FPGA आणि SDR वर आधारित ओपन वाय-फाय चिपच्या अंमलबजावणीसह OpenWifi प्रकल्प

शेवटच्या FOSDEM 2020 परिषदेत सादर प्रकल्प ओपन वायफाय, संपूर्ण Wi-Fi 802.11a/g/n स्टॅकची पहिली खुली अंमलबजावणी विकसित करणे, सिग्नल आकार आणि मॉड्यूलेशन ज्यामध्ये सॉफ्टवेअर (SDR, सॉफ्टवेअर परिभाषित रेडिओ) मध्ये निर्दिष्ट केले आहे. OpenWifi तुम्हाला वायरलेस डिव्हाइसच्या सर्व घटकांची पूर्णतः नियंत्रित अंमलबजावणी तयार करण्याची परवानगी देते, ज्यामध्ये निम्न-स्तरीय स्तरांचा समावेश आहे, जे पारंपारिक वायरलेस अडॅप्टरमध्ये ऑडिट करण्यायोग्य नसलेल्या चिप्सच्या स्तरावर लागू केले जातात. कोड सॉफ्टवेअर घटकआणि आकृत्या आणि वर्णन FPGA साठी Verilog भाषेतील हार्डवेअर ब्लॉक्स AGPLv3 परवान्याअंतर्गत वितरित केले जातात.

प्रात्यक्षिक कार्यरत प्रोटोटाइपचा हार्डवेअर घटक Xilinx Zynq FPGA आणि AD9361 युनिव्हर्सल ट्रान्सीव्हर (RF) वर आधारित आहे. OpenWifi SoftMAC आर्किटेक्चर वापरते, जे ड्रायव्हरच्या बाजूला मुख्य 802.11 वायरलेस स्टॅक (उच्च-MAC) ची अंमलबजावणी आणि FPGA बाजूला लो-MAC लेयरची उपस्थिती दर्शवते. वायरलेस स्टॅक लिनक्स कर्नलद्वारे प्रदान केलेल्या mac80211 उपप्रणालीचा वापर करते. एसडीआरशी संवाद विशेष ड्रायव्हरद्वारे केला जातो.

महत्वाची वैशिष्टे:

• 802.11a/g साठी पूर्ण समर्थन आणि 802.11n MCS 0~7 साठी आंशिक समर्थन (फक्त आत्तासाठी PHY rx). 802.11ax चे समर्थन करण्याची योजना आहे;
• बँडविड्थ 20MHz आणि वारंवारता श्रेणी 70 MHz ते 6 GHz पर्यंत;
• ऑपरेटिंग मोड: तदर्थ (क्लायंट उपकरणांचे नेटवर्क), ऍक्सेस पॉइंट, स्टेशन आणि मॉनिटरिंग;
• FPGA बाजूला लिंक लेयर प्रोटोकॉलची अंमलबजावणी डीसीएफ (वितरित समन्वय कार्य), CSMA/CA पद्धत वापरून. फ्रेम प्रक्रिया वेळ प्रदान करते (SIFS) 10us स्तरावर;
• कॉन्फिगर करण्यायोग्य चॅनेल प्रवेश प्राधान्य पॅरामीटर्स: RTS/CTS कालावधी, CTS-टू-सेल्फ, SIFS, DIFS, xIFS, स्लॉट-टाइम इ.
• वेळेचे तुकडे करणे (वेळ स्लाइसिंग) MAC पत्त्यावर आधारित;
• सहज बदलण्यायोग्य बँडविड्थ आणि वारंवारता:
  2ah साठी 802.11MHz आणि 10p साठी 802.11MHz;

सध्या, OpenWifi प्रदान करते समर्थन FPGA-आधारित SDR प्लॅटफॉर्म
एनालॉग डिव्हाइसेस FMCOMMS706/2/3 ट्रान्सीव्हर्ससह Xilinx ZC4, तसेच बंडल (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB आणि ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. लोड करण्यासाठी तयार केले पूर्ण प्रतिमा ARM Linux आधारित SD कार्ड. ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 आणि
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. पहिल्या OpenWifi प्रोटोटाइपमध्ये समाविष्ट असलेल्या घटकांची किंमत सुमारे 1300 युरो होती, परंतु स्वस्त बोर्डवर पोर्टिंग सुरू आहे. उदाहरणार्थ, यावर आधारित समाधानाची किंमत अॅनालॉग डिव्हाइसेस ADRV9364-Z7020 700 युरो असेल, आणि आधारावर ZYNQ NH7020 - 400 युरो.

क्लायंटला TL-WDN4200 N900 USB अडॅप्टरसह OpenWifi-आधारित ऍक्सेस पॉईंटशी कनेक्ट करण्याच्या कार्यक्षमतेची चाचणी केल्याने आम्हाला ऍक्सेस पॉईंटवरून क्लायंटकडे डेटा हस्तांतरित करताना 30.6Mbps (TCP) आणि 38.8Mbps (UDP) चा थ्रुपुट मिळवता आला आणि 17.0Mbps (TCP) आणि 21.5Mbps (UDP) क्लायंटपासून ऍक्सेस पॉईंटवर प्रसारित केल्यावर. व्यवस्थापनासाठी, मानक लिनक्स युटिलिटीज वापरल्या जाऊ शकतात, जसे की ifconfig आणि iwconfig, तसेच एक विशेष उपयुक्तता sdrctl, जी netlink द्वारे कार्य करते आणि तुम्हाला SDR चे ऑपरेशन कमी स्तरावर नियंत्रित करण्यास अनुमती देते (रजिस्टरमध्ये फेरफार करणे, टाइम स्लाइस सेटिंग्ज बदलणे, इ.).

वाय-फाय स्टॅकसह प्रयोग करणाऱ्या इतर खुल्या प्रकल्पांमध्ये, आम्ही प्रकल्पाची नोंद घेऊ शकतो वाईमIEEE 802.11 a/g/p अनुरूप विकसित करणे ट्रान्समीटर जीएनयू रेडिओ आणि नियमित पीसीवर आधारित. सॉफ्टवेअर ओपन 802.11 वायरलेस स्टॅक देखील प्रकल्प विकसित करत आहेत झिरया и सोरा (मायक्रोसॉफ्ट रिसर्च सॉफ्टवेअर रेडिओ).

स्त्रोत: opennet.ru