OpenWifi verkefni með útfærslu á opnum Wi-Fi flís sem byggir á FPGA og SDR

Á síðustu FOSDEM 2020 ráðstefnu fram verkefni opið wifi, þróa fyrstu opnu útfærsluna á fullum Wi-Fi 802.11a/g/n stafla, merkjaformið og mótunin sem er tilgreind í hugbúnaðinum (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi gerir þér kleift að búa til fullkomlega stjórnaða útfærslu á öllum íhlutum þráðlauss tækis, þar með talið lágstigslög, sem í hefðbundnum þráðlausum millistykki eru útfærð á stigi flísa sem ekki er hægt að endurskoða. Kóði hugbúnaðarhlutarOg skýringarmyndir og lýsingar vélbúnaðarblokkir á Verilog tungumáli fyrir FPGA eru dreift undir AGPLv3 leyfinu.

Vélbúnaðarhluti frumgerðarinnar sem er sýndur er byggður á Xilinx Zynq FPGA og AD9361 alhliða senditækinu (RF). OpenWifi notar SoftMAC arkitektúrinn, sem felur í sér útfærslu á aðal 802.11 þráðlausa stafla (high-MAC) á ökumannshliðinni og tilvist lágs MAC lags á FPGA hliðinni. Þráðlausi staflan notar mac80211 undirkerfið sem Linux kjarnann býður upp á. Samskipti við SDR fara fram í gegnum sérstakan bílstjóra.

Lykil atriði:

• Fullur stuðningur fyrir 802.11a/g og stuðningur að hluta fyrir 802.11n MCS 0~7 (PHY rx aðeins í bili). Það eru áform um að styðja 802.11ax;
• Bandbreidd 20MHz og tíðnisvið frá 70 MHz til 6 GHz;
• Rekstrarhættir: Ad hoc (net viðskiptavinatækja), aðgangsstaður, stöð og eftirlit;
• Innleiðing á tengilagssamskiptareglum á FPGA hliðinni DCF (Distributed Coordination Function), með CSMA/CA aðferð. Veitir rammavinnslutíma (SIFS) á stigi 10us;
• Stillanlegar forgangsfæribreytur rásaraðgangs: RTS/CTS lengd, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, rifatími o.s.frv.
• Tímaskurður (Tímaskurður) byggt á MAC vistfangi;
• Auðvelt að breyta bandbreidd og tíðni:
  2MHz fyrir 802.11ah og 10MHz fyrir 802.11p;

Eins og er, veitir OpenWifi styðja FPGA-undirstaða SDR palla
Xilinx ZC706 með Analog Devices FMCOMMS2/3/4 senditæki, auk búnta (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB og ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Myndað til að hlaða fullunnin mynd ARM Linux byggð SD kort. Það eru áform um að styðja ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 og
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Kostnaður við íhlutina sem tóku þátt í fyrstu OpenWifi frumgerðinni var um 1300 evrur, en flutningur á ódýrari töflur er í gangi. Til dæmis kostnaður við lausn miðað við Analog tæki ADRV9364-Z7020 verður 700 evrur, og á grundvelli ZYNQ NH7020 - 400 evrur.

Að prófa frammistöðu þess að tengja viðskiptavin með TL-WDN4200 N900 USB millistykki við OpenWifi-aðgangsstað gerði okkur kleift að ná afköstum upp á 30.6 Mbps (TCP) og 38.8 Mbps (UDP) við flutning gagna frá aðgangsstaðnum til viðskiptavinarins og 17.0Mbps (TCP) og 21.5Mbps (UDP) þegar sent er frá viðskiptavininum til aðgangsstaðarins. Fyrir stjórnun er hægt að nota venjuleg Linux tól, eins og ifconfig og iwconfig, auk sérhæft tól sdrctl, sem virkar í gegnum netlink og gerir þér kleift að stjórna rekstri SDR á lágu stigi (meðhöndla skrár, breyta tímasneiðstillingum, o.s.frv.).

Meðal annarra opinna verkefna sem gera tilraunir með Wi-Fi stafla, getum við tekið eftir verkefninu WimeAð þróa IEEE 802.11 a/g/p samhæft sendir byggt á GNU Radio og venjulegri tölvu. Hugbúnaður opinn 802.11 þráðlausa stafla er einnig að þróa verkefni Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

Heimild: opennet.ru