基于WiMAX技术的无线通信专网解决方案项目鉴定报告

研发中心编 号：RD- 日 期： 内部鉴定书键桥鉴字2011第 2011xx（月份）xx号项目名称：基于WiMAX技术的无线通信专网解决方案完成单位：深圳键桥通讯技术股份有限公司鉴定形式：内部会议鉴定组织鉴定单位：深圳键桥通讯技术股份有限公司鉴定日期：xxxx年xx月xx日鉴定批准日期： 研发中心 简要技术说明及主要技术性能指标技术说明：WiMAX 是一项基于 IEEE802.16 标准的宽带无线接入城域网技术，是针对微波频段提出的一种新的空中接口标准，WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX是一项新兴技术，能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的16英里覆盖范围(取决于多种因素)，WiMAX可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外，凭借这种覆盖范围和高吞吐率，WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供回程。 WiMAX构建于高级无线技术，抵消效果的干扰提供更多数据以大范围。 两个关键高级无线突破结合入移动WiMAX标准是正交频分多访问(OFDMA)和多个输入/多个输出(MIMO)智能天线技术。 这两种技术有效地放置到更多的数据的可用电波以提高吞吐量和/或覆盖范围。 尤其有利MIMO高干扰环境中，如中心城市。 OFDMA断裂一个信号转换许多独立之前将其传输碎跨电波以增加光谱效率。 通过多元化的信号这样,即使某些块没使它通过，则信号会重建仍然可以对方是否 MIMO使用多个天线的两端的无线连接(基站和用户设备)以启用数据到沿多个独立路径。产品特点：1. 较高的下行子帧比例（DL Sub-Frame Ratio），下行吞吐量远高于上行吞吐量；2. 较高的基站输出功率，以满足下行覆盖距离的要求，6个天馈口同时输出，每端口功率为2W；3. 较低的终端输出功率，以避免对终端用户的伤害，典型的室内终端输出功率在2.5GHz频段为23dBm，室外终端输出功率为27dBm；4. 为了满足运营商要求的在不同厂商之间实现互联互通的要求，产品完全按照WiMAX论坛Profile设计。5. 宽带接入支持17851805MHz频段，以及2.5/3.5/5.8GHz等频段。支持标准的IEEE802.16e协议接口，基站与ASN-GW、设备共同组成 WiMAX 接入服务网络，满足视频监控、数据回传、远程控制、VoIP等业务的宽带接入需求。支持IPv4 报文的承载和转发，包括IPv4 数据包的传输、ARP功能以及ICMP功能，传输承载方式灵活，简单，扩展性好。6. 认证鉴权支持PKMv2 的空中接口安全协议，并支持 EAP（扩展鉴权协议）认证协议，为终端用户提供认证鉴权功能。7. QoS功能支持多种QoS 业务调度类型，包括 UGS（Unsolicited Grant Service）、ertPS（Extended Real-time Polling Service）、rtPS（Real-time Polling Service）、nrtPS（Non-real-time Polling Service）和BE（Best Effort）。8. 移动性支持终端进行硬切换。终端进行硬切换时，首先中断与原小区的连接，然后建立与目标小区连接，完成切换。在切换过程中支持原小区和目标小区的终端上下文共享，加快切换的速度。产品配置：键桥通讯的WiMAX基站选择以色列DesignArt Networks提供的的DAN2400作为基带芯片，配合外围芯片实现WiMAX信号和数据的处理。DAN2400提供一个基于以软件为中心、多核结构的开放式WiMAX SoC平台，设计用于WiMAX宽带接入、点对点接入、点对多点接入。该芯片包含针对移动WiMAX基站的PHY和MAC功能的处理器、一个用于控制一个6信道天线处理的DSP核、一个嵌入式大容量网络处理器和多个提供系统控制功能的ARM内核。产品在架构上采用基带与射频部分各为独立模块的形式，基带模块只向射频模块提供Analog I/Q输入与输出接口、PLL参考时钟信号、以及TDD开关等控制信号，通过单一型号的连接器实现信号交换。对应不同频段和应用的产品，只需要更换电源模块、射频模块、滤波器模块和机械部件，在最大程度上实现设计的复用，降低生产与供应链难度。基于本基带模块的基站产品可工作于1.8/2.5/3.5/5.8GHz等频段，且支持WiMAX接入模式和点对多点传输模式。1） 网络特性支持多种传输接入方式：FE（Fast Ethernet）/GE（Gigabit Ethernet）接入、光纤接入、xDSL 接入、PON（Passive Optical Network）接入、微波接入和卫星接入等。2） 无线特性支持多种无线特性的自适应功能：a) 支持TDD（时分双工）双工方式b) 提供TDD方式下，针对终端的带宽分配功能c) 支持TDD方式下静态配置上下行带宽比例d) 支持512/1024点FFT：信道带宽为5MHz 时支持512点FFT；信道带宽为10MHz时支持 1024点FFTe) 支持1/8 CP（Cyclic Prefix）长度f) 支持5ms帧长g) 支持多种编码率：1/2、2/3、3/4、5/6h) 下行支持多种调制方式：QPSK、16QAM、64QAM，支持多种上行调制方式：QPSK、16QAMi) 支持两种信道带宽：5MHz 带宽、10MHz 带宽j) 支持上行开环功率控制和上行闭环功率控制k) 支持上下行AMC (Adaptive Modulation and Coding，自适应调制编码)功能l) 支持基站与终端之间ARQ (Automatic Repeat Request)参数的初始协商m) 支持Chase Combing HARQ (混合自动重传)功能n) 支持Matrix A/B的MIMO 功能，提高小区的覆盖范围和增加小区的数据吞吐率性能指标：产品可达到如下性能：1） 容量指标最大激活用户数=256 单用户最大业务流数=16 Idle状态最大用户数=20482） 信道带宽支持5MHz、10MHz，支持软件配置信道带宽3） 发射功率每天线口2W(33dBm)，该功率是下行数据区域(DL Data Zone)在最高调制与编码模式下的最大RMS功率。4） 接收灵敏度：调制方式5MHz 带宽接收灵敏度（单位：dBm）10MHz 带宽接收灵敏度（单位：dBm）QPSK 1/2-98-95QPSK 3/4-95-92QAM16 1/2-93-90QAM16 3/4-88-855） 工程指标物理尺寸不超过450480180mm整机满配置重量不超过23kg直流电源输入范围-36V-57V 交流电源输入范围90V AC300V AC提供两路天线输出，四路天线输入，工作在四天线2TX+4RX模式，N型接头提供一路GPS天线输入，N型接头提供一路以太网传输接口，防水接头提供一路操作维护（以太网+RS232）接口，防水接头提供一路电源输入接口，防水接头6） 防雷指标接口名称防雷指标冲击类型电源接口直流-48V满足差模10kA，共模20kA8/20s冲击电流交流满足差模5kA，共模5kA天馈接口（含GPS接口）差模：8kA8/20s冲击电流共模：40kA信号接口（除FE/GE电口）差模：250A8/20s冲击电流共模：250AFE/GE电接口差模：500V1.2/50s冲击电压共模：4000V7） 环境指标项目范围温度-4055（无太阳辐射）；-4050（有太阳辐射）温度变化率3/min相对湿度5%100%系统、设备成本分析和可靠性、工艺说明成本分析成本描述小计（万元）开发设备采购费用为购置基站、终端开发设备，现场技术支持设备，开发软件发生的费用，以及向DesignArt Networks支付的技术授权费用1255.84研发物料采购费用向Cisco、ECI等厂商以研发物料形式签订的采购合同，未来以合同转换方式变为销售物料1326.56原型机（Prototype）生产费用100套原型机的试制费用，包括元器件采购、机构外形设计和制造、工厂制造等费用100实验局费用以实验局形式为客户垫资建设网络，通过验收后向客户转为商用网络销售330技术开发费用基站射频部分与终端的合作技术开发费用200研发人员费用团队核心研发工程师与应届毕业生的人员费用129.6测试认证费用基站与终端的IOT测试费用，以及产品的认证检测费用40人员培训费用键桥研发工程师在中国大陆的培训费用，以及到以色列DesignArt的培训费用70其他费用研发过程中的基本预备费用220总计3672所有键桥通讯基站都包含一个单一的，所有功能于一身的，完全不受天气影响的单位，可以是完全安装的室外或室内，取决于每个部署。下表列出了基站的机械、电子和环境性能。物理和环境规格体积17.5” x 16.7” x 5.3”(44cm x 42cm x 13cm)质量32lbs (14.5kg)（不包含安装的硬件）功耗-48 VDC or 110/220 VAC,180 Watts Max温度-40C to +55C (ETSI EN 300 019-1.4 Class 4.1E)在完全暴露在45度的日光环境温度下，可能需要提供合适的太阳防护罩。ETH-1可以提供Cat-5 (RJ-45)、单模光纤和多模光纤（本地复用）端口。湿度5-100%非凝结海拔海平面以上10,000英尺。浪涌防护UL497B雷电防护最少10kA IEC 6100-4-5 (根据外部配置元件可选择性)耐候性IEC IP67风荷载160千米/小时正常工作, 200千米/小时 基站不损坏避雷保护Min 10kA IEC 6100-4-5 (可选外置防雷组件)安全性和 IEC IPEN 300 019-2-2, GR487, IEC 60529防震与防尘ETSI EN 300 019-1-4 Class 4.1E环境和机械标准推广应用前景深圳键桥通讯技术股份有限公司作为国内电网公司主要的专网通讯技术解决方案服务商之一， 在国内市场占有较高的市场份额，并在浙江、河北、福建、山东多个省份中占据主导地位。在传统专网通讯的传输系统中，主要是采用光纤传输和微波传输。光纤传输是电力通信的主要手段，微波传输是一种备用手段。光纤铺设具有较大的局限性，特别是在低端的用户驻地接入层面， 光纤传输的缺点非常明显。 因此， 采用 WiMAX技术来代替微波通信技术，并拓展更为广泛的用户驻地市场，存在巨大的商业价值。交通领域轨道交通专网通信是正在快速发展的细分市场， 据国家发改委和建设部提供的资料显示，“十一五”期间，中国城市交通投资将达 8,000 亿元，其中地铁建设投资预计 2,000 亿元。WiMAX技术作为支持高速移动状态下接入的无线宽带技术，在交通领域有显著优势。首先，电力通信除在发电厂、供电局等通信集中的地方外，很多变电站地处偏远，通信设备的维护半径通常达上百公里，维护成本较高。WiMAX技术可以替代传统的微波通信，弥补光纤通信的不足。WiMAX技术与现有网络传输方式相结合，在热点场所（如变电站、电厂）内可以构建由行业通信部门独立运营的WiMAX网络，配合已有的光纤网络，实现配网自动化、负荷控制、数字工业视频监控、计算机信息系统的数据传输业务。与光纤接入方式比较，在材料与施工成本方面，WiMAX具有较明显的成本优势，在非视距场合尤其突出。另外，与传统微波通信比较，WiMAX的综合带宽利用率更高，可以实现非视距通信级微波通信所不能实现的多点对多点的组网通信。 其次， 智能交通管理系统需要传送大量的交通流量数据信息、 交通叉道信息、交通信号控制信息、视频监控信息、违章处理信息等 IP 数据。由于交通管理部门的管理范围广泛而分散，同时光纤资源十分有限，对于特殊紧急事件处理需要快速地建立现场通信， 采用 WiMAX技术构建智能交通通信系统平台能为此提供一种较好的解决方案。通过 WiMAX网络，指挥中心、各级分中心、联动中心可以与外场设备进行宽带数据交换，也可以与移动应急指挥车建立实时通信，从而保证各部门步调一致、协调作战，处理城市中出现的各种突发事件。 最后，目前轨道交通通信通常建立在指挥中心与各车站之间，尚无法有效实现列车和地面之间的宽带通信。但是，无论是列车运行需要，还是乘客资讯业务需要，均希望能够有效地解决列车与地面之间高带宽实时通信，但目前实现比较困难，WiMAX技术则可以较好地解决该问题。项目来源和主要技术文件清单WiMAX 是一项基于 IEEE802.16 标准的宽带无线接入城域网技术，是针对微波频段提出的一种新的空中接口标准。 WiMAX与 DSL和 Wi-Fi 比较，具有以下优势：标准化，成本低；数据传输速率高；非视距；传输距离远；无“最后一公里”瓶颈限制；提供广泛的多媒体通信服务等。 由于 WiMAX的上述优势，其可以广泛应用于能源交通等行业，因此，本项目的建设是专网通信技术发展的必然要求。 首先，电力通信除在发电厂、供电局等通信集中的地方外，很多变电站地处偏远，通信设备的维护半径通常达上百公里，维护成本较高。WiMAX技术可以替代传统的微波通信，弥补光纤通信的不足。WiMAX技术与现有网络传输方式相结合，在热点场所（如变电站、电厂）内可以构建由行业通信部门独立运营的WiMAX网络，配合已有的光纤网络，实现配网自动化、负荷控制、数字工业视频监控、计算机信息系统的数据传输业务。与光纤接入方式比较，在材料与施工成本方面，WiMAX具有较明显的成本优势，在非视距场合尤其突出。另外，与传统微波通信比较，WiMAX的综合带宽利用率更高，可以实现非视距通信级微波通信所不能实现的多点对多点的组网通信。 其次， 智能交通管理系统需要传送大量的交通流量数据信息、 交通叉道信息、交通信号控制信息、视频监控信息、违章处理信息等 IP 数据。由于交通管理部门的管理范围广泛而分散，同时光纤资源十分有限，对于特殊紧急事件处理需要快速地建立现场通信， 采用 WiMAX技术构建智能交通通信系统平台能为此提供一种较好的解决方案。通过 WiMAX网络，指挥中心、各级分中心、联动中心可以与外场设备进行宽带数据交换，也可以与移动应急指挥车建立实时通信，从而保证各部门步调一致、协调作战，处理城市中出现的各种突发事件。 最后，目前轨道交通通信通常建立在指挥中心与各车站之间，尚无法有效实现列车和地面之间的宽带通信。但是，无论是列车运行需要，还是乘客资讯业务需要，均希望能够有效地解决列车与地面之间高带宽实时通信，但目前实现比较困难，WiMAX技术则可以较好地解决该问题。主要技术文件清单如下：01 立项报告-基于WiMAX技术的无线通信专网解决方案开发项目(初稿)02 基于WiMAX技术的专网无线基站产品可行性研究报告03-1 硬件项目任务书03-2 项目任务书(软件)04-1 硬件概要设计04-2 概要设计说明书(软件)05-1 硬件单元设计05-2 单元设计任务书(软件)主要研制人员名单序号姓 名性别技术职称文化程度工 作 单 位主要职责1王健男研究生深圳键桥通讯2刘东雷男研究生深圳键桥通讯3黄振男深圳键桥通讯4盛亮男深圳键桥通讯5刘健男深圳键桥通讯6789鉴 定 成 员 名 单序号姓 名工作部门职称职务现从事专业签名测 试 成 员 名 单序号姓 名工作部门职称职务现从事专业签名测试报告一、 使用设备和仪表：序号所需硬件资源所需硬件的参数要求用途1WiMAX 基站1.8GHz基站2客户端WinXP管理3终端1.8GHz终端4GPSGarmin基站和测试点地理位置采集5视频语音系统及相关配套设备Vidyo视频语音流畅度测试二、 测试方法：1) 在基站ANT1ANT6端口外接30dB射频衰减器，开启基站，将基站连接到PC机上，通过网页界面对基站进行参数上的控制，利用矢量信号分析仪分析基站性能（Tx-Power,Evm，Flatness等参数）。2) 开启基站，接入终端，通过网页界面将CPE频率范围设置与BS一致，测试分析CPE与BS的连接性、传输性。3) 在楼顶架设1.8GHz基站，配置好Iperf Server，终端处笔记本上架设Iperf Client，开启基站，驾驶路测车辆取多个点利用笔记本在天线覆盖方向进行TCP以及UDP的上传、下载