5G将为下一代无线通信奠定什么基础?在我们建立这个5G基础的过程中，我们会遇到哪些挑战?
无线通信正在加速网络、人和设备相互连接的速度。随着我们迈向下一代无线通信标准，我们观察到每一代标准之间的基本关系。以3G时代奠定的基础为例，它为4G的发展铺平了道路。如果3G没有使移动互联网接入成为可能和可靠的，那么4G LTE支持的常见做法，如实时视频通话、业余新闻报道和移动支付，就不可能实现。
因此，随着我们继续定义和完善5G标准，该领域的先驱们已经将目光投向了下一代。5G将为下一代无线通信奠定什么基础?在我们建立这个5G基础的过程中，我们会遇到哪些挑战?
5克基金会
5G标准通过引入和规定在毫米波频段内的操作和精确的多用户MIMO波束形成，在商业蜂窝通信标准中开创了先河。这些频率上更宽的信道能够实现更大的宽带部署和网络密度，从而为人口密集的城市地区的数千名用户提供可靠的带宽需求的应用程序。
5G基础的另一个重要部分是超可靠、低延迟通信(URLLC)和大规模机器类型通信(mMTC)的形成。4G标准揭示了物联网的许多商业和科学可能性，因此可以预期，5G的URLLC和mMTC将大大增加互联设备的数量，并使即时应用充分利用分布式、非预先部署的云计算。
为了应对互联网络和设备的快速增长，对无线频谱的新领域的探索仍在继续。但为更多设备寻找更多空间(带宽)并不是超越5G的唯一原因。另一个原因是要从5G标准中学习，包括任何缺点，这样我们就可以在下一个标准中解决和设计这些缺点的解决方案。这使得工程师有能力构建和改进未来的应用程序。
6克的可能性
好奇的人会发现机会无处不在。有野心的人看到了利用3G和4G能力的机会，并在这些能力的基础上从一个标准发展到下一个标准。因此，工程界将利用今天的5G标准提供的6G可能性也就不足为奇了。以无线认知为例，5G标准为6G的可能性奠定了基础。
无线认知功能允许远程设备无线连接到中央计算机，并卸载大量数据集，计算机可以指导设备采取复杂的行动。想象一下，一队无人机可以取代传统的“有线”摄像机进行现场直播。与依靠制片人和摄像师来捕捉完美的镜头不同，这架无人机在中央计算机的引导下，可以在不到一秒的时间内凭直觉移动到最佳位置。得益于5G的低延迟和高带宽规格，这一概念正开始成形。
随着我们在5G标准下探索无线认知的边界，在开发大量聚集和分发数据到集中计算节点的应用程序时，我们已经预见到5G数据速率的局限性。因此，如果这支无人机舰队没有能力在5G网络上执行情境感知机动，那么在这成为现实之前，它可能需要6G网络的速度和可靠性。
我们如何向下一代发展?
向下一代无线通信的发展很大程度上依赖于我们的设计、模拟、验证和测试能力，这些能力既能保证速度又能保证准确性，而且不超出预算。具体来说，我们需要正确的设计、仿真和测试工具——包括硬件和软件——来生成和分析这些更宽、更复杂的波形，并对PHY、MAC和上面的其他协议层进行破坏性改进。
测试5G设备的最大挑战之一是使用更宽的信号链和更高复杂性的波形。4G测试和测量方案被证明不足以满足5G的带宽和频率要求，以及其不断增加的软件需求。因此，NI致力于开发宽带测试平台，使用合适的硬件和软件，能够复制复杂的上行和下行信号，必须在5G标准内测试。
测试5G的另一个主要挑战是对毫米波波束形成天线进行快速、准确、低成本的空中(OTA)测试。对于设计用于5G的最新相控阵波束形成架构的工程师来说，使用腔室和设备的传统方法(最初是为航空航天和国防工业设计的)速度太慢，成本也很昂贵。
专门为改善这些新型5G设备的验证和测试工作流程而设计的OTA新方法至关重要。随着6G研究人员希望扩大太赫兹范围内的操作频率，我们可以期待对设计良好的OTA测量解决方案的更大需求。
建设明天从今天开始
无线通信的未来是连接每个人和一切。然而，要想实现这种未来状态，测试和测量界需要确保6G设备的性能、成本效益和现场可靠运行，以实现高度集成和复杂的6G生态系统。
随着5G为未来的通信标准奠定了基础，我们也应该期待这些新的愿望继续为测试和测量带来新的挑战。工程师和研发(R&D)组织可以通过投资测试解决方案来克服这些挑战，这些解决方案不仅能够满足当前的需求，而且还能够随着时间的推移而演进。
NI为研究人员和工程师提供了硬件和软件平台，可以适应他们的验证和测试需求。这项投资为无线通信的下一个标准铺平了道路。
