エクスキャット スペース
XCAT-SPACE
NTNネットワークのためのラボ自動化テストソリューション
予測不能な軌道環境を、ラボ内で完全デジタルツイン化。 極限のドップラー・時間遅延を完全制御し、NTN/D2C通信の圧倒的な品質保証とOPEX削減を実現する、次世代宇宙・航空チャネルエミュレータ。
XCAT-SPACEは3GPP NTN標準に準拠し、低軌道(LEO)衛星とスマートフォン・車載器間の通信を完全にエミュレートする「XCAT-SPACE」。最大1.3秒の極限遅延、最大1.5MHzのドップラーシフト、TLEデータに基づく高精度な軌道シミュレーションをラボ内で再現。再現性の高いハンドオーバー試験や自動回帰テストにより、NTN開発コスト(OPEX)を劇的に削減します。
XCAT-SPACEのシステム構成
XCAT-SPACEの主な特徴
① ハンドオーバーの制御(Handover Control)
- 実網の限界: 高速で上空を通過する低軌道衛星(LEO)では強制ハンドオーバーが頻発しますが、衛星の位置や角度、大気の影響を能動的に変更・制御することは不可能です。
- XCAT-SPACEでの克服: 任意のタイミングや角度、電波強度減衰を自在にコントロール。テストに理想的なHOパラメータを100%制御されたラボ環境で確立できます。
② シナリオの再現性(Scenario Reproducibility)
- 実網の限界: 地球の自転と衛星軌道の変化により、電波特性やフェージングが「完全に一致」する瞬間は二度と訪れません。バグ発生時に「時間を一時停止」したり「巻き戻して再検証」することは物理的に不可能です。
- XCAT-SPACEでの克服: 軌道を完全クローン化し、秒単位で全く同一の通信条件を何度でも再現(リピート/ループ)可能。不具合の特定スピードを劇的に向上させます。
③ 時間とコストの抑制(Test Availability)
- 実網の限界: 衛星がテストに最適な仰角で上空を通過する「わずか数分間」のチャンスを待つ必要があり、次のパスまでに約90分の待機時間が発生。膨大な工数(OPEX)を消費します。
- XCAT-SPACEでの克服: 衛星を待つ必要はありません。デジタルツイン化により、24時間365日、いつでも無人かつ大容量の自動試験を実行できます。
主要な機能(Key Features)
- 極限の時間遅延エミュレーション (Extreme Time Delay): 衛星高度や仰角に伴い激しく変動する伝搬遅延に対し、最大1.3秒(地球から月までの距離に匹敵)もの超広帯域遅延処理能力をサポート。あらゆるLEO/GEOシナリオをカバーします。
- 超高速移動に伴うドップラーシフト完全制御 (Hyper-Velocity Doppler): 時速2万キロ以上で移動するLEO衛星が生み出す、連続的な周波数変動(ドップラーシフト)を最大1.5MHzまで高精度にエミュレートし、実環境を忠実に再現します。
- TLEデータによるダイナミック軌道シミュレーション (TLE Orbit Simulation): 実際の人工衛星の軌道データ形式であるTLE(Two-Line Element: 2行軌道要素)ファイルをシステムに直接読み込むだけで、現実の衛星運行スケジュールと完全に同期した無線接続状態、カバレッジ、位置情報を2D/3Dマップ上で視覚化しながらエミュレート。
- 柔軟なマルチリンク・MIMOエミュレーション (Flexible Mux Architecture): 独自の柔軟なマルチプレクサ構造により、複数リンク(マルチリンク)やMIMOチャネルを高精度にエミュレート。D2C(Direct to Cell)における複数デバイスの同時負荷検証も単一シャーシ(ALX-640)で最適にサポートします。
- ラボ試験全体のシームレスな End-to-End 自動化 (End-to-End Lab Automation): Test Manager経由でのNTPサーバー連携により、XCAT-SPACE、XCAL/MTS(ログ可視化)、実機UEを含むシステム全体の時刻を正確に同期。音声・データ発着信シナリオ、自動回帰テスト、ログの自動アップロードとXCAP-AMSによる解析レポート出力まで、夜間や休日を問わず完全自動化します。
ユースケース
- 実TLEデータに基づく衛星間ハンドオーバー性能検証
現実のStarlink等の軌道データ、またはカスタマイズされた仮想TLEデータを用いて、隣接衛星間の電波切り替え(HO)タイミングや、通信継続の信頼性評価。
- 干渉・負荷環境下におけるD2C E2E(End-to-End)試験
XCAT-SPACEによってエミュレートされた軌道干渉環境に地上側の基地局および実スマートフォン(UE)を接続し、実網に近い条件下で音声、パケットデータ(iPerf/PING)、シグナリング通信を検証。
- スモールセル(Small Cell)およびスロットシールドボックス(Smartshield)連携検証
電波を遮断したシールドボックス内に設置した複数台の端末に対して、衛星通信時に発生する経路損失(Path-loss)やSNR環境変化をマルチパス(多重経路)フェージングと共に反映。
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