由于毫米波信道的基本屬性與目前的手機模式不同，而且未知事項較多，因此研究人員必須開發(fā)新的技術、算法與通訊協(xié)議，才能充份發(fā)揮毫米波在5G領域的潛力。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或概念的可行性，這是僅靠模擬而無法實現的。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，并促進技術的應用與推廣。

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

針對毫米波應用打造具有原型制作功能的客制硬件是相當困難的任務。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應用需求找到具有1~2GHz帶寬的現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據的能力也有限，甚至可能完全無法處理。因此，設計客制的FPGA處理機板便成了具吸引力的方案。 設計FPGA機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機板之外，毫米波原型制作系統(tǒng)需要運用最先進的數字模擬轉換器(DAC)與模擬數字轉換器(ADC)才能擷取1~2GHz之間的帶寬。目前市面上有些RFIC具備可以轉換于基頻與毫米波頻率間的芯片，但這些產品選擇有限，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與微波設計的專業(yè)技術，這與開發(fā)FPGA板所需的技術是完全不同的，因此團隊必須具備多種專業(yè)才能開發(fā)所有的必要硬件。