大约在一两年前，业界认为，首批5G应用将是6GHz以下的大规模多入多出（MIMO）天线、高阶载波聚合、异构网络等技术，以实现更好的数据速率、延迟和容量性能。但是，新的半导体工艺和架构已经迅速发展到能以合理的成本提供5G毫米波技术。固定无线接入将成为在5G移动通信系统之前部署的第一种5G业务。在美国，Verizon和AT&T已经在几个城市进行了现场试验，三星/Arqiva最近宣布在英国进行了首次试验。这些是怎么实现的呢？

第五代无线接入网络预计能够满足2020年及以后新用例和新应用的系统与服务要求。5G新无线电（5G NR）预计提供每用户10Gbps的峰值数据速率，是第四代无线接入网络的近100倍。4G LTE-Advanced Pro，也就是部分厂商所称的4.5-4.9G，利用更高带宽和载波聚合能实现高达1Gbps的峰值数据速率。LTE-Advanced Pro的每用户持续数据传输率一般介于25-50Mbps之间。5G NR的目标是通过将每用户持续数据传输率推高到500Mbps，实现100倍的提升。

新兴材料和技术的诞生为研发人员开启了无限可能，让他们得以实现过去无法企及的方案，也为功放（PA）设计的革新开辟了蹊径。一直以来，功放设计的目标都是要将晶体管的性能发挥到极致；如今更是如此。无线基础设施方面设立了多项标准，促生了对于全频段宽带功放的需求。对功率的要求则反应在越来越高的频率上，从而推动了n维功率合成器以及多输入多输出系统（MIMO）的发展。通信系统日益复杂化，迫使人们摒弃传统的阻抗匹配电路法，而转向诸如网络综合等其它方向。

高数据速率无线通信系统需要高频谱效率、高功率效率和低信号失真。问题在于，低信号失真是通过饱和区域大量的信号回退获得的。随着信号回退量增加，非线性失真会下降，但其代价是损失功率效率。误差矢量幅度（EVM）是用于评测发射信号质量的常见品质因数，因为它与整体信噪干扰比（SNIR）1有关。在射频集成电路设计流程中量化EVM变得越来越重要，尤其是在高阶调制传输系统中2。这是因为在射频集成电路设计和优化阶段进行全面的EVM分析，对打造在宽大输出功率范围内具有最佳EVM性能的系统至关重要。

LTE系统是上行链路受限的。虽然基站无线电的下行链路发射功率一般为60 W或更高，但手机目前受限于Power Class 3，其天线端口的允许最大发射功率为+23 dBm ±2 dB。上行链路和下行链路具有相似的传输特性，而上行LTE的有效吞吐量可以远低于下行链路。这在更高的频带（例如，2.5GHz）中尤其存在问题，其下行链路可以穿透建筑物的墙壁，但上行链路信号大约弱6dB，造成双向连接失败。在LTE中，上行链路是不可随意选择的，因为系统需要连续的上行链路进行信道评估和功率控制。因此，上行链路问题被简单地感知为覆盖范围小。

90年代初，美国施乐（Xerox）公司的Mark Weiser提出了普适计算的概念，即计算机在我们的日常生活中无所不在、随时随地可以进行运算。“最好的用户界面”，Weiser指出，“应当让用户注意不到它的存在。”他预测无线网络的将来，各种设备相连，使得人们能随时随地获取需要的信息。Weiser认为1，“从长远来看，因为计算访问将无处不在：如嵌在墙里，戴在手腕上或者在“报废的计算机”（如废纸），随时需要随时使用，个人电脑和工作站将变得几乎过时。”

对于速度和无所不在的连接的需求是MHz技术演变到THz技术这场革命的主要驱动力。十年前，谁会想到现在的世界正在尝试将数十亿台设备通过互联网连接在一起，并准备在几秒内将一部电影下载到智能手机？无线应用已经从点到点演进到广播系统再到网状和蜂窝网络，现在人们正在探索点对点和蜂窝相结合的定向网络系统。

通常，射频材料测量一直都是将样品送入实验室进行。这是因为以往的微波分析仪和传感器的尺寸都比较庞大。紧凑型点式探头和紧凑型微波分析仪的新技术发展使得这一方式得以改变。本文讨论了用于微波相关材料现场测量的手持和可安装在自动化设备上的反射仪的概念，该技术集成了微波分析仪和传感器，无需射频电缆。

随着移动运营商不断尝试各种技术，5G将从毫米波（mmWave）段的固定宽带无线接入开始部署，这一点似乎很清晰了。有执照和无执照频段中存在大量可用频谱以及毫米波解决方案的技术趋于成熟推动了这种趋势。先进的无线信号处理技术和大量的可用频谱共同增加了基础设施网络的带宽容量，这些网络提供给最终用户最直接的数据速率的提升。容量增加产生额外收入使运营商获利，而这些额外收入来源于围绕各种各样的5G用例构建的新的商业模型，比如虚拟现实、实时分布式超高清游戏和用于远程手术的触觉互联网。

在美国和欧洲，运营商正在从模拟电视向数字无线电视广播过渡，以节省大量频谱资源。借助数字视频压缩技术，原本一个模拟通道占用的频谱资源现在可供多达八个数字电视通道使用。数字信号不需要模拟信号所需的宽保护频段来提供干扰保护。总而言之，向数字技术的过渡为美国和欧洲无线服务提供了更多可用频谱，被称为第一次和第二次“数字红利”。第二次数字红利可提供600至700 MHz之间的可用频谱，虽然尚未完全实现，但将促进美国、欧洲和其它市场之间的频率协调。与更高频率的基站相比，使用数量较少的600至700 MHz频段基站就能覆盖更远的距离，从而降低服务于乡村地区的成本，更好地穿透建筑和其它结构。

新兴技术的挑战之一，就5G和loT这两个很好的例子来说，是需要增加其集成度和功能性，以满足这些应用的性能和成本要求。提高后的集成度为射频和微波设计人员提出了一个新问题：如何验证其集成度。幸运的是，复杂设计的验证是模拟和混合信号设计人员多年来一直在努力解决的问题，最佳设计实践已经在Cadence Virtuoso模拟设计环境（ADE）中得到自动化。