Proyék OpenWifi kalayan palaksanaan chip Wi-Fi kabuka dumasar kana FPGA sareng SDR

Dina konperénsi FOSDEM 2020 anu terakhir ditepikeun proyékna openwifi, ngamekarkeun palaksanaan kabuka munggaran tina pinuh Wi-Fi 802.11a/g/n tumpukan, bentuk sinyal jeung modulasi nu dieusian dina software (SDR, Software Defined Radio). OpenWifi ngidinan Anjeun pikeun nyieun hiji palaksanaan dikawasa pinuh sadaya komponén tina alat nirkabel, kaasup lapisan low-tingkat, nu dina adapters nirkabel konvensional dilaksanakeun dina tingkat chip nu teu bisa diaudit. Kodeu komponén softwarejeung diagram jeung déskripsi blok hardware dina basa Verilog pikeun FPGA disebarkeun dina lisénsi AGPLv3.

Komponén hardware tina prototipe kerja nunjukkeun dumasar kana Xilinx Zynq FPGA sareng transceiver universal AD9361 (RF). OpenWifi nganggo arsitéktur SoftMAC, anu nunjukkeun palaksanaan tumpukan nirkabel 802.11 utama (high-MAC) di sisi supir sareng ayana lapisan MAC-low di sisi FPGA. Tumpukan nirkabel ngagunakeun subsistem mac80211 anu disayogikeun ku kernel Linux. Interaksi jeung SDR dilumangsungkeun ngaliwatan supir husus.

fitur konci:

• Dukungan pinuh pikeun 802.11a/g sareng dukungan parsial pikeun 802.11n MCS 0~7 (PHY rx ngan ukur ayeuna). Aya rencana pikeun ngarojong 802.11ax;
• Bandwidth 20MHz jeung rentang frékuénsi ti 70 MHz nepi ka 6 GHz;
• Modeu operasi: AD hoc (jaringan alat klien), titik aksés, stasiun sareng ngawaskeun;
• Palaksanaan protokol lapisan link di sisi FPGA DCF (Fungsi Koordinasi Distribusi), ngagunakeun métode CSMA / CA. Nyadiakeun waktos ngolah pigura (SIFS) dina tingkat 10us;
• Parameter prioritas aksés saluran anu tiasa dikonfigurasi: durasi RTS / CTS, CTS-to-self, SIFS, DIFS, xIFS, slot-time, jsb.
• Waktu nyiksikan (Waktu nyiksikan) dumasar kana alamat MAC;
• Bandwidth sareng frékuénsi anu gampang dirobih:
  2MHz pikeun 802.11ah sareng 10MHz pikeun 802.11p;

Ayeuna, OpenWifi nyayogikeun sokongan platform SDR basis FPGA
Xilinx ZC706 kalawan Alat analog FMCOMMS2 / 3/4 transceiver, kitu ogé bundles (FPGA + RF) ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB na ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC. Diwangun pikeun loading gambar rengse Kartu SD dumasar ARM Linux. Aya rencana pikeun ngadukung ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 sareng
Xilinx ZCU102 + ADRV9371. Biaya komponén aub dina prototipe OpenWifi munggaran éta ngeunaan 1300 euro, tapi porting ka papan langkung mirah dijalankeun. Contona, biaya solusi dumasar kana Alat analog ADRV9364-Z7020 bakal 700 euro, sarta dina dasar ZYNQ NH7020 - 400 euro.

Nguji kinerja nyambungkeun klien sareng adaptor USB TL-WDN4200 N900 ka titik aksés basis OpenWifi ngamungkinkeun urang pikeun ngahontal throughput 30.6Mbps (TCP) sareng 38.8Mbps (UDP) nalika mindahkeun data tina titik aksés ka klien sareng 17.0Mbps (TCP) jeung 21.5Mbps (UDP) nalika dikirimkeun ti klien ka titik aksés. Pikeun manajemén, utilitas Linux standar tiasa dianggo, sapertos ifconfig sareng iwconfig, ogé utilitas khusus sdrctl, anu tiasa dianggo via netlink sareng ngamungkinkeun anjeun ngadalikeun operasi SDR dina tingkat anu rendah (ngamanipulasi pendaptaran, ngarobih setélan potongan waktos, jsb.).

Diantara proyék kabuka anu sanés ékspérimén sareng tumpukan Wi-Fi, urang tiasa perhatikeun proyék éta WimeNgembangkeun IEEE 802.11 a/g/p patuh pamancar dumasar kana GNU Radio sareng PC biasa. Parangkat lunak muka 802.11 tumpukan nirkabel ogé ngembangkeun proyék Ziria и SORA (Microsoft Research Software Radio).

sumber: opennet.ru