不久前，國際電信標準組織3GPP批準了5G Release 15(以下簡稱R15)獨立組網(wǎng)(SA，standalone )標準，加上2017年底通過的非獨立組網(wǎng)(NSA，non-standalone)標準，至此5G新空口(NR，new radio)首發(fā)版本正式凍結并發(fā)布。結合5G在2020年正式商用的時間節(jié)點，當下第一階段的完整版5G標準正式出臺，標志著5G通信產(chǎn)業(yè)全面進入沖刺階段。伴隨而來，無論是半導體、網(wǎng)絡基礎設施、測試測量，還是軟件、制造等領域的廠商，都在全力推出對應的解決方案以滿足5G市場的需求。

在剛剛落下帷幕的第22次GTI Workshop上，測試測量行業(yè)翹楚NI (美國國家儀器公司，National Instruments，簡稱NI) 攜手知名的Skyworks Solutions公司，共同展示了Skyworks的5G新空口設備及5G 射頻芯片測試方案，并利用NI 軟件定義的PXI 平臺，對Sky5?(Skyworks自主研發(fā)的統(tǒng)一平臺)開發(fā)的產(chǎn)品進行測試，以實現(xiàn)革命性的5G應用。

“NI在5G領域布局很早且投入巨大。從2015年開始，NI即開展‘射頻領先用戶計劃’，聯(lián)手業(yè)界領先的企業(yè)一起探索5G相關的原型化與研究。” NI公司自動化測試市場副總裁Luke Schreier對媒體表示，“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思，在切合3GPP標準協(xié)議的同時，利用NI平臺的靈活性，真正落地到產(chǎn)業(yè)應用。比如此次GTI Workshop聯(lián)手展示的Sky5?平臺，NI領先的測試技術正助力Skyworks，加速其5G應用的上市時間。”

圖1：NI與Skyworks在GTI Workshop上攜手展示5G測試

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

Luke Schreier介紹說：“NI提供的測試、測量工具契合3GPP R15標準的要求，并幫助整個產(chǎn)業(yè)快速適應市場的現(xiàn)狀與發(fā)展。”NSA架構是在原先4G網(wǎng)絡的基礎上進行升級，NI已經(jīng)實現(xiàn)通過更改軟件的方式去適應這一個架構下的不同協(xié)議；而SA架構的好處則更顯著，通過獨立的5G核心網(wǎng)絡，能夠更好支持5G大帶寬、低時延和大連接等各類業(yè)務，并可根據(jù)場景提供定制化服務，滿足各類用戶的業(yè)務需求。

“SA架構賦能了5G應用場景更多的可能性，也為測試、測量帶來了一定的挑戰(zhàn)。”他補充道，“但是NI在整體產(chǎn)品策略上，很重要的一點優(yōu)勢是靈活，不論軟件還是硬件。因此，NI可以給客戶提供一個非常開放的測試架構，給予不同的選項去實現(xiàn)不同的測試項目。這是NI倍受通信領域的客戶、比如Skyworks青睞的原因！”

對此，一同接受媒體采訪的Skyworks公司移動營銷高級總監(jiān)Kevin Walsh表示：“NI擁有很強的測試能力，Skyworks能夠利用NI的RF VST來驗證專為5G新空口應用開發(fā)的Sky5?解決方案的性能。借助NI PXI平臺，Skyworks成功地驗證了關鍵的性能基準，這在很大程度上加速了整個產(chǎn)品、系統(tǒng)的測試周期。”

Sub-6G先行、毫米波隨后，NI產(chǎn)品布局生態(tài)輕松應對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定義的過程中反復討論，最終歸于統(tǒng)一。在5G研究之初，許多人對5G使用毫米波的可能性充滿了期待，因為毫米波的頻段資源更為豐富。但目前業(yè)界的普遍共識是，移動終端的5G通信頻譜在前期將集中在sub-6GHz頻段。為了滿足對sub-6 GHz 5G新空口應用的早期需求，半導體公司紛紛推出對應的解決方案，如Skyworks開發(fā)了完全集成的解決方案，其帶寬高達200 MHz，旨在支持移動終端的架構。

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

圖2：NI正式推出面向Sub-6G 5G新空口的參考測試方案

他補充道， sub-6GHz的部署在當下比較火熱，NI也看到一些垂直行業(yè)有所采用，于是推出了相應產(chǎn)品以滿足市場需求。不僅如此，NI推行生態(tài)化的整體產(chǎn)品布局，從實驗室到產(chǎn)線、從軟件到硬件，當然也涵蓋了整個通訊頻譜。在毫米波應用領域，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測試方案能夠實現(xiàn)不同頻段的功能。另外，在NI的毫米波測試設備中，硬件架構包含了基帶、中頻以及射頻毫米波等不同部分，通過替換不同的模塊，工程師可以實現(xiàn)頻段功能的橫向拓展。

Luke Schreier透露：“NI在毫米波領域一直有很明確的方向，目前已經(jīng)和一些行業(yè)領先廠商開展包括28GHz、60GHz等毫米波頻段的通信系統(tǒng)測試。一旦毫米波標準協(xié)議正式確定凍結后，NI即可將整個測試系統(tǒng)作為一個完整的方案提供給客戶，并同時滿足實驗室認證與產(chǎn)線測試的需求。”同時，因為毫米波的天線很短，一般都集成在芯片上面，測試方案可以采用更便捷的系統(tǒng)級空口傳輸技術(Over-the-air，OTA)，這有望成為5G生態(tài)系統(tǒng)的標準測試之一。

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

在5G通信領域，NI正進一步擴充生態(tài)合作版圖。據(jù)透露，NI正與三星進行5G通信系統(tǒng)的相關外場測試。通過NI軟件定義無線電平臺模擬5G終端，實現(xiàn)測試用戶設備（Test UE），NI測試和三星的IoDT（互操作性測試）包含sub-6GHz和毫米波頻段。也將在最高性能級別上探索5G NR標準，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）。

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

5G網(wǎng)絡代表了新一代的變革，有望提供革命性的無限制體驗，具有更快的數(shù)據(jù)、更低的延遲、隨時隨地即時訪問以及數(shù)十億個設備的容量。應對如此龐大的應用前景，測試系統(tǒng)的性能不僅要提高，其成本也需要降低。面對這樣融合的行業(yè)趨勢，NI正積極地推動“跨界”測試：以汽車市場為例，汽車行業(yè)的關注點與通信行業(yè)截然不同，汽車行業(yè)的客戶更偏向于關注系統(tǒng)的安全性是否充分保障。這表明測試系統(tǒng)更需要一個靈活的平臺去應對不同的測試項目，去幫助客戶在不同的行業(yè)進行切換。

“新的行業(yè)往往帶來新的需求，這可能是前一個行業(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)的融合是大勢所趨，因此測試、測量技術的“跨界”也成為了必選項。NI擁有廣泛的測試解決方案與合作生態(tài)，不僅‘跨越’實驗室驗證到量產(chǎn)測試，更積極融入全行業(yè)的‘跨界’測試，致力于提供靈活的測試技術，全力加速ICT產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新！”