由于毫米波信道的基本屬性與目前的手機(jī)模式不同，而且未知事項較多，因此研究人員必須開發(fā)新的技術(shù)、算法與通訊協(xié)議，才能充份發(fā)揮毫米波在5G領(lǐng)域的潛力。建立毫米波原型非常重要，尤其是在早期階段。毫米波原型的建立可證實技術(shù)或概念的可行性，這是僅靠模擬而無法實現(xiàn)的。毫米波原型能夠在多種情境下，透過實時的空中傳輸方式執(zhí)行通訊作業(yè)，藉此解開毫米波通道的秘密，并促進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用與推廣。

要建立完整的毫米波通訊原型時會面臨多個難題。假設(shè)有一個可處理多重GHz訊號的基頻子系統(tǒng)。目前大多數(shù)的LTE建置通常都使用10MHz通道(最高20MHz)，而且運(yùn)算負(fù)載隨著帶寬而呈直線增加。換句話說，運(yùn)算能力必須提高100倍以上，才能滿足5G數(shù)據(jù)速率的需求。此外，為了執(zhí)行毫米波系統(tǒng)的物理層運(yùn)算，原型制作的過程中必須用到FPGA。

針對毫米波應(yīng)用打造具有原型制作功能的客制硬件是相當(dāng)困難的任務(wù)。毫米波頻率由于具備大量的連續(xù)帶寬，因此非常適用于通訊作業(yè)。要為5G應(yīng)用需求找到具有1~2GHz帶寬的現(xiàn)成硬件傳輸器或接收器，需要很高的成本，在某些頻率甚至不可能找到符合此條件的儀器。就算真的有這種硬件，其配置與并處理原始數(shù)據(jù)的能力也有限，甚至可能完全無法處理。因此，設(shè)計客制的FPGA處理機(jī)板便成了具吸引力的方案。 設(shè)計FPGA機(jī)板硬件的時間或許不需要很久，但如果還要開發(fā)與其通訊的軟件接口，就算是最有經(jīng)驗的工程師也可能需要一年甚至更久的時間才能完成，而且這只是原型制作系統(tǒng)的一部份而已。

除了FPGA機(jī)板之外，毫米波原型制作系統(tǒng)需要運(yùn)用最先進(jìn)的數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)與模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)才能擷取1~2GHz之間的帶寬。目前市面上有些RFIC具備可以轉(zhuǎn)換于基頻與毫米波頻率間的芯片，但這些產(chǎn)品選擇有限，而且大多僅能用于60GHz頻帶。IF與RF階段可做為RFIC的替代方案，工程師一旦有了基頻與IF解決方案，供貨商便能針對毫米波無線頭端提供更多基頻RFIC以外的選擇，但仍然十分有限。開發(fā)毫米波無線頭端需要RF與微波設(shè)計的專業(yè)技術(shù)，這與開發(fā)FPGA板所需的技術(shù)是完全不同的，因此團(tuán)隊必須具備多種專業(yè)才能開發(fā)所有的必要硬件。