精準洞悉 5G TDD 脈衝特性：先進衛星網路時序驗證解決方案
精測脈衝分秒，驅動衛星通訊新紀元
隨著全球對無縫連接與高速資料傳輸需求的爆炸性成長，第五代行動通訊技術 (5G) 已成為通訊產業發展的核心驅動力量，其應用範疇從增強型行動寬頻 (eMBB)、大規模機器型通訊 (mMTC) 到超可靠低延遲通訊 (URLLC)，正逐步滲透到各行各業，為了擴展 5G 網路的覆蓋範圍，特別是在偏遠地區、海洋以及空中等傳統地面基站難以觸及的區域，衛星通訊再次成為焦點，將 5G 技術與衛星網路結合，形成 5G 衛星網路，能夠提供更廣泛、更具韌性的連接服務，成為地面網路的有效補充甚至替代方案，實現全球通訊的無縫覆蓋。
在 5G 網路架構中，分時雙工 (TDD) 技術因其能彈性分配頻譜資源給上行與下行鏈路，有效提升頻譜使用效率而廣泛應用，然而，將 TDD 技術應用於衛星通訊時，其固有的長距離傳輸延遲對訊號的精準同步提出了極高的要求，尤其是在訊號切換頻繁的上行/下行鏈路之間，任何微小的時序誤差都可能導致嚴重的資料傳輸錯誤、通訊中斷，甚至整個網路效能的下降，這使得對 5G TDD 脈衝特性的精準洞悉變得至關重要，隨著 5G 技術向毫米波 (mmWave) 等更高頻段發展，訊號的波長更短，對時序的精確性要求也隨之指數級提升，使得精準的時序量測與先進的衛星網路時序驗證，成為確保 5G TDD 衛星網路可靠運作的關鍵挑戰與必要前提。
致力實現 5G TDD 網路關鍵時序的精準洞悉
為應對上述挑戰，業界亟需能夠精確模擬並細緻分析 5G TDD 脈衝訊號特性的先進測試解決方案，這不僅要求測試儀器具備極高的時間解析度、量測速度與寬廣的視訊頻寬，以捕捉快速變化的訊號細節與潛在的波形異常，還需要能夠準確量測如上升時間、下降時間及穩定時間等關鍵參數，這些參數對於評估通訊品質與系統穩定性至關重要，而獲得這些參數的精準洞悉是優化網路效能的基礎，奧創系統的衛星網路時序驗證解決方案，便是針對此需求而設計，透過高效能的訊號產生與精密的功率分析，為 5G TDD 衛星網路的開發與部署提供強有力的技術支援，確保開發者能精準洞悉 5G TDD 脈衝特性的每一細微之處。
解決方案核心：5G TDD 網路時序模擬與分析
此解決方案起始於模擬一個 5G 分時雙工 (TDD) 脈衝訊號，該訊號可由 CommAgility 5G gNodeB 或 Holzworth HSM6001B 射頻訊號產生器模組產生，此訊號經過精心設計，將作為後續測試的基準，用以呈現 5G TDD 衛星網路中的上行/下行鏈路通訊特性，並驗證其時序的精確性。
Holzworth HSM6001B 射頻訊號產生器模組
其輸出訊號被輸入至 Boonton RTP5000 系列即時 USB 射頻峰值功率感測器，該感測器藉此展現其在分析模擬 5G TDD 脈衝方面的領先效能與卓越功能，能夠提供對訊號特性的精準洞悉，Boonton 射頻功率感測器運用 Boonton 即時功率處理 (RTPP) 技術，在上升時間、量測速度、視訊頻寬及時間解析度方面提供優異的能力，能夠精準捕捉波形異常，並量測如上升時間、下降時間及穩定時間等 5G TDD 通訊的關鍵參數，為先進衛星網路時序驗證提供可靠的資料基礎。
RTP5000 系列即時 USB 射頻峰值功率感測器
5G TDD 衛星網路的成功實現，高度仰賴具備本次展示所突顯各項功能的先進測試儀器，因為高速的上行/下行鏈路切換必須以極高的精確度與可靠性進行，這在高頻毫米波 (mmWave) 應用中尤其更具挑戰性，此展示的結果將顯示於個人電腦上，提供直觀的分析介面。
目標使用者：
此解決方案的目標使用者包括專注於下一代通訊技術的設計工程師、致力於網路架構創新的網路開發人員、提供全球覆蓋的衛星通訊供應商、以及負責制定通訊標準與頻譜管理的政府機構。
測試配置：
測試結果分析：脈衝特性的精細解讀
(A) 模擬的 5G TDD 脈衝訊號 (重複率：20 μs，脈衝寬度：10 μs, 50 μs/division)；(B) 訊框放大檢視 (5 μs/division)；(C) 使用 RTP5000 系列 擷取到的過衝現象 (2 ns/division)，顯示出一個 2 dBm 的突波以及長達 625 ns 的不可用資料恢復區間。
此結果清晰地揭示了 Boonton RTP5000 系列 在微觀時間尺度上捕捉訊號細節的能力，從而實現對 5G TDD 脈衝特性的精準洞悉，例如圖 (C) 中所呈現的 2 dBm 突波與 625 ns 的恢復區間，這些微小的訊號異常若未能被有效偵測與分析，可能導致資料傳輸錯誤或鏈路不穩定，對於毫米波頻段的通訊系統尤其關鍵，因為更短的波長意味著對時序誤差更低的容忍度，透過此類精密的量測，工程師能更準確地評估系統的暫態響應，優化設計，確保通訊品質，完成先進衛星網路時序驗證的關鍵步驟。
關鍵組件剖析：構成先進驗證方案的基石
CommAgility 5G gNodeB：靈活的 5G 訊號源
CommAgility 5G Reference gNodeB 是一套預先整合的系統，包含硬體與軟體，其核心採用 NXP Layerscape® Access® 5G 整合式 SoC 晶片組，能夠產生高度擬真的 5G 訊號，對於使用者終端 (UE)/gNodeB 產品開發者、5G 研究人員以及 5G 網路工程師而言極具價值，其軟硬體均已完整整合與測試，能夠有效節省開發時間並降低專案風險，是進行 5G TDD 脈衝特性研究的理想平台。
Holzworth HSM6001B：高純度射頻訊號產生器模組
Holzworth HSM 系列射頻訊號產生器模組屬於微波訊號源，可支援連續波 (CW)、調幅 (AM)、調頻 (FM)、相位以及脈衝訊號的產生，其數位類比混合設計提供了優異的相位雜訊效能與雜散響應特性，這與這些數位類比混合訊號源的相位同調本質相輔相成，確保了高純度的訊號輸出，為精確的組件與系統測試，特別是需要精準洞悉微小訊號變化的應用，奠定基礎。
Boonton RTP5006：實現精準洞悉的即時功率感測器
透過 RTPP 技術的支援，Boonton RTP5000 系列感測器（如 RTP5006 型號）是進行射頻功率量測的理想儀器，此系列感測器可提供每秒高達 100,000 次的量測、快至 3 奈秒 (ns) 的上升時間、寬達 195 MHz 的視訊頻寬，以及精細至 100 皮秒 (ps) 的時間解析度，這些強大的規格確保了無間隙的訊號擷取與零量測延遲，使其能夠精準捕捉並分析複雜的現代通訊訊號，例如 5G TDD 訊號中的快速脈衝邊緣與微小異常，是實現對脈衝特性精準洞悉不可或缺的工具。
賦能未來衛星通訊
此整合的先進衛星網路時序驗證解決方案，透過 CommAgility 5G gNodeB 或 Holzworth HSM6001B 射頻訊號產生器模組產生高精度的 5G TDD 模擬訊號，並藉由 Boonton RTP5000 系列即時 USB 射頻峰值功率感測器進行細緻的功率特性與時序分析，為克服 5G TDD 衛星網路開發中所面臨的嚴峻挑戰提供了關鍵工具，它能夠協助設計工程師在早期研發階段精準洞悉設計的有效性、優化系統參數；網路開發人員能夠利用此方案進行網路部署前的效能評估與故障排除；衛星通訊供應商則可確保其服務品質與網路穩定性；而政府機構亦可將其用於通訊規範的制定與監管。
總而言之，此解決方案透過提供對 5G TDD 脈衝特性的深度精準洞悉，特別是在具挑戰性的毫米波頻段，顯著提升了先進衛星網路時序驗證的精確度與可靠性，進而加速了 5G 衛星通訊技術的發展與成熟，使相關產業的專業人士能夠更高效地推動技術創新，最終惠及廣大使用者，帶來更優質、更普及的無線通訊體驗。