Projekt OpenWifi razvija otvoreni Wi-Fi čip temeljen na FPGA i SDR

Na posljednjoj konferenciji FOSDEM 2020 predstavio projekt openwifi, razvijajući prvu otvorenu implementaciju punog Wi-Fi 802.11a/g/n skupa, čiji su oblik i modulacija signala navedeni u softveru (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi vam omogućuje stvaranje potpuno kontrolirane implementacije svih komponenti bežičnog uređaja, uključujući slojeve niske razine, koji su u konvencionalnim bežičnim adapterima implementirani na razini čipova koji se ne mogu revidirati. Kodirati programske komponenteI схемы (Verilog) Hardverski blokovi temeljeni na FPGA licencirani su pod AGPLv3.

Hardverska komponenta prikazanog radnog prototipa temelji se na Xilinx Zynq FPGA i AD9361 univerzalnom primopredajniku (RF). OpenWifi koristi SoftMAC arhitekturu, što podrazumijeva implementaciju glavnog 802.11 bežičnog skupa (high-MAC) na strani upravljačkog programa i prisutnost low-MAC sloja na strani FPGA. Bežični skup koristi podsustav mac80211 koji pruža Linux kernel. Interakcija sa SDR-om provodi se putem posebnog upravljačkog programa.

Glavne značajke:

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

Trenutno pruža OpenWifi podržati SDR platforme temeljene na FPGA
Xilinx ZC706 s Analog Devices FMCOMMS2/3/4 primopredajnicima, kao i paketima (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB i ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Formirano za utovar gotova slika SD kartice temeljene na ARM Linuxu. Postoje planovi za podršku ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 i
Xilinx ZCU102 + ADRV9371.

Testiranje performansi povezivanja klijenta s TL-WDN4200 N900 USB adapterom na openwifi pristupnu točku omogućilo nam je postizanje propusnosti od 30.6 Mbps (TCP) i 38.8 Mbps (UDP) pri prijenosu podataka s pristupne točke na klijenta i 17.0Mbps (TCP) i 21.5Mbps (UDP) kada se prenosi od klijenta do pristupne točke. Za upravljanje se mogu koristiti standardni Linux uslužni programi, kao što su ifconfig i iwconfig, kao i specijalizirani uslužni program sdrctl koji radi putem netlinka i omogućuje kontrolu rada SDR-a na niskoj razini (manipuliranje registrima, promjena postavki vremenskog odsječka, itd.).

Među ostalim otvorenim projektima koji eksperimentiraju s Wi-Fi stackom, možemo primijetiti projekt WimeRazvoj IEEE 802.11 a/g/p kompatibilan odašiljač temeljeno na GNU radiju i običnom računalu. Softverski otvoreni 802.11 bežični skupovi također razvijaju projekte Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

Izvor: opennet.ru