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(shù)據(jù)卡設計與實現(xiàn)

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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(lián)接入；數(shù)據(jù)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(lián)接入）是以IEEE802.16系列標準為基礎的一種面向城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，主要表現(xiàn)為移動性強，帶寬高等特點。負責推廣該技術的WiMAX論壇發(fā)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(fā)布進一步促進了該產業(yè)鏈的發(fā)展和成熟。標準中采用的OFDM技術能夠有效克服系統(tǒng)的多徑干擾，增加系統(tǒng)可靠性；先進的MIMO技術能夠實現(xiàn)空間復用，顯著提高傳輸速率；基于連接的動態(tài)QoS能夠更加有效地實現(xiàn)無線資源的集中管理分配。

WiMAX網(wǎng)絡的傳統(tǒng)接入方式為數(shù)據(jù)終端通過數(shù)據(jù)卡MS（Mobile Station）接入BS（Base Station）的方式。Beceem公司是業(yè)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(shù)據(jù)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(tǒng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)卡提供低噪聲放大器，功放，以及收發(fā)開關控制等功能。

硬件結構圖如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)框圖

圖2 硬件結構圖

4 軟件設計

數(shù)據(jù)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(tǒng)為Linux2.6.21，數(shù)據(jù)卡驅動程序在內核態(tài)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(shù)，供USB Host Controller根據(jù)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(shù)，實現(xiàn)對USB卡的驅動。

從軟件處理流程來看，主要完成來自協(xié)議棧的業(yè)務數(shù)據(jù)轉換為物理調制信號發(fā)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(shù)據(jù)結構交付給網(wǎng)絡協(xié)議棧進行處理。

從功能方面來看，可以分為初始化、參數(shù)處理、連接管理、無線數(shù)據(jù)收發(fā)四個功能子模塊，處理線程主要分為控制處理線程和數(shù)據(jù)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(wǎng)連接應用處理器模塊，再通過數(shù)據(jù)卡接入基站，基站通過以太網(wǎng)連接PC2。設置好頻點，調制方式，網(wǎng)絡號，IP地址等參數(shù)。

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(shù)據(jù)卡硬件及軟件解決方案，經(jīng)過測試，性能指標符合行業(yè)標準，是一種較理想的WiMAX數(shù)據(jù)卡產品解決方案。

［1］彭木根.下一代寬帶無線通信系統(tǒng)：OFDM＆WIMAX（第2版）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2007.

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

［3］王錦山，賴何季.移動WiMAX的組網(wǎng)方案及其終端芯片的設計［J］.移動通信，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