Ang proyekto sa OpenWifi nga adunay pagpatuman sa usa ka bukas nga Wi-Fi chip nga gibase sa FPGA ug SDR

Sa miaging FOSDEM 2020 nga komperensya gipresentar ang proyekto openwifi, pagpalambo sa unang bukas nga pagpatuman sa bug-os nga Wi-Fi 802.11a/g/n stack, ang porma sa signal ug modulasyon diin gipiho sa software (SDR, Software Defined Radio). Gitugotan ka sa OpenWifi nga maghimo usa ka hingpit nga kontrolado nga pagpatuman sa tanan nga mga sangkap sa usa ka wireless nga aparato, lakip ang mga ubos nga lebel nga mga layer, nga sa naandan nga mga wireless adapter gipatuman sa lebel sa mga chips nga dili ma-audit. Code mga sangkap sa softwareUg diagram ug mga deskripsyon Ang mga bloke sa hardware sa Verilog nga lengguwahe para sa FPGA giapod-apod ubos sa lisensya sa AGPLv3.

Ang hardware component sa gipakita nga working prototype gibase sa Xilinx Zynq FPGA ug ang AD9361 universal transceiver (RF). Ang OpenWifi naggamit sa SoftMAC nga arkitektura, nga nagpasabot sa pagpatuman sa nag-unang 802.11 wireless stack (high-MAC) sa driver nga bahin ug ang presensya sa ubos nga MAC layer sa FPGA nga bahin. Ang wireless stack naggamit sa mac80211 subsystem nga gihatag sa Linux kernel. Ang interaksyon sa SDR gihimo pinaagi sa usa ka espesyal nga drayber.

Pangunang mga bahin:

• Bug-os nga suporta para sa 802.11a/g ug partial nga suporta para sa 802.11n MCS 0~7 (PHY rx lang sa pagkakaron). Adunay mga plano sa pagsuporta sa 802.11ax;
• Bandwidth 20MHz ug frequency range gikan sa 70 MHz ngadto sa 6 GHz;
• Mga paagi sa operasyon: Ad hoc (network sa mga device sa kliyente), access point, station ug monitoring;
• Pagpatuman sa link layer protocol sa FPGA nga bahin DCF (Distributed Coordination Function), gamit ang CSMA/CA nga pamaagi. Naghatag oras sa pagproseso sa frame (SIFS) sa lebel 10us;
• Ma-configure nga mga parameter sa prayoridad sa pag-access sa channel: RTS/CTS nga gidugayon, CTS-sa-kaugalingon, SIFS, DIFS, xIFS, oras sa slot, ug uban pa.
• Pagputol sa oras (Pagputol sa oras) base sa MAC address;
• Sayon mausab nga bandwidth ug frequency:
  2MHz para sa 802.11ah ug 10MHz para sa 802.11p;

Sa pagkakaron, ang OpenWifi naghatag pagsuporta FPGA-based SDR nga mga plataporma
Xilinx ZC706 nga adunay Analog Devices FMCOMMS2/3/4 transceiver, ingon man mga bundle (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB ug ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Giporma para sa loading nahuman nga imahe ARM Linux based SD card. Adunay mga plano sa pagsuporta sa ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 ug
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Ang gasto sa mga sangkap nga nahilambigit sa una nga OpenWifi prototype mga 1300 euro, apan ang pag-port sa mas barato nga mga tabla nagpadayon. Pananglitan, ang gasto sa usa ka solusyon nga gibase sa Analog Devices ADRV9364-Z7020 mahimong 700 euro, ug sa basehan ZYNQ NH7020 - 400 nga euro.

Ang pagsulay sa pasundayag sa pagkonektar sa usa ka kliyente gamit ang TL-WDN4200 N900 USB adapter sa usa ka OpenWifi-based nga access point nagtugot kanamo nga makab-ot ang throughput nga 30.6Mbps (TCP) ug 38.8Mbps (UDP) sa pagbalhin sa data gikan sa access point ngadto sa kliyente ug 17.0Mbps (TCP) ug 21.5Mbps (UDP) kon ipasa gikan sa kliyente ngadto sa access point. Alang sa pagdumala, mahimong magamit ang standard nga mga utilities sa Linux, sama sa ifconfig ug iwconfig, ingon man usa ka espesyal nga utility sdrctl, nga nagtrabaho pinaagi sa netlink ug gitugotan ka nga makontrol ang operasyon sa SDR sa usa ka mubu nga lebel (maniobra ang mga rehistro, usba ang mga setting sa slice sa oras, ug uban pa).

Taliwala sa uban pang bukas nga mga proyekto nga nag-eksperimento sa Wi-Fi stack, mahimo natong timan-an ang proyekto WimePagpalambo sa IEEE 802.11 a/g/p nga nagsunod transmiter base sa GNU Radio ug usa ka regular nga PC. Ang software nga bukas nga 802.11 wireless stacks nagpalambo usab og mga proyekto Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

Source: opennet.ru