4G/5G 通訊衛星網路模擬：訊號監控與分析解決方案

深究訊號品質，驅動衛星通訊效能巔峰

隨著低軌衛星 (LEO) 與中軌衛星 (MEO) 星座的快速發展，全球通訊的覆蓋範圍與可靠性需求日益增長，特別是在 4G 與 5G行動通訊領域，衛星通訊扮演著不可或缺的角色，然而，衛星鏈路的複雜性，例如訊號衰減、延遲以及相位雜訊的累積，對通訊品質構成了嚴峻挑戰，尤其是在採用如 OFDM和 QAM等高效率調變技術的系統中，如何精準模擬衛星網路環境，並對傳輸訊號進行深入監控與分析，以確保通訊系統的效能與使用者體驗，成為了系統工程師與 射頻 (RF) 寬頻放大器設計者面臨的關鍵課題，此測試解決方案提供了一套完整的方法，用以應對這些挑戰。

測試需求與產業應用

在衛星通訊系統，特別是支援 4G/5G 服務的系統中，確保訊號完整性至關重要，隨著衛星通訊系統密度不斷提高，多個衛星與地面站之間的訊號交互影響，可能導致累積相位雜訊增加，進而降低訊號品質並提高通訊鏈路的錯誤率，此外，新興的調變技術如 OFDM 對放大器的線性度與整體效能有著更高要求，傳統的功率量測可能不足以全面評估系統表現，因此，需要能夠執行如峰均功率比 (Crest Factor, PAPR) 等進階量測的工具，這些測試需求廣泛存在於電信營運商、衛星設備製造商、航太與國防工業等領域，他們需要驗證其系統在真實或模擬衛星網路環境下的效能。

測試解決方案：訊號接收、監控與分析

此測試配置的第三部分著重於接收、監控並分析經由模擬衛星網路傳輸的訊號。

目標使用者

目標使用者包括使用 4G/5G 調變技術（如 OFDM 和 QAM）於 LEO/MEO 衛星通訊系統的系統工程師和 RF 寬頻放大器設計師。
 

測試配置圖

 

Holzworth 即時相位雜訊分析儀

Holzworth 即時相位雜訊分析儀 用於執行客觀量測，測試訊號的保真度，相位雜訊會降低訊號品質，因此增加通訊鏈路的錯誤率，Holzworth 的產品能夠測試因衛星通訊系統密度增加而產生的累積相位雜訊。

主要特點：

• 雜訊底層量測：在 10 kHz 偏移時低於 -190 dBc/Hz
• 待測物 (DUT) 輸入頻率範圍：10 MHz 至 40 GHz

Boonton 射頻功率量測與訊號分析

Boonton 的產品可進行廣泛的 RF 功率量測與訊號分析，以監控整體系統的功率位準、效能與訊號衰減情況，考量到如 OFDM 等新型調變機制，像是峰均功率比這類的量測，能更有效地評估衛星通訊系統中放大器的整體效能。

CommAgility 4G/5G 管理工具

最後，CommAgility 4G/5G 管理工具允許對客戶端使用者體驗進行客觀與主觀評估，提供一個使用者友善且具成本效益的圖形化介面，用於監控和操作各種組態參數。

主要特點：

• 可監控的參數包括 CPU 統計資料、上行鏈路 N+1 長條圖、每 PRB (Physical Resource Block) 的上行鏈路 N+1、資料平面統計資料、資料平面誤塊率 (BLER, Block Error Rate)，以及控制平面資訊

產品介紹

Boonton RTP5000 系列即時峰值功率感測器

Boonton RTP5000 系列感測器 採用 Boonton 的即時功率處理 (RTPP, Real-time Power Processing) 技術，是 RF 功率量測的理想儀器，提供每秒 100,000 次量測、3 奈秒 (ns) 上升時間、195 MHz 視訊頻寬，以及 100 皮秒 (ps) 時間解析度，確保無間隙訊號擷取與零量測延遲。

主要特點：

• 16 種自動脈衝量測
• 同步多通道量測
• 搭配 Boonton 功率分析儀的進階量測與分析軟體

CommAgility 4G/5G 管理工具

此 4G/5G 管理工具與 CommAgility 的 4G/5G 通訊協定堆疊、參考 gNodeB 及參考 UE (User Equipment) 產品相容，透過易於使用的圖形化介面，節省監控和操作組態參數的精力、時間與成本，參數會經過驗證，以確保安全操作，並消除因資料不正確或輸入錯誤所浪費的時間。

主要特點：

• 可監控的參數包括 CPU 統計資料、上行鏈路 N+1 長條圖、每 PRB 的上行鏈路 N+1、資料平面統計資料、資料平面誤塊率 (BLER)，以及控制平面資訊。

Holzworth 相位雜訊分析儀

Holzworth 即時相位雜訊分析儀 針對量測速度、z540 可追溯準確性及高可靠度進行了優化，Holzworth 分析儀能夠達到針對最高效能待測物 (DUT) 的理論量測極限，Holzworth 對每一部製造的分析儀都採用 ANSI z540 校準，建立完整的資料可追溯性。

主要特點：

• 雜訊底層量測：在 10 kHz 偏移時低於 -190 dBc/Hz
• 待測物 (DUT) 輸入頻率範圍：10 MHz 至 40 GHz

此整合測試解決方案為 4G/5G 衛星通訊系統的工程師和設計師，提供了一套強大而全面的工具組合，透過精密的 Holzworth 即時相位雜訊分析儀進行相位雜訊量測，確保了訊號的純淨度與保真度，這對於克服因衛星密度增加所導致的累積相位雜訊挑戰至關重要，同時，Boonton RTP5000 系列感測器提供了準確的 RF 功率量測與訊號特性分析，特別適用於評估採用 OFDM 等先進調變技術的系統中放大器等關鍵組件的效能，再結合 CommAgility 4G/5G 管理工具提供的直觀操作介面，讓使用者能有效監控系統參數並評估終端使用者體驗，此方案不僅提升了測試的準確性與效率，更協助開發者優化其衛星通訊系統設計，確保在複雜的網路環境下依然能提供高品質、高可靠度的通訊服務，滿足不斷演進的市場需求。