NI：5G毫米波频点三选一

近日，第十三届 PXI 技术和应用论坛（PXI TAC 2016）在上海举行，PXI 平台的创办者美国国家仪器公司（National Instruments，简称 NI）汇聚了十几家厂商，数十个应用案例，展示 PXI 平台在测试测量与技术验证领域的最新发展状况。

PXI 系统是由 NI 倡导的一种基于 PC 技术的平台，根据实际应用需求，PXI 机箱可配置相应的板卡来组成定制的测试系统。该平台为测量和自动化系统提供了高性能、高可靠性和低成本的配置方案，2004 年将 FPGA 技术引入了 PXI 平台，2012 年又发布了基于 PXI 平台的矢量信号收发仪，并在 PXI TAC 2016 前夕推出了第一款用于毫米波的软件无线电，该毫米波信号收发系统信号带宽达 2GHz，覆盖 71 至 76GHz 的 E 波段频谱。

智能设备对测试的新需求
在论坛上，NI 全球市场高级副总裁 Ajit Gokhale 表示，在物联时代新型智能设备不断涌现出来，这对智能设备厂商的测试测量系统提出了更多的要求。

传统测试设备厂商在测试方面扮演了“上帝”的角色，所有测试功能由设备厂商来定义，客户只需要购买现成可用的仪器即可。但智能设备爆炸式发展，使这种模式难以为继。Ajit 举了四个例子。Nest 的一个小小的智能家居设备包含了温湿度传感器、Wi-Fi 系统、Zigbee 系统、电池和电源管理、移动感应、控制导航部件、模拟输入和输出等；一个不到 1 美元的智能手机用功率放大器（PA），却包含了多个放大器、高级滤波器、开关、电源管理、ADC/DAC 等；一部特斯拉的汽车，可以在云端进行软件下载和升级服务，从而保持汽车系统的多样性和先进性；一家喷气式飞机，需要进行 25000 小时以上的模拟飞行，对模拟飞行数据进行分析，才能满足最新的飞机量产需求。

Nest 案例显示了当前各种技术融合的趋势，PA 的案例则反映出测试成本的压力，特斯拉案例表明被测系统的多变性，飞机案例则突出了复杂系统测试数据量大的特征。

Ajit 表示，传统仪器有很多弊端，例如功能固定、处理器不能升级、通信延迟较大和软件封闭等，这导致了传统测试仪器对于新测试需求的不适应。

“PXI 平台非常开放，硬件模块化，软件可定义，并具有非常完整的生态系统。客户对自己的测试需求最清楚，所以我们有个口号是‘客户知道一切’，PXI 平台就是这样一个开发、用户可自定义的平台，能够最大限度满足客户不断变化的测试需求。”Ajit 说道。

NI 中国区市场经理汤敏也补充道：“物联网时代，上市时间变得极为重要。现在创新不断，总有新的公司崛起，所以对于研发来说，上市时间是最重要的指标之一。以高通为例，每次测试 40 个点和每次测试 300,000 个点，对于上市时间的影响自然不言而喻。”

毫米波通信技术或不会在 5G 早期部署
PXI 平台在 5G 技术研发中也发挥了很大的作用。据 NI 射频与无线通信市场开发经理姚远介绍，NI 近几年在射频通信领域收购了多家公司，通过自身研发以及将这些技术的汇整，如今 NI 提供了包括毫米波、超密集组网（UDN）、Massive MIMO 等 5G 备选技术的研究平台。

NI 射频与无线通信市场开发经理姚远

“探索新技术最关键的要有这几点支持：平台的延展性、软件可定义性和灵活性等”姚远表示，由于 5G 还没有特别清晰的技术规划，所以毫米波的标准化现在也看不出明显的走向。NI 的 5G 毫米波原型验证平台支持 E 波段，但并不把宝全部压在 E 波段，该平台在基带处理部分是一样的，可以选择不同的毫米波收发模块来支持不同的波段，从而保证开发人员的投资回报比。如今三个最有可能用于 5G 通信的频率包括：28GHz、39GHz 和 73GHz。

目前美国、韩国、日本等国家都在对 28GHz 频率进行研究与现场试验。之所以不选择 60GHz（WiGig 的频率）是因为 60GHz 的信号由于氧吸收的原因会产生大约 20dB/km 的损失。相比 60GHz 信号，这三个波段的信号氧吸收率低很多，在 E 波段（71~76GHz），大气衰减为 0.35dB/km，与 sub-6G 频段的 0.1dB/km 比较类似，适合长距离传播。

毫米波通信波长短，因此天线可以做得很小，但另外一方面，由于毫米波通信方向性很强，因此限制性因素较多。“毫米波用到手机里面，还要有较长的一段路要走，方向性、针对毫米波信号处理的能力都需要考量。”姚远说道，”毫米波可能不会在５G 早期部署。“