2017年，5G产业值得关注的几件事

5G目前正处于R14的研究项目阶段，到2017年3月份，研究项目阶段将结束，然后进入工作项目阶段，而很多关键技术的选型、参数配置和具体方案的定型都会在工作项目阶段敲定。那么，在2017年，5G产业会有哪些值得关注的事情呢？

虽然R14标准还没有最终完成，但R14已经基本确定了5G的三个发展方向，即峰值速率将会达到10Gbps、延迟低至1ms和海量物联网。也就是说，“从R14开始，通信产业正式进入了5G的发展阶段了。” NI中国地区市场开发经理姚远表示。

在NI大区销售经理陈哲明看来，R14中定的几个应用中，他最看好的有两个，“一个是NB-IoT，在R14封存后应该会有很大的进展，这也是中国厂商有比较大的贡献和投入的一个标准；另外一个是V2X，一旦R14封存，很多芯片厂商就可以着手设计芯片了。”

图1：NI中国地区市场开发经理姚远(右)和NI大区销售经理陈哲明(左)。

“其实那三个方向，每一点都非常难以实现，都需要在节点上有技术的不断更新才能完成。”姚远指出，“接下来的R15是非常关键的一步，它将会是R14中提出的愿景的具体实现。”

R15工作项目完成的时间大概是2018年9月份左右。一旦R15完成，这些技术方案就可以交给厂商进行生产和设计自己使用的系统，通过早期部署，最终来确定商用部署的阶段。

当然，5G不可能是一蹴而就的，姚远在第六届EEVIA年度中国ICT媒体论坛暨2017产业和技术展望研讨会上分享说，“原型化是5G从概念到现实的关键。”

图2：NI中国地区市场开发经理姚远在演讲现场。

原型设计相当重要

无论是体验上看，还是从容量上看，5G都将给广大用户带来颠覆性的网络连接。但要实现5G，必然离不开原型化，因为原型机对推动关键技术在标准化领域的设计和最终设计细节的定型有非常好的验证和推进作用。

一般说来，原型机就是先用一些分离的器件，或者FPGA搭出一套系统，来验证科学家或者工程师的想法。但这种从零开始搭建的方式，通常需要耗费大量的时间和精力。

姚远认为对于5G产品的原型化，软件无线电(SDR)是一个更加方便的选择。

图3：NI的软件定义无线电框架图。

“框图中右边部分，是标准的射频电路，这是被厂家定义好的硬件部分。而左边的就是软件部分，被放置在CPU、GPU和FPGA上，开发者可以根据自己的需要开发，定义右边射频硬件的功能。”姚远介绍说。

同时，他也指出，在进行这些软件定义的时候，会面临几大挑战，首要挑战就是使用的软件工具都是分离的，比如Matlab、C、C++、HTML、Assembly这些编程语言都可能派上用场。

也就是说，使用传统SDR来进行5G产品原型化的时候，并不能用一种语言来进行开发，科研工作者除了技术构想外，还需要学习不同的工具，这在很大程度上消耗了开发者的时间与精力。“不过NI提供的一整套软件定义无线电原型化工具就解决了这个问题，其提供的丰富软件、IP和硬件能节省很多的开发时间。”姚远表示。

软件定义无线电提出已经有很多年了，“但其实它的核心是软件。”陈哲明觉得。做原型设计的客户其实比较希望软件平台有足够的开发性，比如可以快速地改变参数；快速地去实施算法，然后得到验证的结果。

同时他认为，软件定义无线电的硬件部分现在都相对比较统一，“我们平台的特点不是硬件的完整，或者集成，而是我们的软件。我们在软件方面有大量的投入，希望可以给客户带来一个非常通用的软件开发体验。”陈哲明强调。

如何测试宽带宽非常重要

产品原型化很重要，如何测试这些原型化产品也非常重要。由于目前6GHz以下的带宽基本被使用得差不多了，5G将十分有可能需要使用毫米波波段来满足高速数据传输速率的需求。

“目前，我们看到毫米波技术更多在原型验证这个阶段，NI的毫米波验证平台在最近大半年的时间，不断被业界领先的工业用户、科研院所和大学射频重点实验室所采用。”姚远介绍说。

“他们选择我们验证平台的一个非常重要的原因是，我们的基带部分和射频头部分是可以分开灵活配置的。”陈哲明解释说，“因为不同的开发团队，对射频头频段的要求不一样，他们可以根据自己的需求，选择我们提供的射频头、或者自己制作射频头，或者我们合作伙伴的射频头都可以。”

对测试毫米波原型机的测试系统来说，它需要实时处理大量数据，而且带宽需要足够宽。

“我们的第二代矢量信号收发仪就是针对未来无线通信测试的仪器，它有1GHz的带宽，而目前现有的通信标准没有任何一个标准是1GHz带宽的，最高的WiFi也才160MHz而已。”姚远对电子工程专辑分析师表示。

他还进一步指出，该仪器室全频谱的，从9kHz到6.5GHz全部连续覆盖。更重要的是，其内置的FPGA能够执行软件自定义，将4块矢量信号收发仪拼在一起，形成一个超过3.5GHz带宽的超级仪器。

图4：4块矢量信号收发仪拼接在一起后形成的3.5GHz带宽超级仪器。

Timing决定一切

根据姚远的解释，从狭义上讲，这里的Timing就是指低延迟，就是端到端的通信延迟要低于1ms，当然，这不包括运算时间。从广义上讲，Timing还包括运算速率在内。

姚远在论坛演讲中表示，NI的技术里，除了LabView里的数据流方式，还有硬件定时、使用FPGA、DSP等硬件来提升处理端的速率。此外，其T-Clock同步技术可以将同步的精度达到皮秒级。

他同时提到，低延迟和稳定性是关键型应用中必须满足的要求，比如无人驾驶和远程手术等等。

此外，姚远还提到了，5G会有海量物联网连接，如果想要提高测试速率，平台化测试平台或许是个不错的选择。