OpenWifi projekat sa implementacijom otvorenog Wi-Fi čipa baziranog na FPGA i SDR

Na posljednjoj konferenciji FOSDEM 2020 predstavljen nacrt openwifi, razvijajući prvu otvorenu implementaciju punog Wi-Fi 802.11a/g/n steka, čiji je oblik signala i modulacija specificiran u softveru (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi vam omogućava da kreirate potpuno kontrolisanu implementaciju svih komponenti bežičnog uređaja, uključujući niskorazine, koji se u konvencionalnim bežičnim adapterima implementiraju na nivou čipova koji se ne mogu revidirati. Kod softverske komponenteI dijagrami i opisi hardverski blokovi u Verilog jeziku za FPGA se distribuiraju pod AGPLv3 licencom.

Hardverska komponenta prikazanog radnog prototipa bazirana je na Xilinx Zynq FPGA i AD9361 univerzalnom primopredajniku (RF). OpenWifi koristi SoftMAC arhitekturu, što podrazumijeva implementaciju glavnog 802.11 bežičnog steka (high-MAC) na strani drajvera i prisustvo niskog MAC sloja na strani FPGA. Bežični stog koristi mac80211 podsistem koji obezbeđuje Linux kernel. Interakcija sa SDR-om se vrši putem posebnog drajvera.

Osnovne mogućnosti:

• Potpuna podrška za 802.11a/g i djelomična podrška za 802.11n MCS 0~7 (za sada samo PHY rx). Postoje planovi za podršku 802.11ax;
• Širina pojasa 20MHz i opseg frekvencija od 70 MHz do 6 GHz;
• Načini rada: Ad hoc (mreža klijentskih uređaja), pristupna tačka, stanica i nadzor;
• Implementacija protokola sloja veze na strani FPGA DCF (Distributed Coordination Function), koristeći CSMA/CA metodu. Pruža vrijeme obrade okvira (SIFS) na nivou 10us;
• Konfigurabilni parametri prioriteta pristupa kanalu: RTS/CTS trajanje, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, vreme utora, itd.
• Rezanje vremena (Rezanje vremena) na osnovu MAC adrese;
• Lako promjenjivi propusni opseg i frekvencija:
  2MHz za 802.11ah i 10MHz za 802.11p;

Trenutno OpenWifi pruža podrška SDR platforme zasnovane na FPGA
Xilinx ZC706 sa FMCOMMS2/3/4 primopredajnicima Analog Devices, kao i paketima (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB i ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Formirana za utovar gotova slika ARM Linux bazirane SD kartice. Postoje planovi za podršku ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 i
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Cijena komponenti uključenih u prvi OpenWifi prototip je bila oko 1300 eura, ali je u toku prijenos na jeftinije ploče. Na primjer, cijena rješenja na osnovu Analog Devices ADRV9364-Z7020 iznosiće 700 eura, a na bazi ZYNQ NH7020 - 400 evra.

Testiranje performansi povezivanja klijenta sa TL-WDN4200 N900 USB adapterom na pristupnu tačku zasnovanu na OpenWifi omogućilo nam je da postignemo propusnost od 30.6 Mbps (TCP) i 38.8 Mbps (UDP) prilikom prenosa podataka sa pristupne tačke na klijenta i 17.0 Mbps (TCP) i 21.5 Mbps (UDP) kada se prenose od klijenta do pristupne tačke. Za upravljanje se mogu koristiti standardni Linux uslužni programi, kao što su ifconfig i iwconfig, kao i specijalizirani uslužni program sdrctl, koji radi preko netlinka i omogućava vam da kontrolirate rad SDR-a na niskom nivou (manipulirajte registrima, mijenjate postavke vremenskog odsječka, itd.).

Među ostalim otvorenim projektima koji eksperimentišu sa Wi-Fi stekom, možemo istaći projekat WimeRazvoj usklađenog sa IEEE 802.11 a/g/p odašiljač baziran na GNU radiju i običnom računaru. Softverski otvoreni 802.11 bežični stekovi također razvijaju projekte Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

izvor: opennet.ru