由于毫米波信道的基本属性与目前的手机模式不同，而且未知事项较多，因此研究人员必须开发新的技术、算法与通讯协议，才能充份发挥毫米波在5G领域的潜力。建立毫米波原型非常重要，尤其是在早期阶段。毫米波原型的建立可证实技术或概念的可行性，这是仅靠模拟而无法实现的。毫米波原型能够在多种情境下，透过实时的空中传输方式执行通讯作业，藉此解开毫米波通道的秘密，并促进技术的应用与推广。
要建立完整的毫米波通讯原型时会面临多个难题。假设有一个可处理多重GHz讯号的基频子系统。目前大多数的LTE建置通常都使用10MHz通道(最高20MHz)，而且运算负载随着带宽而呈直线增加。换句话说，运算能力必须提高100倍以上，才能满足5G数据速率的需求。此外，为了执行毫米波系统的物理层运算，原型制作的过程中必须用到FPGA。
针对毫米波应用打造具有原型制作功能的客制硬件是相当困难的任务。毫米波频率由于具备大量的连续带宽，因此非常适用于通讯作业。要为5G应用需求找到具有1~2GHz带宽的现成硬件传输器或接收器，需要很高的成本，在某些频率甚至不可能找到符合此条件的仪器。就算真的有这种硬件，其配置与并处理原始数据的能力也有限，甚至可能完全无法处理。因此，设计客制的FPGA处理机板便成了具吸引力的方案。 设计FPGA机板硬件的时间或许不需要很久，但如果还要开发与其通讯的软件接口，就算是最有经验的工程师也可能需要一年甚至更久的时间才能完成，而且这只是原型制作系统的一部份而已。
除了FPGA机板之外，毫米波原型制作系统需要运用最先进的数字模拟转换器(DAC)与模拟数字转换器(ADC)才能撷取1~2GHz之间的带宽。目前市面上有些RFIC具备可以转换于基频与毫米波频率间的芯片，但这些产品选择有限，而且大多仅能用于60GHz频带。IF与RF阶段可做为RFIC的替代方案，工程师一旦有了基频与IF解决方案，供货商便能针对毫米波无线头端提供更多基频RFIC以外的选择，但仍然十分有限。开发毫米波无线头端需要RF与微波设计的专业技术，这与开发FPGA板所需的技术是完全不同的，因此团队必须具备多种专业才能开发所有的必要硬件。
