下一代5G通信必须从概念变为现实。研究人员不仅必须解决前所未有的无线数据传输速率要求，还必须找到解决网络延迟和响应能力的方法，同时将网络容量增加一千倍。
不仅这些，服务运营商还需要更少的能耗来实现这些想法。那么，我们如何应对这些复杂的挑战呢？答案在于原型，更具体地说，是5G原型，该原型使无线研究人员能够测试和使用真实系统来验证其在真实场景下的实验想法。
如果使用得当，这些5G原型将为公司加速产品上市奠定基础。传统方法证明5G不再可用。
关于5G网络有很多主张。诸如3GPP之类的全球标准化组织最近已开始致力于将5G概念转变为现实。
IMT-2020，NGMN和3GPP概述的愿景无疑是非常广阔的。 5G研究人员必须建立一个框架来重新定义各个领域的现有标准-无论是汽车和轨道交通系统还是制造，能源和医疗监控。
为了做到这一点，研究人员正在采用新的设计方法来帮助解决在随机接入网络中定义，开发和部署5G技术这一艰巨的任务。大多数人认识到，使用传统方法来审查5G技术既费时又昂贵。
因此，在流程开始时构建原型并进行概念验证可以帮助加速商业化进程。国家科学基金会项目负责人Thyaga Nandagopal注意到了可以支持科学研究的测试系统的重要性。
他说：“对于某个概念的成败，灵活的原型正变得越来越重要。影响。
＆quot;毫米波5G通信已提上日程为了缩短构建工作原型所需的时间，许多研究人员采用了包含统一设计过程的平台设计方法。该方法从数学和仿真开始，然后映射和匹配系统和工作硬件中的算法。
天线经过波速整形后，能量集中在一个方向上。三星开发了世界上第一个多天线技术演示系统。
该系统的基站（BTS）包含32个天线元素，称为全尺寸MIMO或FD-MIMO。 FD-MIMO使用二维天线网络来形成三维信道空间。
借助FD-MIMO，服务运营商可以将天线网络放置在建筑物或电线杆等较高的位置，并将天线波束对准地面或邻近建筑物上的用户，以持续提供更高的数据传输速率。瑞典隆德大学的研究人员将这种多天线概念提升到了一个新的高度，并开发了一个庞大的MIMO原型。
大规模MIMO将蜂窝基站中的天线数量增加到数百个。天线网络由低成本技术组成，该技术直接将能量集中在用户身上，同时使用数百根天线来更灵敏地检测来自移动设备的微弱信号。
另外，大规模MIMO使用线性编码技术来简化基站的处理。增加基站天线的数量可以增强移动用户数据体验。
我们可以使用理论知识来证明大规模MIMO可以显着降低基站和移动设备的功耗。由于多个低成本基站天线发射的总功率低于单个天线，因此基站消耗的功率可以降低10倍或更多。
莱斯大学Argos大型天线阵列原型。