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（SA，standalone ）標準，加上2017年底通過的非獨立組網（NSA，non-standalone）標準，至此5G新空口（NR，new radio）首發版本正式凍結并發布。結合5G在2020年正式商用的時間節點，當下第一階段的完整版5G標準正式出臺，標志著5G通信產業全面進入沖刺階段。伴隨而來，無論是半導體、網絡基礎設施、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自主研發的統一平臺）開發的產品進行測試，以實現革命性的5G應用。

覆蓋NSA與SA雙標，NI助力Skyworks 5G 新空口平臺落地

“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’，聯手業界領先的企業一起探索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生了很多新的想法與構思，在切合3GPP標準協議的同時，利用NI平臺的靈活性，真正落地到產業應用。比如此次GTI Workshop聯手展示的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品的RF和DC性能，在硬件上結合NI RF矢量信號收發儀（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，并幫助整個產業快速適應市場的現狀與發展。”NSA架構是在原先4G網絡的基礎上進行升級，NI已經實現通過更改軟件的方式去適應這一個架構下的不同協議；而SA架構的好處則更顯著，通過獨立的5G核心網絡，能夠更好支持5G大帶寬、低時延和大連接等各類業務，并可根據場景提供定制化服務，滿足各類用戶的業務需求。

“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。”他補充道，“但是NI在整體產品策略上，很重要的一點優勢是靈活，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品、系統的測試周期。”

Sub-6G先行、毫米波隨后，NI產品布局生態輕松應對5G頻譜挑戰！

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，幫助客戶在產品開發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，對產品的上市時間更為苛刻。NI優秀的測試方案可以提供實驗室驗證到產線測試的巨大優勢，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有所采用，于是推出了相應產品以滿足市場需求。不僅如此，NI推行生態化的整體產品布局，從實驗室到產線、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，目前已經和一些行業領先廠商開展包括28GHz、60GHz等毫米波頻段的通信系統測試。一旦毫米波標準協議正式確定凍結后，NI即可將整個測試系統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級空口傳輸技術（Over-the-air，OTA），這有望成為5G生態系統的標準測試之一。

5G合作生態不斷完善，NI如何倡導ICT產業“跨界”測試？

在5G通信領域，NI正進一步擴充生態合作版圖。據透露，NI正與三星進行5G通信系統的相關外場測試。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量的分量載波（8個）。

當下ICT產業正處于變革期，在更多的應用領域，NI面向人工智能、物聯網、云技術以及自動駕駛等領域，也嘗試了很多行業之間的跨界合作。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對各行各業的影響均十分深遠，包括非常典型的汽車應用。NI已經面向車聯網和ADAS等相關應用推出一系列解決方案。”

5G網絡代表了新一代的變革，有望提供革命性的無限制體驗，具有更快的數據、更低的延遲、隨時隨地即時訪問以及數十億個設備的容量。應對如此龐大的應用前景，測試系統的性能不僅要提高，其成本也需要降低。面對這樣融合的行業趨勢，NI正積極地推動“跨界”測試：以汽車市場為例，汽車行業的關注點與通信行業截然不同，汽車行業的客戶更偏向于關注系統的安全性是否充分保障。這表明測試系統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進行切換。

“新的行業往往帶來新的需求，這可能是前一個行業里從未遇到的挑戰，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的渠道。”Luke Schreier最后說道，“ICT產業的融合是大勢所趨，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，不僅‘跨越’實驗室驗證到量產測試，更積極融入全行業的‘跨界’測試，致力于提供靈活的測試技術，全力加速ICT產業的創新！”

關于NI

NI以軟件為中心的平臺集成了模塊化硬件和龐大的生態系統，助力工程師和科學家應對各種挑戰。 這一久經驗證的方法可讓用戶完全自主地定義所需的一切來加速測試測量和控制應用的系統設計。 NI解決方案可幫助用戶構建超出預期的高性能系統，快速適應需求的變化，最終改善人類的生活。

LabVIEW、National Instruments、NI和ni.com為美國國家儀器有限公司（National Instruments）的商標。 此處提及的其它產品和公司名稱均為其各自公司的商標或商業名稱。