基于BCSM250的WiMAX數據卡設計與實現

李 彪，蘇凌旭，陽 旭

（重慶金美通信有限責任公司，重慶400030）

基于BCSM250的WiMAX數據卡設計與實現

李 彪，蘇凌旭，陽 旭

（重慶金美通信有限責任公司，重慶400030）

為了滿足市場上對WiMAX數據卡的功耗和性能方面的需求，提出了一款以Beceem公司的BCSM250芯片為基礎，低功耗、高性能的WiMAX數據卡的軟硬件解決方案。最后給出了該設計的測試結果和結論。

全球微波互聯接入；數據卡；通用串行總線；驅動程序

1 引 言

WiMAX（World-wide Interoperability for Microwave Access，全球微波互聯接入）是以IEEE802.16系列標準為基礎的一種面向城域網的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯網的高速連接，主要表現為移動性強，帶寬高等特點。負責推廣該技術的WiMAX論壇發布的兩個重要標準，分別是2004年10月正式推出的802.16d標準（固定寬帶無線接入標準）和2006年2月推出的802.16e標準（移動寬帶無線接入標準），這兩個標準的發布進一步促進了該產業鏈的發展和成熟。標準中采用的OFDM技術能夠有效克服系統的多徑干擾，增加系統可靠性；先進的MIMO技術能夠實現空間復用，顯著提高傳輸速率；基于連接的動態QoS能夠更加有效地實現無線資源的集中管理分配。

WiMAX網絡的傳統接入方式為數據終端通過數據卡MS（Mobile Station）接入BS（Base Station）的方式。Beceem公司是業內著名的WiMAX終端芯片提供商，BCSM250是其近期推出的一款高性能，低功耗的終端芯片，主要應用市場為手持終端設備，筆記本電腦以及其它消費電子產品。

2 整體架構

此方案中，與數據卡配套的應用處理器模塊中的主處理器為Marvell公司的Xscale內核的高性能低功耗處理器PXA310，內存為Hynix公司的256MB DDR芯片，USB接口為SMSC公司的高性能USB2.0芯片USB3319，最高速率為480Mbps。系統框圖如圖1所示。

3 硬件設計

設計采用BCSM250為主要芯片，配合電源轉換，存儲器，射頻前端等外圍電路，構成一款基于USB接口的802.16e標準的WiMAX數據卡。

其它部分電路包括，電源轉換芯片采用Linear公司高效率DC／DC轉換芯片LT3521，存儲器采用Atmel公司的EEPROM芯片AT25256以及Spansion公司的SPI接口Flash芯片S25FL128，射頻前端芯片采用Hitachi公司的專用WiMAX射頻芯片LSHX-BF3，能夠為數據卡提供低噪聲放大器，功放，以及收發開關控制等功能。

硬件結構圖如圖2所示。

圖1 系統框圖

圖2 硬件結構圖

4 軟件設計

數據卡軟件部分的核心功能是應用處理器PXA310通過USB接口對BCSM250芯片進行控制的過程，主體為USB接口驅動程序。

應用處理器PXA310上運行的操作系統為Linux2.6.21，數據卡驅動程序在內核態基礎上，以模塊的方式加載。同時會向USB Host Controller注冊USB卡的特征信息（VENDOR ID、PRODUCT ID）和接口處理函數，供USB Host Controller根據特征信息探詢USB卡的存在，并在探測到存在后調用相關接口函數，實現對USB卡的驅動。

從軟件處理流程來看，主要完成來自協議棧的業務數據轉換為物理調制信號發送到無線信道；將從無線信道上接收到的物理信號轉換為標準的數據結構交付給網絡協議棧進行處理。

從功能方面來看，可以分為初始化、參數處理、連接管理、無線數據收發四個功能子模塊，處理線程主要分為控制處理線程和數據處理線程。軟件結構如圖3所示。

圖3 軟件結構圖

5 性能測試

測試框圖如圖4所示，PC1通過以太網連接應用處理器模塊，再通過數據卡接入基站，基站通過以太網連接PC2。設置好頻點，調制方式，網絡號，IP地址等參數。

在PC1和PC2之間用ping包的方式測試無線信道的性能及帶寬。Ping包測試結果如表1所示，測試結果表明，丟包率及時延滿足要求：

在PC1和PC2之間運行灌包軟件測試無線信道的性能及帶寬，測試結果如圖5所示。

圖4 測試框圖

表1 ping包測試結果

圖5 下行灌包測試圖

如圖6所示，上行和下行的總帶寬為4.8Mbps，符合工程標準。

圖6 上行灌包測試圖

6 結束語

提出了一款基于BCSM250芯片的WiMAX數據卡硬件及軟件解決方案，經過測試，性能指標符合行業標準，是一種較理想的WiMAX數據卡產品解決方案。

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［2］姚志強，尹俊勛，盛孟剛.無線城域網網卡的設計與實現［J］.寬帶網絡與傳輸，2005（1）：69-71.

［3］王錦山，賴何季.移動WiMAX的組網方案及其終端芯片的設計［J］.移動通信，2006（11）：30-32.

［4］IEEE 802.16e Standard and WiMAX Igniting Broadband Wireless AccessWhite Paper［S］.Http：／／www.wimaxforum.cn.2006.

［5］BCSM250 Datasheet［M］.Beceem，2010.

Design and Im plementation of a W iMAX Network Adapter Based on BCSM250

LIBiao，SU Ling-xu，YANG Xu
（Chong Qing Jin Mei Communication Co.，Ltd.，Chongqing 400030，China）

In order to meet the requirements of WiMAX network adapters with low power and high performance，this article proposes a new solution ofWiMAX network adapter，including the hardware and software design，using the chip of BCSM250 from Beceem Communication Inc.The test results and conclusions are given at last.

WiMAX；Network Adapter；USB；Drivers

10.3969／j.issn.1002-2279.2014.05.025

TN925

：A

：1002-2279（2014）05-0088-03

李彪（1982-），男，重慶市人，大學本科學歷，主研方向：從事寬帶無線終端設備方面的研究。

2014-04-16