在即將到來的5G時代，由于FCC、3GPP以及其他5G移動網絡標準結構都采用毫米波，所以對毫米波傳輸的掌控將變得舉足輕重。通過通道測量技術可以捕獲到環境中無限信號是如何被影響的，比如如何受環境中的建筑、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以及無線網絡設計有很大幫助。此外，AT&T和NI一致認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如何合理布置網絡設備，以便為用戶提供更流暢的移動網絡服務。

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通過驅動測試達到對5G毫米波頻段的準確測量，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，在整個系統的開發中用到了毫米波收發系統和包括國家儀器NI的LabVIEW FPGA的LabVIEW系統設計軟件。

圖1： AT&A 的“Porcupine”5G通道探測器

在5G R&D項目中，NI設計的毫米波收發器系統提供了一個模塊化的可重配置SDR平臺，當系統通過NI的發送、接收無線電模塊和系統的PXIe處理底盤模塊評估毫米波傳輸時，這個設計平臺可以為整個系統提供了高達2GHz的實時帶寬。

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

圖2：18槽3U PXI Express機箱

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

在整個系統中，基于Xilinx的Vivado設計套件設計FPGA配置，基于LabVIEW系統設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的毫米波收發系統可以映射不同的毫米波處理任務到多重FPGA上。而分布在NI毫米波收發系統的FPGA片為快速創建并評估5G無線收發系統原型提供了靈活的、高性能的、低延遲的處理效率，正如AT&T的Porcupine設計。

總結：

目前，4G網絡的運行已經十分普及，意味著5G無線網絡的研究也進入后期，而網絡設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設計應運而生，而Porcupine的實現FPGA功不可沒，Xilinx作為FPGA業界的龍頭老大，豈會落后。