無(wú)線消費(fèi)者對(duì)帶寬的巨大需求刺激了公共和私營(yíng)部門(mén)前所未有的投資，以探索新的方法來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)容量以及滿足不斷增長(zhǎng)的需求。業(yè)內(nèi)分析師預(yù)測(cè)需求將會(huì)超過(guò)容量，這只是時(shí)間的問(wèn)題。無(wú)線研究人員不斷提出各種觀點(diǎn)來(lái)解決容量挑戰(zhàn)，并尋求一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，既可解決容量問(wèn)題，也可提供以前認(rèn)為絕對(duì)不可能的特性和功能。概念的提出很大一部分是進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，從概念過(guò)渡到一個(gè)基于實(shí)際信號(hào)和波形的工作原型不僅需要大量的時(shí)間和金錢(qián)投資，而且也為集成新技術(shù)和功能的帶來(lái)重重障礙。將軟件可重配置性以及更快速原型開(kāi)發(fā)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法將能夠以令人興奮的全新方式來(lái)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和部署這些技術(shù)。

1. 滿足毫米波帶寬需求

目前實(shí)際使用的最高射頻頻帶是毫米波或EHF（極高頻），是微波的較高頻段波。其頻率范圍為30到300 GHz。由于該頻段的波長(zhǎng)介于1和10毫米之間，因而稱為毫米波段或毫米波。

為了提高目前商業(yè)蜂窩系統(tǒng)的頻譜效率，研究人員正在探索諸如大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）、干擾協(xié)調(diào)、網(wǎng)絡(luò)致密化等各種物理層技術(shù)。除了這些技術(shù)，授權(quán)和未授權(quán)毫米波頻段的大量可用頻譜（高于28 GHz）吸引了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界研究人員的廣泛興趣，提供了一種滿足2020年之后每秒數(shù)千兆位數(shù)據(jù)傳輸速率需求的可能方法。

將這些頻段用于蜂窩通信會(huì)面臨一些挑戰(zhàn)。除了高路徑損耗外，部分頻帶會(huì)由于水蒸汽和氧氣的吸收作用而產(chǎn)生傳播損耗。然而，最近在密集城市環(huán)境中進(jìn)行的信道測(cè)量調(diào)查表明，蜂窩系統(tǒng)所需的鏈路預(yù)算可以結(jié)合可操縱天線波束和新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，經(jīng)濟(jì)有效的CMOS技術(shù)也增強(qiáng)了毫米波5G蜂窩系統(tǒng)的可行性。在未來(lái)的幾年內(nèi)，大量的研究工作將會(huì)從理論研究過(guò)渡到切實(shí)可行的商業(yè)毫米波蜂窩網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)。

2. 借助NI平臺(tái)定義新領(lǐng)域

NI在為提供原型和定義這一無(wú)線通信新領(lǐng)域所需工具和技術(shù)上扮演了一個(gè)重要的角色。NI硬件和軟件平臺(tái)可幫助研究人員輕松地從理論研究過(guò)渡到快速原型，從而加速了其創(chuàng)新能力。

NI PXI Express平臺(tái)經(jīng)配置可執(zhí)行實(shí)現(xiàn)無(wú)線協(xié)議所需的所有信號(hào)處理、同步、控制功能和I / O，以滿足5G蜂窩系統(tǒng)每秒數(shù)千兆位的數(shù)據(jù)傳輸速率需求。NI LabVIEW這一集成的軟件解決方案提供了一個(gè)圖形化系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境，通過(guò)抽象系統(tǒng)的其他必要組件來(lái)幫助研究人員專注于其特定的研究領(lǐng)域。模塊之間的同步、定時(shí)、數(shù)據(jù)和控制流是此類系統(tǒng)的主要部分，也是NI平臺(tái)的關(guān)鍵組成部分。正確配置后，該平臺(tái)的模塊化特性可提供所需的靈活性來(lái)實(shí)現(xiàn)5G蜂窩接入技術(shù)每個(gè)用戶終端10 Gb/s的數(shù)據(jù)速率以及高于毫米波回程傳輸需求的數(shù)量級(jí)。

毫米波基帶平臺(tái)包含以下主要特性：

PXI Express機(jī)箱（NI PXIe-1085）、搭載四核Intel Core i7處理器的控制器（NI PXIe-8135）、NI FlexRIO FPGA模塊（NI PXIe-7975R）、數(shù)字化儀適配器模塊（NI 5771）、信號(hào)發(fā)生器適配器模塊（AT-1212）、I/O模塊時(shí)鐘源（NI PXIe-5652）以及QuickSyn模塊的可選10 MHz （100 ppb）參考時(shí)鐘

PC主機(jī)（LabVIEW主機(jī)）、基于實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（LabVIEW Real-Time模塊）或Windows操作系統(tǒng)的控制器以及FPGA（LabVIEW FPGA Module）之間的靈活分區(qū)和代碼（算法）管理；靈活的分區(qū)使得研究人員能夠在主機(jī)上以浮點(diǎn)格式快速測(cè)試算法，并在同一LabVIEW圖形化編程環(huán)境中根據(jù)需要探索功能強(qiáng)大的基于FPGA的實(shí)時(shí)信號(hào)處理能力

基于多個(gè)NI FlexRIO FPGA模塊（Xilinx Kintex-7）的可擴(kuò)展處理能力和基于高速互連的多個(gè)機(jī)箱

在NI實(shí)時(shí)控制器的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中執(zhí)行協(xié)議處理及時(shí)間關(guān)鍵型信號(hào)處理算法處理

基于PXI Express背板的1.6 GB/s（每方向）模塊間通信

實(shí)時(shí)控制器和NI FlexRIO FPGA模塊之間的DMA通信；NI FlexRIO FPGA模塊之間的P2P通信是LabVIEW本身具有的功能

具有皮秒級(jí)定時(shí)精度的PXI Express觸發(fā)線，可通過(guò)可容納各種定時(shí)信號(hào)源的定時(shí)和同步模塊（NI PXIe-6674T）進(jìn)行控制

使用LabVIEW進(jìn)行編程和控制的I/O模塊

統(tǒng)一各種計(jì)算模型（如C、.m、VHDL）并集成第三方FPGA IP的LabVIEW環(huán)境