Projek OpenWifi dengan pelaksanaan cip Wi-Fi terbuka berdasarkan FPGA dan SDR

Pada persidangan FOSDEM 2020 yang lalu dibentangkan projek openwifi, membangunkan pelaksanaan terbuka pertama timbunan Wi-Fi penuh 802.11a/g/n, bentuk isyarat dan modulasi yang dinyatakan dalam perisian (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi membolehkan anda mencipta pelaksanaan terkawal sepenuhnya bagi semua komponen peranti wayarles, termasuk lapisan peringkat rendah, yang dalam penyesuai wayarles konvensional dilaksanakan pada tahap cip yang tidak boleh diaudit. Kod komponen perisianDan gambar rajah dan huraian blok perkakasan dalam bahasa Verilog untuk FPGA diedarkan di bawah lesen AGPLv3.

Komponen perkakasan prototaip kerja yang ditunjukkan adalah berdasarkan Xilinx Zynq FPGA dan transceiver universal (RF) AD9361. OpenWifi menggunakan seni bina SoftMAC, yang membayangkan pelaksanaan tindanan wayarles 802.11 utama (MAC tinggi) pada bahagian pemacu dan kehadiran lapisan MAC rendah pada bahagian FPGA. Tindanan wayarles menggunakan subsistem mac80211 yang disediakan oleh kernel Linux. Interaksi dengan SDR dijalankan melalui pemandu khas.

Ciri-ciri utama:

• Sokongan penuh untuk 802.11a/g dan sokongan separa untuk 802.11n MCS 0~7 (PHY rx sahaja buat masa ini). Terdapat rancangan untuk menyokong 802.11ax;
• Lebar jalur 20MHz dan julat frekuensi dari 70 MHz hingga 6 GHz;
• Mod operasi: Ad hoc (rangkaian peranti klien), pusat akses, stesen dan pemantauan;
• Pelaksanaan protokol lapisan pautan pada bahagian FPGA DCF (Fungsi Penyelarasan Teragih), menggunakan kaedah CSMA/CA. Menyediakan masa pemprosesan bingkai (SIFS) pada tahap 10us;
• Parameter keutamaan akses saluran boleh dikonfigurasikan: Tempoh RTS/CTS, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-time, dsb.
• Menghiris masa (Menghiris masa) berdasarkan alamat MAC;
• Jalur lebar dan kekerapan yang boleh ditukar dengan mudah:
  2MHz untuk 802.11ah dan 10MHz untuk 802.11p;

Pada masa ini, OpenWifi menyediakan menyokong Platform SDR berasaskan FPGA
Xilinx ZC706 dengan Peranti Analog transceiver FMCOMMS2/3/4, serta berkas (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB dan ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Dibentuk untuk memuatkan gambar siap Kad SD berasaskan ARM Linux. Terdapat rancangan untuk menyokong ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 dan
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Kos komponen yang terlibat dalam prototaip OpenWifi pertama adalah kira-kira 1300 euro, tetapi pemindahan ke papan yang lebih murah sedang dijalankan. Sebagai contoh, kos penyelesaian berdasarkan Peranti Analog ADRV9364-Z7020 akan menjadi 700 euro, dan atas dasar ZYNQ NH7020 - 400 euro.

Menguji prestasi menyambungkan pelanggan dengan penyesuai USB TL-WDN4200 N900 ke pusat akses berasaskan OpenWifi membolehkan kami mencapai daya tampung 30.6Mbps (TCP) dan 38.8Mbps (UDP) apabila memindahkan data dari pusat akses kepada pelanggan dan 17.0Mbps (TCP) dan 21.5Mbps (UDP) apabila dihantar dari klien ke pusat akses. Untuk pengurusan, utiliti Linux standard boleh digunakan, seperti ifconfig dan iwconfig, serta sdrctl utiliti khusus, yang berfungsi melalui netlink dan membolehkan anda mengawal operasi SDR pada tahap rendah (manipulasi daftar, menukar tetapan kepingan masa, dan lain-lain.).

Antara projek terbuka lain yang bereksperimen dengan timbunan Wi-Fi, kita boleh perhatikan projek itu WimeMembangunkan mematuhi IEEE 802.11 a/g/p pemancar berdasarkan GNU Radio dan PC biasa. Perisian terbuka 802.11 tindanan wayarles juga sedang membangunkan projek Ziria и Sora (Microsoft Research Software Radio).

Sumber: opennet.ru