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1、文獻編號：保密等級：四級項目立項報告項目名稱：基于 WiMAX技術的無線通信專網解決方案開發項目項目經理：申請日期：2023年8月28日深圳鍵橋通訊技術股份有限公司 研發中心有效期2023年6月2023年6月項 目 分 析一、 項目應用范圍 WiMAX 是一項基于 IEEE802.16 標準的寬帶無線接入城域網技術，是針對微波頻段提出的一種新的空中接口標準。 WiMAX與 DSL和 Wi-Fi 比較，具有以下優勢：標準化，成本低；數據傳輸速率高；非視距；傳輸距離遠；無“最后一公里”瓶頸限制；提供廣泛的多媒體通信服務等。 由于 WiMAX的上述優勢，其可以廣泛應用于能源交通等行業，因此，本項目的2、建設是專網通信技術發展的必然規定。 一方面，電力通信除在發電廠、供電局等通信集中的地方外，很多變電站地處偏遠，通信設備的維護半徑通常達上百公里，維護成本較高。WiMAX技術可以替代傳統的微波通信，填補光纖通信的局限性。WiMAX技術與現有網絡傳輸方式相結合，在熱點場合（如變電站、電廠）內可以構建由行業通信部門獨立運營的WiMAX網絡，配合已有的光纖網絡，實現配網自動化、負荷控制、數字工業視頻監控、計算機信息系統的數據傳輸業務。與光纖接入方式比較，在材料與施工成本方面，WiMAX具有較明顯的成本優勢，在非視距場合特別突出。此外，與傳統微波通信比較，WiMAX的綜合帶寬運用率更高，可以實現非視距通3、信級微波通信所不能實現的多點對多點的組網通信。 另一方面， 智能交通管理系統需要傳送大量的交通流量數據信息、 交通叉道信息、交通信號控制信息、視頻監控信息、違章解決信息等 IP 數據。由于交通管理部門的管理范圍廣泛而分散，同時光纖資源十分有限，對于特殊緊急事件解決需要快速地建立現場通信， 采用 WiMAX技術構建智能交通通信系統平臺能為此提供一種較好的解決方案。通過 WiMAX網絡，指揮中心、各級分中心、聯動中心可以與外場設備進行寬帶數據互換，也可以與移動應急指揮車建立實時通信，從而保證各部門步調一致、協調作戰，解決城市中出現的各種突發事件。 最后，目前軌道交通通信通常建立在指揮中心與各車站之4、間，尚無法有效實現列車和地面之間的寬帶通信。但是，無論是列車運營需要，還是乘客資訊業務需要，均希望可以有效地解決列車與地面之間高帶寬實時通信，但目前實現比較困難，WiMAX技術則可以較好地解決該問題。二、 國內外同類產品的比較目前國內外提供WiMAX產品及解決方案的廠商重要有華為（Huawei）、中興（ZTE）、阿波通（Aperto）、紅線（Redline）、摩托羅拉（Motorola）、奧維通（Alvarion）等廠商，他們提供的WiMAX解決方案具有以下特點1） 較高的下行子幀比例（DL Sub-Frame Ratio），下行吞吐量遠高于上行吞吐量2） 較高的基站輸出功率，以滿足下行覆蓋距5、離的規定，典型的室外型基站，如華為DBS3900 WiMAX，2.5GHz頻段天天饋口的輸出功率為40dBm，每個RRU可支持4個天饋口同時輸出3） 較低的終端輸出功率，以避免對終端用戶的傷害，典型的室內終端輸出功率在2.5GHz頻段為23dBm，室外終端輸出功率為27dBm4） 為了滿足運營商規定的在不同廠商之間實現互聯互通的規定，產品完全按照WiMAX論壇Profile設計，無法使用Profile以外的DL/UL子幀比例以支持客戶的特定需求以上特點決定了這些廠商的產品的重要客戶是電信運營商，為最終消費者提供一種與有線接入方式體驗相稱的無線寬帶服務。這種服務的特點是以在線視頻、在線娛樂、軟件6、下載等業務為主，下行數據流量的需求遠大于上行數據流量。三、 曾采用的設計方案比較鍵橋歷史上未研發過類似產品，在此以市場上主流廠商采用的方案進行比較1） DSP基帶+射頻該方案的芯片供應商有TI、FreeScale等，通過DSP強大的運算功能實現對WiMAX物理層信號和MAC層/應用層數據的解決，可通過修改、添加代碼的方式支持各種WiMAX新特性，而無需改動硬件設計。2） FPGA基帶+射頻該方案的芯片供應商有Xilinx、Altera等，通過FPGA靈活的可配置性，實現對物理層信號和MAC層/應用層數據的解決，這種方案最大的優勢在于芯片的可配置性，理論上可通過升級內核代碼支持涉及WiMAX和L7、TE在內的各種4G通訊模式，3） WiMAX基帶芯片+射頻該方案的芯片供應商有富士通、英特爾、SEQUANS、DesignArt Networks等，這種 方案的特點是集成度高，在單一芯片上可以實現涉及WiMAX物理層、MAC層、應用層，以及以太網物理層、MAC層等功能，相比前兩個方案外圍電路可以簡化很多，可以在較短的時間內完畢產品開發。缺陷是擴展性差，未來通信標準升級較困難。 四、 本方案的采用理由、描述作為深圳鍵橋通訊技術股份有限公司的募投項目，對產品的發布時間有較迫切的規定，參照鍵橋目前的研發能力，我們需要建立一支輕量級的、靈敏高效的WiMAX研發隊伍，在此前提下本方案選擇了Design8、Art Networks的DAN2400作為基帶芯片，配合外圍芯片實現WiMAX信號和數據的解決。DAN2400提供一個基于以軟件為中心、多核結構的開放式WiMAX SoC平臺，設計用于WiMAX寬帶接入、點對點接入、點對多點接入。該芯片包含針對移動WiMAX基站的PHY和MAC功能的解決器、一個用于控制一個6信道天線解決的DSP核、一個嵌入式大容量網絡解決器和多個提供系統控制功能的ARM內核。五、 產品實現功能及性能介紹鍵橋WiMAX 無線寬帶接入方案提供移動寬帶覆蓋，容量大，覆蓋廣。設備建網速度快，運營成本低。基站產品提供無線信號的收發功能，實現WiMAX網絡系統和終端之間的通信，基于IE9、EE 802.16e標準設計，符合WiMAX論壇規定，遵循的標準規范版本如下表：標準/規范名稱全稱備注IEEE 802.16IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems遵循802.16 Cor2D3最新的SRD(SystemRequirementsDocument ),PHY 采用OFDMANWG 協議WiMAX Forum Network Architecture, Stage2 / Stage 10、3遵循Release 1 Version1.2.0產品在架構上采用基帶與射頻部分各為獨立模塊的形式，基帶模塊只向射頻模塊提供Analog I/Q輸入與輸出接口、PLL參考時鐘信號、以及TDD開關等控制信號，通過單一型號的連接器實現信號互換。相應不同頻段和應用的產品，只需要更換電源模塊、射頻模塊、濾波器模塊和機械部件，在最大限度上實現設計的復用，減少生產與供應鏈難度。基于本基帶模塊的基站產品可工作于1.8/2.5/3.5/5.8GHz等頻段，且支持WiMAX接入模式和點對多點傳輸模式。產品實現的功能涉及：寬帶接入、認證鑒權、QoS 功能、移動性。1） 寬帶接入支持17851805MHz頻段，以及11、2.5/3.5/5.8GHz等頻段。支持標準的IEEE802.16e協議接口，基站與ASN-GW、設備共同組成 WiMAX 接入服務網絡，滿足視頻監控、數據回傳、遠程控制、VoIP等業務的寬帶接入需求。支持IPv4 報文的承載和轉發，涉及IPv4 數據包的傳輸、ARP功能以及ICMP功能，傳輸承載方式靈活，簡樸，擴展性好。2） 認證鑒權支持PKMv2 的空中接口安全協議，并支持 EAP（擴展鑒權協議）認證協議，為終端用戶提供認證鑒權功能。3） QoS功能支持多種QoS 業務調度類型，涉及 UGS（Unsolicited Grant Service）、ertPS（Extended Real-ti12、me Polling Service）、rtPS（Real-time Polling Service）、nrtPS（Non-real-time Polling Service）和BE（Best Effort）。4） 移動性支持終端進行硬切換。終端進行硬切換時，一方面中斷與原社區的連接，然后建立與目的社區連接，完畢切換。在切換過程中支持原社區和目的社區的終端上下文共享，加快切換的速度。產品實現的特性涉及：1） 網絡特性支持多種傳輸接入方式：FE（Fast Ethernet）/GE（Gigabit Ethernet）接入、光纖接入、xDSL 接入、PON（Passive Optical Netwo13、rk）接入、微波接入和衛星接入等。2） 無線特性支持多種無線特性的自適應功能：a) 支持TDD（時分雙工）雙工方式b) 提供TDD方式下，針對終端的帶寬分派功能c) 支持TDD方式下靜態配置上下行帶寬比例d) 支持512/1024點FFT：信道帶寬為5MHz 時支持512點FFT；信道帶寬為10MHz時支持 1024點FFTe) 支持1/8 CP（Cyclic Prefix）長度f) 支持5ms幀長g) 支持多種編碼率：1/2、2/3、3/4、5/6h) 下行支持多種調制方式：QPSK、16QAM、64QAM，支持多種上行調制方式：QPSK、16QAMi) 支持兩種信道帶寬：5MHz 帶寬、114、0MHz 帶寬j) 支持上行開環功率控制和上行閉環功率控制k) 支持上下行AMC (Adaptive Modulation and Coding，自適應調制編碼)功能l) 支持基站與終端之間ARQ (Automatic Repeat Request)參數的初始協商m) 支持Chase Combing HARQ (混合自動重傳)功能n) 支持Matrix A/B的MIMO 功能，提高社區的覆蓋范圍和增長社區的數據吞吐率產品可達成如下性能：1） 容量指標最大激活用戶數=256 單用戶最大業務流數=16 Idle狀態最大用戶數=20482） 信道帶寬支持5MHz、10MHz，支持軟件配置信道帶寬3）15、 發射功率天天線口2W(33dBm)，該功率是下行數據區域(DL Data Zone)在最高調制與編碼模式下的最大RMS功率。4） 接受靈敏度：調制方式5MHz 帶寬接受靈敏度（單位：dBm）10MHz 帶寬接受靈敏度（單位：dBm）QPSK 1/2-98-95QPSK 3/4-95-92QAM16 1/2-93-90QAM16 3/4-88-855） 工程指標物理尺寸不超過450480180mm整機滿配置重量不超過23kg直流電源輸入范圍-36V-57V 交流電源輸入范圍90V AC300V AC提供兩路天線輸出，四路天線輸入，工作在四天線2TX+4RX模式，N型接頭提供一路GPS天線輸入，16、N型接頭提供一路以太網傳輸接口，防水接頭提供一路操作維護（以太網+RS232）接口，防水接頭提供一路電源輸入接口，防水接頭6） 防雷指標接口名稱防雷指標沖擊類型電源接口直流-48V滿足差模10kA，共模20kA8/20s沖擊電流交流滿足差模5kA，共模5kA天饋接口（含GPS接口）差模：8kA8/20s沖擊電流共模：40kA信號接口（除FE/GE電口）差模：250A8/20s沖擊電流共模：250AFE/GE電接口差模：500V1.2/50s沖擊電壓共模：4000V7） 環境指標項目范圍溫度-4055（無太陽輻射）；-4050（有太陽輻射）溫度變化率3/min相對濕度5%100%六、 項目關鍵技17、術難點本項目的關鍵技術難點如下：1） DesignArt DAN2400方案的成熟度DesignArt作為以色列的一家專注WiMAX的技術型公司，所設計的DAN2400在6天線、Beamforming解決等方面有突出優勢，但其市場占有率較低，在國際較大的通信廠商中只有摩托羅拉使用這款芯片開發了PMP320系列基站。對于此項問題，我們將通過邀請資深的無線工程師作為技術顧問，并參考市場上已成熟的產品進行設計。2） DesignArt的技術支持限度目前DesignArt在中國大陸乃至亞太區域都沒有本地技術支持工程師，只能通過他們在加拿大和以色列的工程師提供支持，這種地區上的距離導致郵件回復的不及時，18、以及電話溝通的不便。另一方面，與DesignArt作技術溝通和交流的語言只能是英語，對鍵橋研發工程師的外語能力提出了較高的規定。對于此項問題，我們將通過申請國際電話會議服務，建立定期的電話會議機制，提高工程師外語能力等方式加以改善。3） 與外包廠商的合作按照計劃，射頻發射、接受、濾波器和整機將會采用外包方式設計，在與外包廠商的配合過程中，需求和性能指標要提前定義，在設計過程中會出現大量的溝通問題。 對于此項問題，我們將嚴格審核提交給外包廠商的規范文獻，并計劃招聘一位射頻工程師以常駐的方式跟進外包廠商的進度，同時完畢對技術的引進和消化吸取。4） 配套CPE終端由于WiMAX技術和協議自身還在不斷19、完善當中，不同基站和終端芯片廠商在對協議的理解和實現上存在差異，與2G/3G等成熟技術相比在兼容性上存在較大差距。 對于此項問題，我們會從設計初期基于DesignArt提供的評估板開始IOT（Interoperability Test，互操作性）測試，選擇與DAN2400適配性最佳的終端芯片與之配套，委托終端合作廠商進行開發。七、 項目市場前景/可實現效益市場容量深圳鍵橋通訊技術股份有限公司作為國內電網公司重要的專網通訊技術解決方案服務商之一， 在國內市場占有較高的市場份額，并在浙江、河北、福建、山東多個省份中占據主導地位。在傳統專網通訊的傳輸系統中，重要是采用光纖傳輸和微波傳輸。光纖傳輸是電20、力通信的重要手段，微波傳輸是一種備用手段。光纖鋪設具有較大的局限性，特別是在低端的用戶駐地接入層面， 光纖傳輸的缺陷非常明顯。 因此， 采用 WiMAX技術來代替微波通信技術，并拓展更為廣泛的用戶駐地市場，存在巨大的商業價值。交通領域軌道交通專網通信是正在快速發展的細分市場， 據國家發改委和建設部提供的資料顯示，“十一五”期間，中國城市交通投資將達 8,000 億元，其中地鐵建設投資預計 2,000 億元。WiMAX技術作為支持高速移動狀態下接入的無線寬帶技術，在交通領域有顯著優勢。本項目的賺錢評估見下表，參考深圳鍵橋通訊技術股份有限公司首發招股說明書中的盈虧評估部分重要經濟指標名稱數據和指標21、備注銷售收入（萬元）11,619.00達產后 總成本費用（萬元）8,341.00達產后 凈利潤（萬元）2,787.00達產后 銷售凈利率（%）23.99達產后 總投資利潤率（%）40.57達產后 財務內部收益率（%）25.75稅后 總投資回收期（年）4.68稅后（含建設期） 盈虧平衡點（%）43.43 -上表中經濟效益指標是 100 套產能達產后的效益情況。項目達產后，公司銷售規模大幅度擴大，賺錢能力進一步提高。任 務 狀 況一、 項目總量（人/天）960二、 項目組所有成員（不需要具體人員名單，只以甲、乙、丙等表達）基帶硬件工程師 2人嵌入式軟件工程師 4人射頻工程師 1人結構工程師 1人測22、試工程師 1人三、 項目各成員具體分工（說明：對各成員的任務描述應具體具體，責任應明確）基帶硬件工程師甲、乙 完畢基于DesignArt DAN2400芯片的基帶單板原理圖設計；指導Layout工程師完畢PCB設計；根據基站的架構和功能規定增長相應的單元和模塊，如GPS時鐘模塊、單板溫度測量單元；嵌入式軟件工程師甲、乙、丙、丁 完畢基于DesignArt DAN2400芯片的基站軟件設計，涉及基站Web界面、網管MIB接口、網管遠程操作與維護、網管遠程升級與回退、終端入網與業務實現、MAC層功能和特性實現，PHY層功能和特性實現。射頻工程師甲 與外包廠商一起完畢基站射頻部分設計，涉及混頻單元、23、本振單元、同步單元、監控單元、功放單元、LNA單元、濾波器單元等部分的設計，通過全程參與的方式掌握射頻模塊的測試與維護，與基帶工程師一起完畢整機調測，保證基站各項射頻指標滿足規范和設計規定。結構工程師 審核外包廠商的基站結構設計，辨認其中的缺陷點并配合外包廠商改善。測試工程師 配合研發工程師完畢基站量產前的測試工作；配合生產部門完畢基站量產后的產線測試工作。進 度 規 劃一、 項目總期限 從2023年7月12日到2023年5月30日二、 各階段具體時間安排（說明：根據各項目具體情況劃分階段，各階段應具有相應的驗收標準，有較明確的界線/里程碑，同時應對各階段內容做出相關描述） 1、 第一階段：完24、畢系統層級設計和規格制定 完畢研發計劃，完畢系統規格、功能、特性的規劃。2、 第二階段：完畢單元級開發和測試 完畢軟硬件各單元的開發和測試，軟件單元應完畢Web界面的開發、網 MIB接口的開發、單板驅動程序的開發；硬件單元應完畢原理圖設計、接口 設計、BOM清單和機械結構設計。3、 第三階段：完畢模塊級開發和測試 完畢軟硬件各模塊的開發和測試，可以將各模塊連接和調測，可以實現 基站的基本功能，完畢CPE的入網調測。4、 第四階段：完畢系統及設計和驗證 完畢基站與周邊設備的系統調測，涉及但不限于終端、網管、網關、 DHCP服務器等設備，驗證基站是否達成設計目的。5、 第五階段：實驗局開局 完畢基25、站在客戶現場的測試，由研發工程師提供現場支持；同時將基站 送至相關機構做設備入網認證測試。6、 第六階段：制造系統驗證 完畢基站在制造方的供應鏈、制造、測試等各方面的驗證。三、 階段性規劃具體內容（說明：對每個階段的實現限度、完畢功能、達成目的、階段難易度等做出相應的具體說明）1、 第一階段：完畢系統層級設計和規格制定 難度：中該階段要完畢系統架構的規劃和設計，輸出上層架構描述、功能和 特性描述文檔。2、 第二階段：完畢單元級開發和測試 難度：較高 該階段要完畢對DesignArt參考評估板硬件和軟件的解讀，掌握芯片 開發調試環境，軟件單元完畢Web界面的開發、網管MIB接口的開發、單板驅動程26、序的開發；硬件單元應完畢原理圖設計、接口設計、BOM清單和機械結構設計。 規定對以下輸出進行評審a) 基站Web界面部分軟件b) 網管MIB接口部分軟件c) 基帶單板對外部接口控制與驅動部分軟件d) 基帶單板原理圖文獻e) 基帶單板Layout文獻f) 基帶單板BOM清單文獻g) 射頻單元原理圖文獻h) 射頻單元Layout文獻i) 機械結構部分設計圖文獻3、 第三階段：完畢模塊級開發和測試 難度：高 該階段要完畢基帶、射頻、濾波器、結構件、單板軟件等各模塊的開發 其中基帶模塊和單板軟件設計由鍵橋工程師完畢，射頻模塊、濾波器和結構件設計由外包設計公司完畢，各部分模塊要在系統工程師指導下完畢連接27、和聯調，實現WiMAX基站所具有的基本功能。 規定輸出依據WiMAX協議和規范對基站進行測試所獲得的具體測試與分析文檔，對各模塊與整機進行評審。4、 第四階段：完畢系統及設計和驗證 難度：高 該階段要完畢基站與周邊設備的互聯互通測試，涉及但不限于終端、網管、網關、DHCP服務器等設備，對IOT測試過程中碰到的問題加以解決， 在實驗室環境下實現完整的WiMAX專網無線寬帶接入解決方案 規定輸出依據WiMAX解決方案需求對基站進行測試所獲得的具體測試與結果分析文檔，對整體解決方案進行評審。5、 第五階段：實驗局開局 難度：較高 該階段要完畢基站在客戶現場的測試，由研發工程師提供現場支持；同時將基站28、送至相關機構做設備入網認證測試，獲得無線設備入網型號核準以支持市場大規模發貨。 規定輸出： a) 實驗局測試結果評估與分析文檔 b) 無線電發射設備型號核準證6、 第六階段：制造系統驗證 難度：較高 該階段要完畢基站在制造方的供應鏈、制造、測試等各方面的驗證，確 保證整機生產良品率在95%以上。 規定輸出并評審制造商制造能力評估文檔，測試能力評估文檔，產品可 獲得性評估文檔。 相 關 資 源 一、 人員本項目計劃的人員組成如下基帶硬件工程師 2人嵌入式軟件工程師 4人射頻工程師 1人結構工程師 1人射頻工程師 1人二、 環境設備（如開發工具、計算機，軟件配置等） 開發設備- Agilent N29、9020A 頻譜與矢量信號分析儀 - Agilent N5182 矢量信號發生器 - R&S ZVL6 矢量網絡分析儀 - R&S NRP功率計 - 10/100Mbps以太網互換機 - 寧波中策 雙路可調直流電源 - 其他工具與設備 開發軟件- 與DesignArt提供的OrCAD源文獻兼容的ECAD軟件- 與DesignArt提供的Allegro源文獻兼容的ECAD軟件- 與DesignArt提供的源代碼兼容的開發工具軟件- 其他軟件實驗用WiMAX設備- PureWave Quantum6000基站兩套 - WiMAX CPE 10套 三、 費用預算（如設備采購、材料制作費、加工費、差旅30、費等）本項目的費用預算見下表費用組成費用描述小計（萬元）開發設備采購費用為購置基站、終端開發設備，現場技術支持設備，開發軟件發生的費用，以及向DesignArt Networks支付的技術授權費用1255.84研發物料采購費用向Cisco、ECI等廠商以研發物料形式簽訂的采購協議，未來以協議轉換方式變為銷售物料1326.56原型機（Prototype）生產費用100套原型機的試制費用，涉及元器件采購、機構外形設計和制造、工廠制造等費用100實驗局費用以實驗局形式為客戶墊資建設網絡，通過驗收后向客戶轉為商用網絡銷售330技術開發費用基站射頻部分與終端的合作技術開發費用200研發人員費用團隊核心研發工程師與應屆畢業生的人員費用129.6測試認證費用基站與終端的IOT測試費用，以及產品的認證檢測費用40人員培訓費用鍵橋研發工程師在中國大陸的培訓費用，以及到以色列DesignArt的培訓費用70其他費用研發過程中的基本預備費用220總計3672 獎 懲 辦 法 統一按研發中心的2023年度相關獎懲辦法執行。相關部門會簽署名所屬部門研發中心領導意見公司領導批準意見