星地一体的电磁孪生让卫星信号在城市楼宇间,不再"看天吃饭"
LEO 大规模星座、直连手机、NB-IoT NTN、NR NTN 正把"卫星到地面"的链路推进到 3GPP 主流。但城市建筑遮挡、低仰角阴影、多波束/多星切换让 NTN 终端的链路保障成为新的难题。乾径以三层产品在星地一体场景中提供从仿真、HIL 到电磁孪生的完整工具链。
卫星到地面的真实困境
"卫星到地面"看似简单,地面那一公里最难
NTN 的链路预算往往按"自由空间 + 阴影裕度"近似,但在城市、山区、室内的真实部署中,多径、穿透、阴影与多波束/多星切换让链路远比模型复杂。
城市楼宇阴影
高密度建筑造成低仰角下的频繁阴影衰落与多径,决定能否真正"直连手机"。
多星多波束切换
LEO 星座下波束切换密集、星间切换时延敏感,容易导致掉线与重连延迟。
室内穿透
终端在室内、车内、大众交通工具内的穿透损耗模型经验性强,缺乏确定性预测。
三层产品在 NTN 的部署
用射线跟踪精确还原"那最后一公里",再用 HIL 与孪生闭环验证
三层方案分别承担信道生成、终端测试与运营级电磁态势三个阶段,让 NTN 业务级 KPI 可仿真、可测试、可持续监测。
| Layer | Layer Name | Description |
|---|---|---|
| L1 | 射线跟踪 / Lauraycs | 卫星轨迹 + 城市/山区 3D + 室内穿透;输出星地链路时变多径与阴影序列。 |
| L2 | 虚拟路测 / HIL | 真实星地信道驱动 NB-IoT NTN / NR NTN 终端模组的 HIL 测试与回归。 |
| L3 | 电磁孪生 / EM-Twin | 与 NTN 网管/调度对接,实时呈现星座覆盖、波束着陆点与终端可达性。 |
端到端工作流
星座 + 地面建模
TLE 星历 + 多波束方向图 + 城市/山区/室内 3D 模型。
星地信道生成
沿轨迹生成时变 CIR/PDP、Doppler、阴影、波束切换序列。
NTN 终端 HIL
信道仿真仪驱动 NB-IoT/NR NTN 模组,回归 TTFF、切换、丢包。
网管闭环
电磁孪生输出业务级覆盖与可达性指标,反馈调度策略。
行业特定规格
| LEO / MEO / GEO;支持自定义星历与星座配置 | 轨道类型 |
|---|---|
| 3GPP NB-IoT NTN (Rel-17/18)、NR NTN (Rel-17/18/19)、ITU-R P.681 | 标准对齐 |
| L/S/C/Ku/Ka/Q/V;支持直连手机 (D2D) 与宽带 NTN | 频段 |
| 可配置数十至数百波束;包含波束着陆轨迹与功率谱 | 多波束 |
| 手持终端、IoT 终端、车载终端、固定 VSAT、低空/海事终端 | 终端类型 |
| 含建筑物穿透、车辆穿透、室内多径模型;与实测可校正 | 城市/室内 |
| 链路裕度、可达概率、切换风险、星间换星策略评估 | 仿真输出 |
| 卫星信道仿真器、5G NTN gNB、终端 OTA 暗室 | HIL 对接 |
| 私有云、边缘;支持星座运营商网管对接 | 部署 |
核心差异化
真正"端到端"NTN
同时建模卫星轨迹与城市/室内地面端,避免传统"天上写公式、地上靠经验"。
多星切换确定性
LEO 星座下波束/星间切换的可重复评估与回归。
直连手机仿真
城市楼宇阴影下的直连手机链路可达性给出确定性结论。
国产可控
与国产 NTN gNB 与终端模组厂家形成联合 HIL 方案。
业务级 KPI
不只链路裕度,输出 TTFF、丢包、切换成功率等业务级指标。
与孪生联动
把 NTN 覆盖叠加到城市/园区电磁孪生,形成天地一体视图。
典型场景
直连手机
城市/郊区直连手机覆盖可达性与切换性能预测。
NB-IoT NTN
海量低速 IoT 终端的覆盖与上行可达性评估。
车载 NTN
高速移动场景下星地链路稳定性与盲区评估。
海事/航空
远海与低空航线的可达性评估与备份链路设计。
应急通信
灾区临时 NTN 覆盖与城市再入业务规划。
星座规划
不同星座配置下的端到端业务能力对比仿真。
