不久前，國(guó)際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP批準(zhǔn)了5G Release 15(以下簡(jiǎn)稱R15)獨(dú)立組網(wǎng)(SA，standalone )標(biāo)準(zhǔn)，加上2017年底通過的非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA，non-standalone)標(biāo)準(zhǔn)，至此5G新空口(NR，new radio)首發(fā)版本正式凍結(jié)并發(fā)布。結(jié)合5G在2020年正式商用的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，當(dāng)下第一階段的完整版5G標(biāo)準(zhǔn)正式出臺(tái)，標(biāo)志著5G通信產(chǎn)業(yè)全面進(jìn)入沖刺階段。伴隨而來，無論是半導(dǎo)體、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、測(cè)試測(cè)量，還是軟件、制造等領(lǐng)域的廠商，都在全力推出對(duì)應(yīng)的解決方案以滿足5G市場(chǎng)的需求。

在剛剛落下帷幕的第22次GTI Workshop上，測(cè)試測(cè)量行業(yè)翹楚NI (美國(guó)國(guó)家儀器公司，National Instruments，簡(jiǎn)稱NI) 攜手知名的Skyworks Solutions公司，共同展示了Skyworks的5G新空口設(shè)備及5G 射頻芯片測(cè)試方案，并利用NI 軟件定義的PXI 平臺(tái)，對(duì)Sky5?(Skyworks自主研發(fā)的統(tǒng)一平臺(tái))開發(fā)的產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，以實(shí)現(xiàn)革命性的5G應(yīng)用。

“NI在5G領(lǐng)域布局很早且投入巨大。從2015年開始，NI即開展‘射頻領(lǐng)先用戶計(jì)劃’，聯(lián)手業(yè)界領(lǐng)先的企業(yè)一起探索5G相關(guān)的原型化與研究。” NI公司自動(dòng)化測(cè)試市場(chǎng)副總裁Luke Schreier對(duì)媒體表示，“NI在與合作伙伴的探討中碰撞產(chǎn)生了很多新的想法與構(gòu)思，在切合3GPP標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的同時(shí)，利用NI平臺(tái)的靈活性，真正落地到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。比如此次GTI Workshop聯(lián)手展示的Sky5?平臺(tái)，NI領(lǐng)先的測(cè)試技術(shù)正助力Skyworks，加速其5G應(yīng)用的上市時(shí)間。”

圖1：NI與Skyworks在GTI Workshop上攜手展示5G測(cè)試

據(jù)介紹，此次面向Sky5?的NI測(cè)試解決方案已全面支持NSA 與SA標(biāo)準(zhǔn)，NI軟件定義的PXI平臺(tái)能夠快速驗(yàn)證集成產(chǎn)品的RF和DC性能，在硬件上結(jié)合NI RF矢量信號(hào)收發(fā)儀(VST)技術(shù)，提供高達(dá)1 GHz的瞬時(shí)帶寬，并具有出色的直流測(cè)量性能。 因此，NI可以滿足Sky5?平臺(tái)廣泛的5G新空口測(cè)試需求，包括測(cè)試載波聚合和寬帶數(shù)字預(yù)失真(DPD)。

Luke Schreier介紹說：“NI提供的測(cè)試、測(cè)量工具契合3GPP R15標(biāo)準(zhǔn)的要求，并幫助整個(gè)產(chǎn)業(yè)快速適應(yīng)市場(chǎng)的現(xiàn)狀與發(fā)展。”NSA架構(gòu)是在原先4G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)，NI已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過更改軟件的方式去適應(yīng)這一個(gè)架構(gòu)下的不同協(xié)議；而SA架構(gòu)的好處則更顯著，通過獨(dú)立的5G核心網(wǎng)絡(luò)，能夠更好支持5G大帶寬、低時(shí)延和大連接等各類業(yè)務(wù)，并可根據(jù)場(chǎng)景提供定制化服務(wù)，滿足各類用戶的業(yè)務(wù)需求。

“SA架構(gòu)賦能了5G應(yīng)用場(chǎng)景更多的可能性，也為測(cè)試、測(cè)量帶來了一定的挑戰(zhàn)。”他補(bǔ)充道，“但是NI在整體產(chǎn)品策略上，很重要的一點(diǎn)優(yōu)勢(shì)是靈活，不論軟件還是硬件。因此，NI可以給客戶提供一個(gè)非常開放的測(cè)試架構(gòu)，給予不同的選項(xiàng)去實(shí)現(xiàn)不同的測(cè)試項(xiàng)目。這是NI倍受通信領(lǐng)域的客戶、比如Skyworks青睞的原因！”

對(duì)此，一同接受媒體采訪的Skyworks公司移動(dòng)營(yíng)銷高級(jí)總監(jiān)Kevin Walsh表示：“NI擁有很強(qiáng)的測(cè)試能力，Skyworks能夠利用NI的RF VST來驗(yàn)證專為5G新空口應(yīng)用開發(fā)的Sky5?解決方案的性能。借助NI PXI平臺(tái)，Skyworks成功地驗(yàn)證了關(guān)鍵的性能基準(zhǔn)，這在很大程度上加速了整個(gè)產(chǎn)品、系統(tǒng)的測(cè)試周期。”

Sub-6G先行、毫米波隨后，NI產(chǎn)品布局生態(tài)輕松應(yīng)對(duì)5G頻譜挑戰(zhàn)！

眾多周知，頻譜資源十分有限。頻譜的選擇在5G定義的過程中反復(fù)討論，最終歸于統(tǒng)一。在5G研究之初，許多人對(duì)5G使用毫米波的可能性充滿了期待，因?yàn)楹撩撞ǖ念l段資源更為豐富。但目前業(yè)界的普遍共識(shí)是，移動(dòng)終端的5G通信頻譜在前期將集中在sub-6GHz頻段。為了滿足對(duì)sub-6 GHz 5G新空口應(yīng)用的早期需求，半導(dǎo)體公司紛紛推出對(duì)應(yīng)的解決方案，如Skyworks開發(fā)了完全集成的解決方案，其帶寬高達(dá)200 MHz，旨在支持移動(dòng)終端的架構(gòu)。

針對(duì)Sub-6G 5G新空口需求，NI已經(jīng)正式推出了參考測(cè)試解決方案，其關(guān)鍵組件是靈活的NI-RFmx新空口測(cè)量軟件，可以根據(jù)客戶需求，將不同的高性能RF測(cè)量硬件與之搭配，幫助客戶在產(chǎn)品開發(fā)的多個(gè)階段重復(fù)使用相同的儀器和測(cè)量設(shè)備，大大縮短了測(cè)試與產(chǎn)品上市周期。“Sub-6GHz頻譜的應(yīng)用將率先在推出市場(chǎng)，同時(shí)5G新空口對(duì)射頻前端提出了更高的射頻指標(biāo)要求，對(duì)產(chǎn)品的上市時(shí)間更為苛刻。NI優(yōu)秀的測(cè)試方案可以提供實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到產(chǎn)線測(cè)試的巨大優(yōu)勢(shì)，這是NI十分自信的一點(diǎn)！” Luke Schreier表示。

圖2：NI正式推出面向Sub-6G 5G新空口的參考測(cè)試方案

他補(bǔ)充道， sub-6GHz的部署在當(dāng)下比較火熱，NI也看到一些垂直行業(yè)有所采用，于是推出了相應(yīng)產(chǎn)品以滿足市場(chǎng)需求。不僅如此，NI推行生態(tài)化的整體產(chǎn)品布局，從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線、從軟件到硬件，當(dāng)然也涵蓋了整個(gè)通訊頻譜。在毫米波應(yīng)用領(lǐng)域，NI亦有很大的投入：除了軟件的靈活性，工程師通過不同硬件的靈活搭配。縱向來看，通過板卡的增減，NI測(cè)試方案能夠?qū)崿F(xiàn)不同頻段的功能。另外，在NI的毫米波測(cè)試設(shè)備中，硬件架構(gòu)包含了基帶、中頻以及射頻毫米波等不同部分，通過替換不同的模塊，工程師可以實(shí)現(xiàn)頻段功能的橫向拓展。

Luke Schreier透露：“NI在毫米波領(lǐng)域一直有很明確的方向，目前已經(jīng)和一些行業(yè)領(lǐng)先廠商開展包括28GHz、60GHz等毫米波頻段的通信系統(tǒng)測(cè)試。一旦毫米波標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議正式確定凍結(jié)后，NI即可將整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)作為一個(gè)完整的方案提供給客戶，并同時(shí)滿足實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證與產(chǎn)線測(cè)試的需求。”同時(shí)，因?yàn)楹撩撞ǖ?a target="_blank">天線很短，一般都集成在芯片上面，測(cè)試方案可以采用更便捷的系統(tǒng)級(jí)空口傳輸技術(shù)(Over-the-air，OTA)，這有望成為5G生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試之一。

5G合作生態(tài)不斷完善，NI如何倡導(dǎo)ICT產(chǎn)業(yè)“跨界”測(cè)試？

在5G通信領(lǐng)域，NI正進(jìn)一步擴(kuò)充生態(tài)合作版圖。據(jù)透露，NI正與三星進(jìn)行5G通信系統(tǒng)的相關(guān)外場(chǎng)測(cè)試。通過NI軟件定義無線電平臺(tái)模擬5G終端，實(shí)現(xiàn)測(cè)試用戶設(shè)備（Test UE），NI測(cè)試和三星的IoDT（互操作性測(cè)試）包含sub-6GHz和毫米波頻段。也將在最高性能級(jí)別上探索5G NR標(biāo)準(zhǔn)，在下行鏈路速率超過3Gbps的完整2X2 MIMO配置下利用全部可用帶寬和最大數(shù)量的分量載波（8個(gè)）。

當(dāng)下ICT產(chǎn)業(yè)正處于變革期，在更多的應(yīng)用領(lǐng)域，NI面向人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)以及自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，也嘗試了很多行業(yè)之間的跨界合作。Luke Schreier說道：“即使從測(cè)試的角度來看， 5G也并非僅僅囿于移動(dòng)通信這一龐大的市場(chǎng)。事實(shí)上，5G對(duì)各行各業(yè)的影響均十分深遠(yuǎn)，包括非常典型的汽車應(yīng)用。NI已經(jīng)面向車聯(lián)網(wǎng)和ADAS等相關(guān)應(yīng)用推出一系列解決方案。”

5G網(wǎng)絡(luò)代表了新一代的變革，有望提供革命性的無限制體驗(yàn)，具有更快的數(shù)據(jù)、更低的延遲、隨時(shí)隨地即時(shí)訪問以及數(shù)十億個(gè)設(shè)備的容量。應(yīng)對(duì)如此龐大的應(yīng)用前景，測(cè)試系統(tǒng)的性能不僅要提高，其成本也需要降低。面對(duì)這樣融合的行業(yè)趨勢(shì)，NI正積極地推動(dòng)“跨界”測(cè)試：以汽車市場(chǎng)為例，汽車行業(yè)的關(guān)注點(diǎn)與通信行業(yè)截然不同，汽車行業(yè)的客戶更偏向于關(guān)注系統(tǒng)的安全性是否充分保障。這表明測(cè)試系統(tǒng)更需要一個(gè)靈活的平臺(tái)去應(yīng)對(duì)不同的測(cè)試項(xiàng)目，去幫助客戶在不同的行業(yè)進(jìn)行切換。

“新的行業(yè)往往帶來新的需求，這可能是前一個(gè)行業(yè)里從未遇到的挑戰(zhàn)，這是NI觀察到的重要變化，而以軟件為中心的平臺(tái)化方法則是解決這些挑戰(zhàn)的渠道。”Luke Schreier最后說道，“ICT產(chǎn)業(yè)的融合是大勢(shì)所趨，因此測(cè)試、測(cè)量技術(shù)的“跨界”也成為了必選項(xiàng)。NI擁有廣泛的測(cè)試解決方案與合作生態(tài)，不僅‘跨越’實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到量產(chǎn)測(cè)試，更積極融入全行業(yè)的‘跨界’測(cè)試，致力于提供靈活的測(cè)試技術(shù)，全力加速ICT產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新！”