欧州宇宙機関（ESA）の新プロジェクトでは、現実的なリンク障害を考慮した、各種BGAN航空機用端末および航空機用Lバンドアンテナの高度なオフエア機能・性能試験を実施する。 「フライトパスエミュレーター（FPE）」と題された本プロジェクトは、2023年第1四半期から2024年第2四半期にかけて実施され、飛行中にインマルサットBGAN衛星データ通信、地上局、コアネットワークをエミュレートする試験システムの開発を伴う。
オンエアテスト：高価で不十分
BGAN航空端末のオンエア試験は開発の不可欠な要素であるが、明らかな課題と制約がある。コストが高いだけでなく、オンエア試験では利用可能な試験シナリオが制限され、特定のシナリオの再現性も制約される。
フライトパスエミュレータプロジェクトは、比較的単純な飛行経路とアンテナ特性のみを入力として、高度に複雑で現実的かつ再現性のある接続性テストの作成と実行を可能な限り簡素化することを目的としています。
ユースケース
FPEは以下のユースケースに対応します：
- SwiftBroadband-Safety端末メーカーとして、私は再現可能なオフエア環境において実使用条件下で端末をテストし、その動作と性能を検証したいと考えています。実使用条件には、異なる接続ハンドオーバーや典型的なチャネル障害が含まれます。
- システムインテグレーターとして、端末の動作と性能を検証するため、様々な航空機アンテナ構成を用いて端末をテストしたい。航空機の軌跡入力は、航空機のバンキングとテールブロッキングをエミュレートし、それによって現実的な衛星データリンク障害を再現するものである。
- アプリケーション開発者として、私は飛行管理システムの動作と性能を検証するために、オフエアのエミュレートされた現実的な環境で再現可能なテストを実施する能力を必要としています。現実的な接続条件には、航空機の位置や挙動によって生じる帯域幅の制限や遅延などが含まれます。
システムアーキテクチャと機能
現実的でありながら簡素化された試験手法の実現を目指し、本アーキテクチャは物理層およびBGAN無線アクセスネットワーク・コアネットワーク全体のエミュレーションにより、BGAN無線周波数（RF）インターフェースのエミュレーションをサポートすることを意図している。これにより、空中試験をデジタルツインを用いたベンチ試験へと変換する。 このエミュレーションは、物理層テスターとBGANネットワークエミュレータを用いて実装される。これらはプロトコル層を実装し、IPネットワークインターフェースとのデータ交換を可能にするインターフェースをサポートする。
FPEは、アンテナ特性を組み込んだ所定のアンテナモデルと、試験システム内の航空機上における所定のアンテナ配置で構成される。 航空機の軌跡をテスト入力として与えることで、飛行経路に沿った動的な無線周波数（RF）リンクと、BGANネットワークとの関連信号伝達が実現される。さらに、航空機のバンク角やその他の操縦動作の結果として、FPEによって様々なリンク障害が自動的かつ現実的に導入される。これにより、記録された、または設計された飛行経路から、接続品質（QoS）とネットワーク信号伝達が現実的にエミュレートされる。
メリット
フライトパスエミュレーターによって実現されるデジタルツイン試験環境は、以下の利点を提供します：
- 制御された試験環境においてBGAN機能をエミュレートする。
- 典型的な衛星通信リンク障害をエミュレートする。
- 端末、設備、アプリケーションのテストに必要な試験飛行の回数を大幅に削減する。
- 稼働中のネットワークへの露出を避ける。
- テスト時には衛星通信の通話料を支払わないようにしてください。
- 複雑なテストシナリオを自動化、再現、文書化する。
- あらゆる種類のユーザーデータのエンドツーエンド交換をテストする。
プロジェクトは、ESA公式プロジェクトページ（こちら）でフォローできます。
