，此元件將 CW 訊號（連續波訊號）與 LTE 下行鏈路訊號合路到同一條傳輸線路上；在合路後的訊號通過模擬的衛星網路後，BK-26N 會再將這些訊號分離回各自的頻率頻段，以供監測和分析。 - Microlab D2-69FF：一款雙向 Wilkinson 功率分配器，用於將上行鏈路訊號分配至 gNodeB 的兩個接收器輸入埠。
所有這些射頻被動元件均整合在一個客製化的整合組件中，Microlab 可依照客戶的獨特規格需求提供這類整合服務。
主要特點：
- 保證的技術規格
- 低被動互調 (PIM，Passive Intermodulation)
- 產品種類繁多
- 產品供貨能力（許多產品可於 3-5 天內直接出貨或透過通路供應）
- 可依據客戶需求進行系統整合
此綜合性的測試解決方案，透過精確模擬衛星網路中的訊號傳輸特性與各種潛在損耗，為 4G/5G 混合通訊網路的開發者與營運商提供了一個強而有力的驗證平台；從利用 Microlab 元件進行精密的訊號合路、處理與分配，到運用 Noisecom UFX7000B 注入可控的雜訊與干擾，再結合光纖延遲線模擬傳輸延遲，此測試配置能夠全面評估網路設備在接近真實操作條件下的效能與穩健性。
這樣的測試方法，不僅有助於在設計初期發現並解決潛在問題，更能確保最終部署的網路能夠應對複雜的電磁環境挑戰，為各種關鍵應用（包括偏遠地區寬頻接入、國防通訊及新興的 LEO 衛星服務）提供穩定可靠的通訊品質。透過此類嚴謹的模擬與測試，產業得以更有信心地推動下一代通訊技術的發展與普及。