基于BCSM250的WiMAX数据卡设计与实现

李 彪，苏凌旭，阳 旭

（重庆金美通信有限责任公司，重庆400030）

基于BCSM250的WiMAX数据卡设计与实现

李 彪，苏凌旭，阳 旭

（重庆金美通信有限责任公司，重庆400030）

为了满足市场上对WiMAX数据卡的功耗和性能方面的需求，提出了一款以Beceem公司的BCSM250芯片为基础，低功耗、高性能的WiMAX数据卡的软硬件解决方案。最后给出了该设计的测试结果和结论。

全球微波互联接入；数据卡；通用串行总线；驱动程序

1 引 言

WiMAX（World-wide Interoperability for Microwave Access，全球微波互联接入）是以IEEE802.16系列标准为基础的一种面向城域网的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，主要表现为移动性强，带宽高等特点。负责推广该技术的WiMAX论坛发布的两个重要标准，分别是2004年10月正式推出的802.16d标准（固定宽带无线接入标准）和2006年2月推出的802.16e标准（移动宽带无线接入标准），这两个标准的发布进一步促进了该产业链的发展和成熟。标准中采用的OFDM技术能够有效克服系统的多径干扰，增加系统可靠性；先进的MIMO技术能够实现空间复用，显著提高传输速率；基于连接的动态QoS能够更加有效地实现无线资源的集中管理分配。

WiMAX网络的传统接入方式为数据终端通过数据卡MS（Mobile Station）接入BS（Base Station）的方式。Beceem公司是业内著名的WiMAX终端芯片提供商，BCSM250是其近期推出的一款高性能，低功耗的终端芯片，主要应用市场为手持终端设备，笔记本电脑以及其它消费电子产品。

2 整体架构

此方案中，与数据卡配套的应用处理器模块中的主处理器为Marvell公司的Xscale内核的高性能低功耗处理器PXA310，内存为Hynix公司的256MB DDR芯片，USB接口为SMSC公司的高性能USB2.0芯片USB3319，最高速率为480Mbps。系统框图如图1所示。

3 硬件设计

设计采用BCSM250为主要芯片，配合电源转换，存储器，射频前端等外围电路，构成一款基于USB接口的802.16e标准的WiMAX数据卡。

其它部分电路包括，电源转换芯片采用Linear公司高效率DC／DC转换芯片LT3521，存储器采用Atmel公司的EEPROM芯片AT25256以及Spansion公司的SPI接口Flash芯片S25FL128，射频前端芯片采用Hitachi公司的专用WiMAX射频芯片LSHX-BF3，能够为数据卡提供低噪声放大器，功放，以及收发开关控制等功能。

硬件结构图如图2所示。

图1 系统框图

图2 硬件结构图

4 软件设计

数据卡软件部分的核心功能是应用处理器PXA310通过USB接口对BCSM250芯片进行控制的过程，主体为USB接口驱动程序。

应用处理器PXA310上运行的操作系统为Linux2.6.21，数据卡驱动程序在内核态基础上，以模块的方式加载。同时会向USB Host Controller注册USB卡的特征信息（VENDOR ID、PRODUCT ID）和接口处理函数，供USB Host Controller根据特征信息探询USB卡的存在，并在探测到存在后调用相关接口函数，实现对USB卡的驱动。

从软件处理流程来看，主要完成来自协议栈的业务数据转换为物理调制信号发送到无线信道；将从无线信道上接收到的物理信号转换为标准的数据结构交付给网络协议栈进行处理。

从功能方面来看，可以分为初始化、参数处理、连接管理、无线数据收发四个功能子模块，处理线程主要分为控制处理线程和数据处理线程。软件结构如图3所示。

图3 软件结构图

5 性能测试

测试框图如图4所示，PC1通过以太网连接应用处理器模块，再通过数据卡接入基站，基站通过以太网连接PC2。设置好频点，调制方式，网络号，IP地址等参数。

在PC1和PC2之间用ping包的方式测试无线信道的性能及带宽。Ping包测试结果如表1所示，测试结果表明，丢包率及时延满足要求：

在PC1和PC2之间运行灌包软件测试无线信道的性能及带宽，测试结果如图5所示。

图4 测试框图

表1 ping包测试结果

图5 下行灌包测试图

如图6所示，上行和下行的总带宽为4.8Mbps，符合工程标准。

图6 上行灌包测试图

6 结束语

提出了一款基于BCSM250芯片的WiMAX数据卡硬件及软件解决方案，经过测试，性能指标符合行业标准，是一种较理想的WiMAX数据卡产品解决方案。

［1］彭木根.下一代宽带无线通信系统：OFDM＆WIMAX（第2版）［M］.北京：机械工业出版社，2007.

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［3］王锦山，赖何季.移动WiMAX的组网方案及其终端芯片的设计［J］.移动通信，2006（11）：30-32.

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［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，重庆市人，大学本科学历，主研方向：从事宽带无线终端设备方面的研究。

2014-04-16