OpenWifi 項目，基於 FPGA 和 SDR 實現開放式 Wi-Fi 晶片

在最近的 FOSDEM 2020 會議上 提出了 項目 無線網絡，開發第一個完整的 Wi-Fi 802.11a/g/n 堆疊的開放實現，其中訊號形狀和調製由軟體定義（SDR，軟體定義無線電）。 OpenWifi 可讓您建立無線設備所有元件的完全受控的實現，包括低層，在傳統的無線適配器中，這些元件是在無法審計的晶片層級實現的。程式碼 軟體元件和 圖表和說明 FPGA 的 Verilog 硬體模組根據 AGPLv3 授權獲得授權。

所展示的工作原型硬體組件基於 Xilinx Zynq FPGA 和 AD9361 通用射頻收發器。 OpenWifi 採用 SoftMAC 架構，在驅動程式端實作核心 802.11 無線協定堆疊（高 MAC 層），在 FPGA 端實現低 MAC 層。無線協定棧由 mac80211 核心子系統提供。 Linux與 SDR 的交互是透過一個特殊的驅動程式進行的。

主要特點：

• 完全支援 802.11a/g 並部分支援 802.11n MCS 0~7（目前僅限 PHY rx）。計劃支援 802.11ax；
• 頻寬20MHz，頻率範圍從70MHz到6GHz；
• 操作模式： 特別指定 （客戶端設備網路）、存取點、站點和監控；
• FPGA端實作通道層協定 直流碳纖維 （分散式協調功能）採用CSMA/CA方法。提供幀處理時間（SIFS）在10us級別；
• 可設定的頻道存取優先權參數：RTS/CTS 持續時間、CTS-to-self、SIFS、DIFS、xIFS、時隙時間等。
• 時間量化（時間分片)基於MAC位址；
• 輕鬆改變頻寬和頻率：
  2ah 為 802.11MHz，10p 為 802.11MHz；

OpenWifi 目前提供 支持 基於FPGA的SDR平台
Xilinx ZC706 與 Analog Devices FMCOMMS2/3/4 收發器，以及捆綁包（FPGA + RF）ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB 和 ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-FMC。可供下載 就緒影像 基於 ARM 的 SD 卡 Linux該計劃包括支援 ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB、Xilinx zed + FMCOMMS2/3/4、Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2/3/4 和
Xilinx ZCU102 + ADRV9371。第一個 OpenWifi 原型中使用的組件成本約為 1300 歐元，但正在移植到更便宜的主機板上。例如，基於 ADI公司ADRV9364-Z7020 金額為 700 歐元，並且基於 ZYNQ NH7020 - 400 歐元。

使用 TL-WDN4200 N900 USB 轉接器測試用戶端與基於 OpenWifi 的存取點之間的連接效能，結果顯示，從存取點到用戶端的資料傳輸吞吐量為 30.6 Mbps (TCP) 和 38.8 Mbps (UDP)，從用戶端到存取點的資料傳輸為 17.Pb.可以使用內建實用程式進行管理。 Linux例如 ifconfig 和 iwconfig，以及一個專門的實用程式 sdrctl，它透過 netlink 工作，允許您在底層控制 SDR 操作（操作暫存器、更改時間量化設定等）。

其他嘗試 Wi-Fi 堆疊的開源專案包括： 威姆，開發相容於 IEEE 802.11 a/g/p 發射機 基於 GNU Radio 和普通 PC。基於軟體的開放無線 802.11 堆疊也在開發中 齊裡亞 и 空 （微軟研究院軟體無線電）。

來源： opennet.ru