NI助力5G毫米波技术发展模块化测试平台灵活应对未来挑战

坚信不少人早已感受到，如今，5G早已更加仍然仅有负于于一种网络概念，而是沦为不少电信运营商和设备厂商正在部署和展开试验的对象。　　不少电信运营商一并2020年作为其商用5G服务的预期时间点，装病如Verizon甚至宣告计划2017年就要开始5G试商用。同时，来自市场研究公司Ovum的预测数据表明，到2020年5G将占有整体移动市场收益的6%，到2021年占到比将减至11%。

　　然而，实质上，目前5G的定义和技术点仍未月确认，其中，可能性较为大的5G待选技术还包括毫米波大规模MIMO和UDN（超强密集组网）等。但是，关于5G最重要的三个应用于方向沉浸式体验（快速增长型移动宽带）、万物网络（大规模机器网络通信）和即时行动（超强可信机器网络通信），则早已获得了业界的广泛赞成。　　虽然5G的技术点还没定义，但是关于未来的愿景却早已托了很多。

其中就还包括着高速数据网络，此前得出的目标是10Gbps，现在通过毫米波早已可以构建。NI(美国国家仪器公司，NationalInstruments)中国射频与无线通信市场研发经理姚远在近日的PXITAC2016上拒绝接受C114中国通信网专访时向我们回应。增强型移动宽带(eMBB)由IMT2020定义，明确提出了多达10Gbps的峰值数据速率目标。

但是，在现有的蜂窝终端网络中所应用于的传统低频段频谱早已相似配套无限大。因此，更高的波段如毫米波，早已沦为了十分具备前景的eMBB构建方案。　　频谱碎片化短期内仍将不存在　　尽管ITU在去年11月的世界无线电通信大会(WRC15)上发布了一些毫米波不切实际频段，但是全球各大运营商展开5G试验的频段依然呈现碎片化的状态。

例如，美国Verizon仍然在28GHz上展开毫米波试验，而日本NTTDoCoMo和德国电信则自由选择了在73GHz上展开试验，而在近日开会的第一届全球5G大会上，我国IMT-2020（5G）前进组则确认将6GHz以下的3.3-3.6GHz频段订为在中国展开5G试验的频段。　　图：制订用作移动应用于的FCC频段　　在姚远显然，频谱资源的用于受限于很多因素，还包括政策和价格等等。

从目前的产业发展来看，NI指出有三个频段最有可能沦为5G服务用于的频段：28GHz、39GHz和73GHz。虽然目前来看(毫米波频谱用于)是碎片化的，当然从厂商的角度来讲是要作好打算的，但是从将来来看，未来认同不会有一些业界较为普遍认为的频段，就像LTE频段一样。　　就在上个月，NI宣告发售全球第一款用作毫米波(mmWave)的软件无线电(SDR)。

这一全新的NI毫米波信号发送系统功能完善，需要以超过2GHz的动态比特率升空和接管信号，覆盖面积71-76GHz的E-band频谱。那么，面临如此多的毫米波待选频段，NI为何自由选择了E-band频谱呢？　　自由选择E-band但并非几乎押注　　谈及E-band频谱的特性时，姚远回应，71-76GHz频段的优势在于，该频段氧衰比较较为较少，约为0.35dB/km，跟现在一般来说用于的6GHz以下频段0.1dB/km在氧衰微特性方面较为相近。

另外，E-band获取较为大的空口资源，还包括ITU和美国FCC早已定义了一些71-76GHz的频谱区分，比特率划出得相当大（如73GHz能用的倒数比特率小于2GHz），这样大的空口数据比特率对于很多应用于都是很有协助的，比如基站的传送。另外E-band频段本身阻碍也较为小，电磁环境较好，它在系统的构建上面的复杂度不会比较小一点。同时，E-band频谱频谱价格比较低。　　自由选择E-band作为NI第一个毫米波频率范围，是有多方面考量的。

一方面是寄予厚望E-band的前景，它的用于可能性较为低，被用户拒绝接受的程度不会低一点。同时，NI与多家大型设备厂商展开合作，我们征询了很多他们的意见。

例如，NI与诺基亚在5G方面是一个很很长年的战略合作伙伴关系，自由选择71-76GHz频率与诺基亚当时自由选择73.5GHz作为5G通信原型系统也是有关系的。　　但是，这样并不意味著NI几乎押宝在E-band上了。　　图：NI的毫米波原型设计平台　　因为NI的毫米波SDR是一个模块化的平台。

其优势在于，NI毫米波信号发送系统包括了全新的PXIExpress模块，该模块还包括全新的FPGA用户可自自定义板卡，超宽带AD/DA板卡，中频变频及LO板卡等。该系统基带软件部分则获取了一个原始的毫米波物理层，还包括基于LabVIEW源代码的信道编码，可减缓系统研发速度，同时修改许多系统集成任务。研究人员还可融合E-band毫米波前端或其他第三方RF前端因应用于该基带部分，以取得仅次于灵活性来探寻其他毫米波和微波频段。

也就是说，基带是一样的，毫米波是可以中选的，对于一个公司和企业来讲，他们要确保仅次于的投资报酬比或者说固定资产的保值，模块化系统是一个较为更容易构建的方式。　　姚远向我们举例说道，纽约大学工程学院的TedRappaport博士利用一套NI的PXI基带配上上有所不同的射频头，做到了三个有所不同频段的信道测量，还包括28GHz、39GHz和73GHz。用于这样一个模块化的软件定义方案，可以给5G科研工作者带给相当大的益处。

除了资产的保值之外，还以省却很多软件撰写的工作。他补足说道。

　　通向5G之路挑战与期望同在　　在专访中，姚远仍然向我们特别强调创建毫米波原型的重要性。在一个标准没被几乎奠定的时候，我们有很多的点子和技术可能性，这些技术可能性不应当仅仅只是建模，它应当是一个实际的系统，也就是说我们可以在物理世界里面构建通信的原型。通过这个原型，我们可以看见这个系统距离确实的可商业化系统还有怎样的差距，以及具备怎样的优势，这些都必须通过确实的通信原型去论证。　　另外他回应，因为5G具备一些跨越式的发展，在这些领域里面必须有仪器来协助我们做到很多测量的工作，这个测量并不是针对5G标准的测量，而是必须展开信道测量、理解信道的模型等等，这些都是必须仪器和仪表来已完成的。

在这一点上，还包括NI在内的主流测试厂商都是较为重视的。NI在原型化方面是领先的，原因在于我们平台的延展性，以及通过软件定义这样的可能性。因为这些都是探寻不得而知事物所必须的工具，灵活性在探寻这些并未奠定的标准时是尤为关键的。

　　通过NI毫米波SDR这样具备极强灵活性的模块化测试平台，可以加快从新的原型到系统和产品的过渡性，而这对5G技术的发展至关重要。以诺基亚为事例，该公司于是以基于LabVIEW和PXI的解决方案应用于5G现场测试，这些希望预计将不会问世全球第一个现场部署的5G基站。实质上，早在2014年，诺基亚通过NI原型硬件展示了第一个在73GHz下的工作的demo，到了今年年初的MWC2016上，诺基亚则通过NI毫米波测试平台展示了多达14Gbps的双向无线链路。

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