在即將到來的5G時代，由于FCC、3GPP以及其他5G移動網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)都采用毫米波，所以對毫米波傳輸?shù)恼瓶貙⒆兊门e足輕重。通過通道測量技術(shù)可以捕獲到環(huán)境中無限信號是如何被影響的，比如如何受環(huán)境中的建筑、樹木、汽車甚至是行人的反射和傳輸阻礙。可見，對于無線傳輸通道的特征分析在5G無線技術(shù)研究中變得十分重要，主要是因為通過分析5G無線傳輸特征可以對如何布局無線架構(gòu)以及無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計有很大幫助。此外，AT&T和NI一致認(rèn)為分析無線信號特征將是AT&T未來5G部署工作中的重要部分，通過無線傳輸特征分析得到的精確模型將會影響到AT&T如何合理布置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以便為用戶提供更流暢的移動網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

AT&T推出“Porcupine”：

AT&T最近公布了一款稱為“Porcupine”的獨一無二的5G通道探測器，聽音知意，它可以在15毫秒以6000的入射角描繪出一個5G傳輸通道的傳輸特征，而使用傳統(tǒng)的云臺單元則需要15分鐘才可以完成。Porcupine的通道測量方式可以捕獲到一個既定環(huán)境中無線信號是如何被影響的，比如，可以探測到物體比如樹木、建筑、汽車、甚至人群是如何反射或阻止5G信號的。在測量中，Porcupine通過驅(qū)動測試達(dá)到對5G毫米波頻段的準(zhǔn)確測量，而其他毫米波通道探測器幾乎是做不到的。AT&T的工程師還提到，在整個系統(tǒng)的開發(fā)中用到了毫米波收發(fā)系統(tǒng)和包括國家儀器NI的LabVIEW FPGA的LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件。

圖1： AT&A 的“Porcupine”5G通道探測器

在5G R&D項目中，NI設(shè)計的毫米波收發(fā)器系統(tǒng)提供了一個模塊化的可重配置SDR平臺，當(dāng)系統(tǒng)通過NI的發(fā)送、接收無線電模塊和系統(tǒng)的PXIe處理底盤模塊評估毫米波傳輸時，這個設(shè)計平臺可以為整個系統(tǒng)提供了高達(dá)2GHz的實時帶寬。

此外，NI的18槽PXIe-1085 底盤作為整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，可以接收NI的處理模塊比如ADC、DAC和RF收發(fā)模塊的長列表。而NI的毫米波收發(fā)器系統(tǒng)是利用NI的基于Xilinx Virtex-7 485T的 PXIe-7902 FPGA而設(shè)計的實時處理模塊。

圖2：18槽3U PXI Express機(jī)箱

圖3： 基于Xilinx Virtex-7 485T的NI PXIe-7902 FPGA模塊

在整個系統(tǒng)中，基于Xilinx的Vivado設(shè)計套件設(shè)計FPGA配置，基于LabVIEW系統(tǒng)設(shè)計軟件配置不同的軟件行為，同時軟件配置依賴于硬件配置。另外，由于軟件行為配置的不同，NI的毫米波收發(fā)系統(tǒng)可以映射不同的毫米波處理任務(wù)到多重FPGA上。而分布在NI毫米波收發(fā)系統(tǒng)的FPGA片為快速創(chuàng)建并評估5G無線收發(fā)系統(tǒng)原型提供了靈活的、高性能的、低延遲的處理效率，正如AT&T的Porcupine設(shè)計。

總結(jié)：

目前，4G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行已經(jīng)十分普及，意味著5G無線網(wǎng)絡(luò)的研究也進(jìn)入后期，而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的搭建布局往往依賴于無線信號的實際傳輸特征。此時，Porcupine設(shè)計應(yīng)運(yùn)而生，而Porcupine的實現(xiàn)FPGA功不可沒，Xilinx作為FPGA業(yè)界的龍頭老大，豈會落后。