基于WiMAX技术的无线通信专网解决方案项目鉴定报告.docx
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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:
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1~6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(DLSub-FrameRatio),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1785~1805MHz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(UnsolicitedGrantService)、ertPS(ExtendedReal-timePollingService)、rtPS(Real-timePollingService)、nrtPS(Non-real-timePollingService)和BE(BestEffort)。
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DesignArtNetworks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WiMAXSoC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AnalogI/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(FastEthernet)/GE(GigabitEthernet)接入、光纤接入、xDSL接入、PON(PassiveOpticalNetwork)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FFT
e)支持1/8CP(CyclicPrefix)长度
f)支持5ms帧长
g)支持多种编码率:
1/2、2/3、3/4、5/6
h)下行支持多种调制方式:
QPSK、16QAM、64QAM,支持多种上行调制方式:
QPSK、16QAM
i)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(AdaptiveModulationandCoding,自适应调制编码)功能
l)支持基站与终端之间ARQ(AutomaticRepeatRequest)参数的初始协商
m)支持ChaseCombingHARQ(混合自动重传)功能
n)支持MatrixA/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=2048
2)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(DLDataZone)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)
QPSK1/2
-98
-95
QPSK3/4
-95
-92
QAM161/2
-93
-90
QAM163/4
-88
-85
5)工程指标
物理尺寸不超过450×480×180mm
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90VAC~300VAC
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20kA
8/20μs冲击电流
交流满足差模5kA,共模5kA
天馈接口(含GPS接口)
差模:
8kA
8/20μs冲击电流
共模:
40kA
信号接口(除FE/GE电口)
差模:
250A
8/20μs冲击电流
共模:
250A
FE/GE电接口
差模:
500V
1.2/50μs冲击电压
共模:
4000V
7)环境指标
项目
范围
温度
-40℃~55℃(无太阳辐射);-40℃~50℃(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DesignArtNetworks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”x16.7”x5.3”
(44cmx42cmx13cm)
质量
32lbs(14.5kg)(不包含安装的硬件)
功耗
-48VDCor110/220VAC,
180WattsMax
温度
-40Cto+55C(ETSIEN300019-1.4Class4.1E)
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10kAIEC6100-4-5(根据外部配置元件可选择性)
耐候性
IECIP67
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
Min10kAIEC6100-4-5(可选外置防雷组件)
安全性和IECIP
EN300019-2-2,GR487,IEC60529
防震与防尘
ETSIEN300019-1-4Class4.1E
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
6
7
8
9
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
1
WiMAX基站
1.8GHz
基站
2
客户端
WinXP
管理
3
终端
1.8GHz
终端
4
GPS
Garmin
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ANT1——ANT6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IperfServer,终端处笔记本上架设IperfClient,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、下载速率分测。
4)架设好1.8GHz基站,基站ANT1——ANT6端口均外加1785——1805MHz的带通滤波器,再与KBT15dBi双极化天线连接,终端外接5dBi车顶吸盘天线。
在扇区覆盖范围内寻找数个CPE位置,建立无线链路,利用GPS记录该位置距基站距离、CPE接收电平(RSSI)、载噪比(CINR)等数据。
三、测试结果:
测试项目
性能描述
备注
CPE接入速率
有时72s,有时4分钟左右
从CPE上电开始计算,直到连上BS
端到端ping32bytes的时延
76ms
从连CPE的PC上ping到连BS的PC
端到端ping500bytes的时延
89ms
从连CPE的PC上ping到连BS的PC
端到端ping1500bytes的时延
128ms,有少量丢包
从连CPE的PC上ping到连BS的PC
端到端丢包率
无
ping32bytes测试10分钟
CPE端检测到的RSSI值(dbm)
-68
CPE端检测到的CINR值(db)
28
上传throughput(bits/s)
2.4M(稳定)
Iperf测试
下载throughput(bits/s)
6.4M(基本稳定)
FileZilladownload测试
四、结论:
1.深圳键桥通讯WiMAX基站系统满足WiMAX802.16e技术标准,可以工作在无ASN-GW的模式,减少专网用户网络建设初期的投资;
2.设备支持6天线输入输出MIMOA/B;
3.CPE在5MHz载波带宽的复杂环境下测得上行最大吞吐量2.4Mbps,下行6.4Mbps;
总体而言深圳键桥通信技术股份有限公司开发的WiMAX宽带无线系统可以满足专网用户的应用需求。
测试人:
___________审查:
___________
____年____月____日
鉴定意见
鉴定小组组长签字:
______________
_____年_____月____日
主管领导意见
签字:
______________
_____年_____月____日
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
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