不久前，國際電信標(biāo)準(zhǔn)組織3GPP批準(zhǔn)了5G Release 15(以下簡稱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，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、測試測量，還是軟件、制造等領(lǐng)域的廠商，都在全力推出對應(yīng)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(shè)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(jìn)行測試，以實(shí)現(xiàn)革命性的5G應(yīng)用。
覆蓋NSA與SA雙標(biāo)，NI助力Skyworks 5G 新空口平臺落地
“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(gòu)思，在切合3GPP標(biāo)準(zhǔn)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(yīng)用。比如此次GTI Workshop聯(lián)手展示的Sky5?平臺，NI領(lǐng)先的測試技術(shù)正助力Skyworks，加速其5G應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)，NI軟件定義的PXI平臺能夠快速驗(yàn)證集成產(chǎn)品的RF和DC性能，在硬件上結(jié)合NI RF矢量信號收發(fā)儀(VST)技術(shù)，提供高達(dá)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(yù)失真(DPD)。
Luke Schreier介紹說：“NI提供的測試、測量工具契合3GPP R15標(biāo)準(zhǔn)的要求，并幫助整個產(chǎn)業(yè)快速適應(yīng)市場的現(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，NI已經(jīng)實(shí)現(xiàn)通過更改軟件的方式去適應(yīng)這一個架構(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、低時延和大連接等各類業(yè)務(wù)，并可根據(jù)場景提供定制化服務(wù)，滿足各類用戶的業(yè)務(wù)需求。
“SA架構(gòu)賦能了5G應(yīng)用場景更多的可能性，也為測試、測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(gòu)，給予不同的選項去實(shí)現(xiàn)不同的測試項目。這是NI倍受通信領(lǐng)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(qiáng)的測試能力，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，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(yīng)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(fù)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?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(yīng)用的早期需求，半導(dǎo)體公司紛紛推出對應(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，旨在支持移動終端的架構(gòu)。
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(guān)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(fù)使用相同的儀器和測量設(shè)備，大大縮短了測試與產(chǎn)品上市周期。“Sub-6GHz頻譜的應(yīng)用將率先在推出市場，同時5G新空口對射頻前端提出了更高的射頻指標(biāo)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(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證到產(chǎn)線測試的巨大優(yōu)勢，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(shí)驗(yàn)室認(rèn)證與產(chǎn)線測試的需求。”同時，因?yàn)楹撩撞ǖ奶炀€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(shù)(Over-the-air，OTA)，這有望成為5G生態(tài)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)測試之一。
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)外場測試。通過NI軟件定義無線電平臺模擬5G終端，實(shí)現(xiàn)測試用戶設(shè)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(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）。
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(shí)上，5G對各行各業(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、隨時隨地即時訪問以及數(shù)十億個設(shè)備的容量。應(yīng)對如此龐大的應(yīng)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(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。這表明測試系統(tǒng)更需要一個靈活的平臺去應(yīng)對不同的測試項目，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(shù)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(shí)驗(yàn)室驗(yàn)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(shù)，全力加速ICT產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新！”
關(guān)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(tài)系統(tǒng)，助力工程師和科學(xué)家應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。 這一久經(jīng)驗(yàn)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(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計。 NI解決方案可幫助用戶構(gòu)建超出預(yù)期的高性能系統(tǒng)，快速適應(yīng)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(biāo)。 此處提及的其它產(chǎn)品和公司名稱均為其各自公司的商標(biāo)或商業(yè)名稱。