Az OpenWifi projekt célja egy nyílt Wi-Fi chip megvalósítása FPGA és SDR alapokon.

A 2020-as FOSDEM konferencián bemutatva projekt OpenWifi, amely fejleszti az első nyílt teljes Wi-Fi 802.11a/g/n stack megvalósítást, ahol a jelformátum és a moduláció szoftveresen (SDR, Software Defined Radio) van meghatározva. Az OpenWifi lehetővé teszi egy teljes mértékben ellenőrizhető megvalósítás létrehozását az összes vezeték nélküli eszköz komponenséről, beleértve az alacsony szintű rétegeket, amelyeket a szokásos vezeték nélküli adapterekben auditálhatatlan chipek szintjén valósítanak meg. A kód programközpontú komponensek, valamint sémák és leírások hardverblokkok Verilog nyelven FPGA-hoz, AGPLv3 licenc alatt terjesztik.

A bemutatott működő prototípus hardveres összetevői Xilinx Zynq FPGA-n és az Analog Devices AD9361 univerzális vevő-adón alapulnak. Az OpenWifi SoftMAC architektúrát használ, amely a fő vezeték nélküli 802.11 stack (high-MAC) megvalósítását a meghajtó oldalán, valamint low-MAC réteget az FPGA oldalon vonja be. A vezeték nélküli stack a Linux kernel által biztosított mac80211 alrendszert használja. Az SDR-rel való interakció egy speciális meghajtón keresztül valósul meg.

Főbb funkciók:

• Teljes körű 802.11a/g támogatás és részleges 802.11n MCS 0~7 támogatás (jelenleg csak PHY rx). A jövőbeli terveink között szerepel az 802.11ax támogatás;
• 20MHz sávszélesség és 70 MHz-től 6 GHz-ig terjedő frekvenciatartomány;
• Működési módok: Ad-hoc (klienst eszközök hálózata), hozzáférési pont, állomás és monitorozás;
• A csatorna szintű protokoll FPGA oldalán történő megvalósítása DCF (Distributed Coordination Function), amely a CSMA/CA módszert használja. A keretek feldolgozási idejét (SIFS) 10us szinten biztosítja;
• Állítható hozzáférési prioritási paraméterek: RTS/CTS időtartama, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-time stb.
• Idő kvantálás (Time slicing) MAC-cím alapján;
• Könnyen módosítható sávszélesség és frekvencia:
  2MHz az 802.11ah-hoz és 10MHz az 802.11p-hez;

Jelenleg az OpenWifi biztosítja Passkey SDR platformok FPGA-n
Xilinx ZC706 az Analog Devices FMCOMMS2/3/4 vevő-adókkal, valamint (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB és ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. A betöltéshez egy elkészített kép ARM Linux alapú SD-kártyához. A terveink között szerepel az ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 és
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Az OpenWifi első prototípusának megvalósítására fordított alkatrészek költsége körülbelül 1300 euróra rúgott, de a cél egy olcsóbb alaplapra való portolás. Például egy Analog Devices ADRV9364-Z7020 alapú megoldás költsége. 700 eurót fog kitenni, és ZYNQ NH7020 — 400 euró.

A TL-WDN4200 N900 USB adapterrel rendelkező kliens csatlakozás teljesítménytesztelése az OpenWifi alapú hozzáférési pontra 30,6 Mbps (TCP) és 38,8 Mbps (UDP) adatátviteli sebességet eredményezett a hozzáférési ponttól a kliens felé, és 17,0 Mbps (TCP) és 21,5 Mbps (UDP) sebességet a klienstől a hozzáférési pontra. A Linux beépített segédprogramjai, mint az ifconfig és iwconfig, valamint a sdrctl nevű speciális eszköz, amely netlinken keresztül működik, szintén használhatók az SDR alacsony szintű működésének irányítására (regiszterek manipulálása, idő kvantálási beállítások módosítása stb.).

Más nyílt projekteket is megemlíthetünk, amelyek a Wi-Fi veremmelt kísérleteznek, például a Wime, amely az IEEE 802.11 a/g/p adóegység GNU Radio alapú és hagyományos PC-ken. A nyílt szoftveres 802.11 vezeték nélküli veremmelt is fejlesztenek Ziria és Sora (Microsoft Research Software Radio).

Forrás: opennet.ru