4. Аппаратная поддержка стандарта ieee 802.16

Выше был кратко рассмотрен стандарт IEEE 802.16. Из изложения видно, что спецификация IEEE 802.16 предоставляет создателям аппаратуры достаточно широкие возможности, не оговаривая при этом конкретные способы реализа­ции предусмотренных стандартом алгоритмов и механизмов. Фактически IEEE 802.16 как и положено стандарту, описывает самые общие правила игры, сле­дуя которым возможно производить совместимую аппаратуру. Если эта цель бу­дет достигнута, нас ожидает небывалое оживление рынка средств беспроводного доступа, а также связанных с ним услуг. Доказательство тому — имена лишь некоторых членов WiMax Forum, таких как Intel, Nokia, Analog Devices, Atheros Communications, Fujitsu Microelectronics America и многие другие.

Более того, в низкочастотной области (менее 11 ГГц) некоторые производи­тели объявили о создании соответствующей элементной базы. Именно в этом диапазоне события могут разворачиваться более стремительно. Так, по данным исследования компании Yankee Group, число абонентов систем MMDS (эту си­стему можно рассматривать как составляющую IEEE 802.16) к 2006 году в США составит около 900 тыс. (в 45 раз больше, чем в 2000 году).

1. Интегральная элементная база

Видимо, первой свой продукт на этот рынок выпустила канадская фирма Wavesat (www.wavesat.com), еще в феврале 2003 года анонсировавшая сверхбольшую ин­тегральную схему (СБИС) OFDM-модема DM110 (рис. 79). Он был реализован в ASIC, т. е. методом заказного проектирования, в корпусе типа BGA-1156. Схема обладала возможностями, несколько отличающимися от требований IEEE 802.16 (в чем-то избыточными). Так, поддерживалась модуляция 4-, 16- и 64-QAM, 1024- точечное БПФ, временное и частотное дуплексирование, формирование OFDM- пакетов с защитным кодированием. Допустимая ширина канала — от 3 до 7 МГц, скорость передачи данных до 35 Мбит/с. Напряжение питания ядра и пери­ферии составляло 2,5 и 3,3 В соответственно.

Рис. 79. Схема устройства на базе OFDM-модема DM110 компании Wavesat

В декабре 2004 года фирма Wavesat объявила о начале продаж своего нового OFDM-модема — СБИС DM256. СБИС реализована в корпусе PQFP-208 и принципиально отличается от предшественницы. DM256 оснащена ЦАП и АЦП (10 разрядов). Входной/выходной интерфейс реализованы в виде как квадратур­ных составляющих (I и Q), так и модулированного сигнала на промежуточной частоте 10 МГц. Поддерживается модуляция 2/4/16/64-QAM. В микросхеме ре­ализованы разработанные компанией механизмы временной и частотной синхро­низации, поддерживается временное и частотное разделение каналов, в послед­нем случае — дуплексный и полудуплексный режимы. Ширина канала — 1,75; 3; 7 и 10 МГц, длительность защитного интервала — от 1/4 до 1/32 от длительности OFDM-символа. На аппаратном уровне поддерживается кодек Рида-Соломона и декодер Витерби. Для построения оборудования на базе DM256 дополнительно необходим лишь ВЧ-трансмиттер и контроллер МАС-уровня. СБИС может ис­пользоваться как в БС, так и в абонентском оборудовании. Важно отметить, что DM256 совместима с требованиями грядущего расширения стандарта широкопо­лосного доступа для мобильных приложений IEEE 802.16е.

Рис. 80. Структура СБИС RN-2234 OFDMA-модема компании Runcom

Если компания Wavesat сосредоточилась на режиме OFDM, то израильская фирма Runcorn Technologies (www.runcom.com) выпустила СБИС RN-2234 — мо­дем с поддержкой режима OFDMA стандарта IEEE 802.16 (рис. 80). Данная СБИС реализует схемы модуляции QPSK, 16- и 64-QAM. Поддерживаются как турбокоды, так и кодек Рида-Соломона. Модем включает АЦП (10 бит) и ЦАП (12 бит). При ширине канала 14 МГц СБИС RN-2234 обеспечивает скорость пере­дачи данных до 56 Мбит/с. На аппаратном уровне поддержана возможность ра­боты с AAS, включая режим STC в нисходящем канале. Выпускается по КМОП- технологии 0,18 мкм в корпусе 304 LF BGA (19 х 19 х 1,5 мм). Напряжение пита­ния ядра/периферии — 1,8/3,3 В. Максимальная потребляемая мощность — 2 Вт.