5G將帶來(lái)截然不同的無(wú)線射頻(RF)設(shè)計(jì)風(fēng)貌。今年NI Week活動(dòng)中，各國(guó)產(chǎn)官學(xué)研皆與美國(guó)國(guó)家儀器(NI)合作，投入5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)原型設(shè)計(jì)(Prototyping)，為達(dá)到1GHz以上可用頻寬及100Gbit/s傳輸速率等5G基本條件，初步技術(shù)共通點(diǎn)皆采用前所未見的30GHz以上毫米波頻段、天線陣列、大規(guī)模多重輸入多重輸出(Massive MIMO)及波束控制(Beamsteering)方案，完全顛覆現(xiàn)有RF設(shè)計(jì)思維。

NI資深經(jīng)理David Hall認(rèn)為，5G將為整個(gè)RF元件、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和測(cè)量行業(yè)帶來(lái)極大的變革。

NI資深經(jīng)理David Hall表示，移動(dòng)通信技術(shù)從2G一路演進(jìn)至4G，均使用6GHz以下頻段；然而，隨著移動(dòng)資料量爆炸式成長(zhǎng)，加上物聯(lián)網(wǎng)(IoT)應(yīng)用激增，下一代5G標(biāo)準(zhǔn)正面臨現(xiàn)有頻譜資源和無(wú)線RF架構(gòu)，與實(shí)際所需頻寬及傳輸速率需求落差甚大的發(fā)展壓力；因此，包括北美、歐盟、日本、韓國(guó)及中國(guó)大陸產(chǎn)官學(xué)研各界，皆將目光轉(zhuǎn)投至30GHz以上毫米波(Millimeter Wave)頻段，以解決目前移動(dòng)通信頻譜，必須與各種WLAN技術(shù)共享而導(dǎo)致資源匱乏的問(wèn)題。

然而，Hall坦言，盡管超高頻毫米波頻段如同一片凈土，可輕松取得1～2GHz頻寬，但基于其物理特性，信號(hào)隨距離增加而衰減的情形嚴(yán)重，如60GHz信號(hào)每公尺至少衰弱20dB，再加上高頻元件開發(fā)和測(cè)試成本相對(duì)昂貴，目前大多局限于氣象、軍方雷達(dá)等特殊應(yīng)用；對(duì)廣域移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展而言，毫米波頻段系截然不同的境界，因此業(yè)界在邁入5G時(shí)代之際，勢(shì)將引發(fā)一連串無(wú)線RF技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)革命。

其中，天線陣列、Massive MIMO和波束控制等新興RF天線技術(shù)，以及微型基站(Small Cell)，幾乎已成為5G網(wǎng)絡(luò)必要元素。包括諾基亞通信(NSN)、NYU WIRELESS、三星(Samsung)、NTT DOCOMO及全球通信標(biāo)準(zhǔn)組織、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)皆傾力投入研究，期大幅擴(kuò)充基站資料吞吐量，并能以波束控制技術(shù)，集中控制天線陣列的信號(hào)發(fā)射方向以提高傳輸效率，同時(shí)利用大量部署的Small Cell做為網(wǎng)絡(luò)中繼站，以延展毫米波信號(hào)傳輸距離，達(dá)成更高的信號(hào)覆蓋率。

Hall進(jìn)一步分析，由于5G相關(guān)技術(shù)皆基于大規(guī)模天線和節(jié)點(diǎn)控制，因此在網(wǎng)絡(luò)原型設(shè)計(jì)階段，研究機(jī)構(gòu)須通過(guò)具備高運(yùn)算效能、可編程軟件控制，以及時(shí)序(Timing)和同步(Synchronization)精準(zhǔn)度達(dá)10-10～10-12秒等級(jí)的儀器，才能進(jìn)行驗(yàn)證。這也是目前全球正進(jìn)行5G研究的實(shí)驗(yàn)室，皆相繼導(dǎo)入NI LabVIEW加PXI自動(dòng)化測(cè)試平臺(tái)的主因，其中，NSN、三星和NYU WIRELESS更已在今年NI Week活動(dòng)中發(fā)表多項(xiàng)研究成果，在在顯示NI在5G測(cè)試的技術(shù)領(lǐng)先地位。

現(xiàn)階段，各國(guó)皆馬不停蹄投入32GHz、38GHz或60GHz以上頻段的5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)原型設(shè)計(jì)，期加速驗(yàn)證技術(shù)可行性，以搶先掌握未來(lái)5G標(biāo)準(zhǔn)核心專利。因此，Hall透露，該公司在NI Week活動(dòng)中，發(fā)布新款頻寬高達(dá)765MHz，并支援至26.5GHz頻率的RF信號(hào)分析儀，就是針對(duì)5G高規(guī)格測(cè)試需求所做的重要布局，這一步可望讓NI在當(dāng)前5G網(wǎng)絡(luò)原型設(shè)計(jì)案百花齊放之際，搶先卡位市場(chǎng)，并收集大量研究資料，以縮短未來(lái)開發(fā)5G移動(dòng)裝置量產(chǎn)端測(cè)試設(shè)備的技術(shù)學(xué)習(xí)曲線。