富士通固定与移动式WiMAX解决方案

富士通是目前WiMAX产业中唯一能够同时提供多媒体解决方案的WiMAX基带芯片厂商。

我们已经在通讯，广播，多媒体，无线领域中累计了丰富的经验，并且拥有先进的芯片制造工艺，为客户提供高性价比的解决方案。

我们的目标是协助客户开发适合市场需求的产品，降低成本，并提高市场增长率与竞争力。

富士通是WiMAX论坛其中之一的创办人，也是目前WiMAX论坛中14家核心成员之一，与各大厂商合作推动WiMAX产业的起飞。

我们期待能够协助您在WiMAX领域中的发展。

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WiMAX

概述

富士通WiMAX系统芯片MB87M3400在媒质接入控制层到物理层执行了IEEE 802.16-2004宽带无线接入（BWA）标准，因而可以为用户站和基站应用提供性价比很高的解决方案。这一高度集成化的系统芯片为需执照或免执照的2到11GHz的适合频段，集成了媒质接入控制(MAC)层、物理层（PHY）、无线电控制和所有需要的模拟电路功能。

富士通WiMAX系统芯片MB87M3400采用的是正交频分复用(OFDM) 物理层(PHY)，完全符合IEEE802.16-2004标准。该系统芯片可在时分双工模式（TDD）和频分双工模式（FDD）下工作，并支持1.75兆赫到20兆赫之间所有可使用的信道带宽。芯片中可编程的频率选择可为任何需要的带宽设置采样时钟。如果在一个20MHz的信道中运用64正交调幅(QAM)，并使用全部192个副载波，这种系统芯片可以维持高达100Mps的原始峰值速率，同时还可支持上行链路的子通道化。

该系统芯片的集成化ARM926主精简指令集(RISC)引擎执行802.16媒质接入控制(MAC)上层、调度器、驱动器、协议栈以及用户应用软件。多信道直接存储访问(DMA)控制器在一条高性能总线的介质中对高速运行的信息加以处理。为分流媒质接入控制(MAC)上层部分数据处理工作，提高整个系统的性能，富士通WiMAX系统芯片还集成了一个独立的ARC精简指令集(RISC)/数字信号处理器(DSP)引擎来执行802.16媒质接入控制(MAC)下层的功能。芯片的多个硬件编码/解码引擎和媒质接入控制(MAC)下层紧连，可以充分保证媒质接入控制(MAC)的保密次级层的安全。

主要特点

• 完全符合IEEE 802.16-2004标准
• 支持用户站和基站的时分双工模式（TDD）或频分双工模式（FDD）应用
• 高性能、多样化的调制功能：
  
  • 正交频分复用(OFDM) 256物理层(PHY)，有64QAM，16QAM， QPSK和BPSK 调制
  • 上行16链路的子通道化
• 配置灵活，系统集成简便：
  
  • 高性能数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC），用于灵活基带接口。
  • 自动频率控制，有集成的数模转换器（DAC）
  • 动态频率选择(DFS)，有集成的模数转换器（ADC）
  • 集成的模数转换器（ADC）用于传输、接收功率测量
  • 完整的集成外设功能和无线电频率控制
  • 可编程的自动增益控制（AGC），支持多个无线电频率衰减器
• 基于数据加密标准/高级加密标准/计数器模式（DES/AES/CCM）加密/解密的安全保证
• 双主精简指令集（RISC）处理器执行媒质接入控制上层和下层功能
• 集成的存储控制器和直接存储访问（DMA）控制器
• 集成的Ethernet引擎作为网络接口
• 436阵球格阵列封装（BGA）式包装
• 有软件和无线电解决方案的完整参考设计

系统应用

富士通WiMAX系统芯片适合以下类型的应用：

• 符合WiMAX规格的宽带无线接入系统
  
  • 低成本用户站
  • 企业用户终端设备
  • 基站
• 需执照或免执照的2到11GHz的频段
• 2.5，3.5，3.6 或 5.8GHz的合适独立频段
• 半频分双工模式（FDD）/全频分双工模式（FDD）或时分双工模式（TDD）应用

两个富士通WiMAX系统芯片一起工作可执行频分全双工模式应用。系统芯片和外部处理器一起工作可以加强性能，从而满足要求日益严格的基站应用需求。

参考设计

完整的参考设计可用于各种不同用途。全部系统目前正在申请WiMAX论坛的认证证书。该参考设计包括了各种高性价比系统解决方案所要求的所有软件和硬件。

参考设计硬件平台

几个硬件平台也已就绪，带有芯片、软件和系统认证。用户站的参考板评估系统（图2）根据无线电选择，可以被设置为支持时分双工模式（TDD）或半双工频分模式（HDX FDD）。简化的基站评估系统（图3）可以用外部处理器执行全双工频分。

评估板的主要特点包括：

• 第三方无线电的无线电频率端接口
• 无线电模块
• 网络接口
• 板上存储器
• 采用单程序启动（SPI）， 内部集成电路总线(I2C)和通用输入/输出（GPIO）的板上控制
• 调试端接口
• RS232C接口端
• 外部电源接口

参考设计软件平台

富士通802.16软件平台的主要特征包括以下几方面：

• 符合IEEE 802.16-2004标准规格
• 媒质接入控制(MAC)的安全次级层，用于用户站验证和数据编码
• 多个服务类别支持区分服务质量
• 动态服务管理，在需要的时候，启动服务类别
• 可移动的媒质接入控制(MAC)层，适合不同实时操作系统（RTOSes）

富士通的典型802.16软件平台包括以下的组件：

• 主机软件（在芯片ARM9或外部处理器上运行），有以下分组件：
  
  • 适合各种流行操作系统的板卡支持包(BSPs)
  • 实时操作系统（RTOS）包
  • 设备驱动器，如Ethernet, IIC, SPI, and UART
  • 基站或用户站管理和应用
  • 802.16媒质接入控制(MAC)上层
• 802.16物理层（PHY）服务接入点和媒质接入控制(MAC)下层(PSAP/LMAC)固件（运行在芯片ARC处理器上）

正如在富士通软件平台的概述中介绍的那样，802.16媒质接入控制(MAC)上层通过运行在芯片反正切内核的物理层服务接入点/低层媒质接入控制（PSAP/LMAC）访问正交频分复用（OFDM）物理层（PHY）。除了提供物理层接入基元，物理层服务接入点/低层媒质接入控制（PSAP/LMAC）固件还包括一些802.16媒质接入控制(MAC)下层的功能，可以分流媒质接入控制(MAC)上层的工作任务。该功能包括编码/解码引擎和循环冗余码校验计数器/插件。

富士通为支持的操作系统提供卡板支持包和设备驱动器，以及实时操作系统包，因此简化了整套软件和富士通所支持的操作系统的契合。富士通802.16媒质接入控制(MAC)上层也可以被第三方组件所替代。富士通提供全部的应用程序接口(API)和接口规格，方便第三方开发媒质接入控制(MAC)上层组件。富士通同时还为基站和用户站应用提供物理层服务接入点/低层媒质接入控制（PSAP/LMAC）固件。媒质接入控制(MAC)上层和物理层服务接入点/低层媒质接入控制（PSAP/LMAC）固件共同组成了全部的802.16协议栈。

认证和合规

富士通设计了MB87M3400无线广域网系统芯片，芯片符合IEEE 802.16-2004标准，并计划根据WiMAX标准认证系统。

富士通MB86K71 RF模块

主要技术参数

• 模块尺寸：15mm × 15mm × 1.5mm
• 针数：94针
• 针间距：0.5mm
• 操作电压：1.2V/2.925V/3.3V（3伏）
• RF波段：2.496GHz - 2.69GHz
• 带宽：5MHz，10MHz
• 无线接入方式：DMA 512/1024 FFT
• 调制方式：64QAM (1)，16QAM，QPSK (2)
• 天线：2 × 2 STC/MIMO（支持MatrixA和MatrixB）
• 天线电阻：50 Ohm
• 分集：天线分集
• 传输标准：IEEE 802.16e-2005