OpenWifi-projek met die implementering van 'n oop Wi-Fi-skyfie gebaseer op FPGA en SDR

By die laaste FOSDEM 2020-konferensie aangebied projek oopwifi, die ontwikkeling van die eerste oop implementering van die volle Wi-Fi 802.11a/g/n-stapel, die seinvorm en modulasie waarin gespesifiseer word in sagteware (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi laat jou toe om 'n ten volle beheerde implementering van alle komponente van 'n draadlose toestel te skep, insluitend lae-vlak lae, wat in konvensionele draadlose adapters geïmplementeer word op die vlak van skyfies wat nie ouditeerbaar is nie. Kode sagteware komponenteEn diagramme en beskrywings hardewareblokke in Verilog-taal vir FPGA word onder die AGPLv3-lisensie versprei.

Die hardeware-komponent van die gedemonstreerde werkende prototipe is gebaseer op die Xilinx Zynq FPGA en die AD9361 universele transceiver (RF). OpenWifi gebruik die SoftMAC-argitektuur, wat die implementering van die hoof 802.11 draadlose stapel (high-MAC) aan die bestuurderkant en die teenwoordigheid van 'n lae-MAC-laag aan die FPGA-kant impliseer. Die draadlose stapel gebruik die mac80211-substelsel wat deur die Linux-kern verskaf word. Interaksie met SDR word uitgevoer deur 'n spesiale bestuurder.

Belangrikste kenmerke:

• Volledige ondersteuning vir 802.11a/g en gedeeltelike ondersteuning vir 802.11n MCS 0~7 (PHY rx net vir nou). Daar is planne om 802.11ax te ondersteun;
• Bandwydte 20MHz en frekwensie wissel van 70 MHz tot 6 GHz;
• Bedryfswyses: Ad hoc (netwerk van kliënttoestelle), toegangspunt, stasie en monitering;
• Implementering van die skakellaagprotokol aan die FPGA-kant DCF (Verspreide koördinasiefunksie), met behulp van die CSMA/CA-metode. Verskaf raamverwerkingstyd (SIFS) op vlak 10us;
• Konfigureerbare kanaaltoegangsprioriteitparameters: RTS/CTS-duur, CTS-tot-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-tyd, ens.
• Tyd sny (Tyd sny) gebaseer op MAC-adres;
• Maklik veranderbare bandwydte en frekwensie:
  2MHz vir 802.11ah en 10MHz vir 802.11p;

Tans bied OpenWifi ondersteun FPGA-gebaseerde SDR-platforms
Xilinx ZC706 met Analoog Toestelle FMCOMMS2/3/4-senderontvangers, sowel as bundels (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB en ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Gevorm vir laai voltooide beeld ARM Linux-gebaseerde SD-kaarte. Daar is planne om ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 en
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Die koste van die komponente betrokke by die eerste OpenWifi-prototipe was ongeveer 1300 euro, maar oordrag na goedkoper borde is aan die gang. Byvoorbeeld, die koste van 'n oplossing gebaseer op Analoog toestelle ADRV9364-Z7020 sal 700 euro wees, en op die basis ZYNQ NH7020 - 400 euro.

Die toets van die werkverrigting van die koppeling van 'n kliënt met 'n TL-WDN4200 N900 USB-adapter aan 'n OpenWifi-gebaseerde toegangspunt het ons toegelaat om deurset van 30.6 Mbps (TCP) en 38.8 Mbps (UDP) te bereik wanneer data vanaf die toegangspunt na die kliënt oorgedra word en 17.0Mbps (TCP) en 21.5Mbps (UDP) wanneer dit van die kliënt na die toegangspunt oorgedra word. Vir bestuur kan standaard Linux-nutsprogramme gebruik word, soos ifconfig en iwconfig, sowel as 'n gespesialiseerde nutsprogram sdrctl, wat via netlink werk en jou in staat stel om die werking van SDR op 'n lae vlak te beheer (registreer registers, verander tydsnyinstellings, ens.).

Onder ander oop projekte wat met die Wi-Fi-stapel eksperimenteer, kan ons let op die projek WimeOntwikkel IEEE 802.11 a/g/p voldoen sender gebaseer op GNU Radio en 'n gewone rekenaar. Sagteware oop 802.11 draadlose stapels ontwikkel ook projekte Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

Bron: opennet.ru