OpenWifi, un projet open source pour implémenter le wifi basé sur FPGA et SDR

wifi ouvert

Lors de la conférence FOSDEM 2020, il a été dévoilé le premier développement open source de OpenWifi "Wi-Fi 802.11 a / g / n" Forme d'onde et modulation à pile complète définies par programmation (SDR, Software Defined Radio) et FPGA.

La chose intéressante à propos du projet openwifi est que vous permet de créer une implémentation entièrement compatible avec Linux et qui contrôle tous les composants d'un dispositif sans fil, y compris les couches de bas niveau dans les adaptateurs sans fil classiques mis en œuvre au niveau de puces inaccessibles pour l'audit. Le code des composants logiciels, ainsi que les circuits et les descriptions des blocs matériels en Verilog pour le langage FPGA, sont distribués sous licence AGPLv3.

openwifi utilise l'architecture SoftMAC, ce qui implique la mise en œuvre de la principale pile sans fil 802.11 côté contrôleur et la présence d'une couche MAC basse côté FPGA. Le sous-système mac80211 fourni par le noyau Linux est utilisé comme pile sans fil, tandis que l'interaction avec SDR se fait via un contrôleur spécial.

Le composant matériel du prototype fonctionnel démontré est basé sur le Xilinx Zynq FPGA et le AD9361 Universal Transceiver (RF).

Des principales caractéristiques par OpenWifi

  • Prise en charge complète de 802.11a / g et prise en charge partielle de 802.11n MCS 0 ~ 7 (jusqu'à présent uniquement PHY rx). Les plans prennent en charge 802.11ax
  • Bande passante de 20 MHz et plage de fréquences de 70 MHz à 6 GHz
  • Modes de fonctionnement: Ad-hoc (réseau d'appareils client), point d'accès, station et surveillance
  • L'implémentation FPGA du protocole DCF (Distributed Coordination Function) en utilisant la méthode CSMA / CA. Fournit un temps de traitement des images (SIFS) à 10us
  • Paramètres de priorité d'accès au canal configurables: RTS / CTS, CTS à lui-même, SIFS, DIFS, xIFS, créneau horaire, etc.
  • Par intervalle de temps basé sur les adresses MAC
  • Bande passante et fréquence facilement modifiables: 2 MHz pour 802.11ah et 10 MHz pour 802.11p
  • OpenWifi prend actuellement en charge les plates-formes Xilinx ZC706 FPGA SDR avec les émetteurs-récepteurs Analog Devices FMCOMMS2 / 3/4, ainsi que les packages ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB et ADRV9361Z7035 SOM + ADRVCR (FPGA + RF).

Pour l'administration, les utilitaires Linux standard comme ifconfig et iwconfig peuvent être utilisésainsi qu'un utilitaire sdrctl spécialisé qui fonctionne via netlink et vous permet de gérer le SDR à un bas niveau (manipuler les registres, modifier les paramètres de la tranche horaire, etc.).

Parmi les autres projets ouverts expérimentant la pile Wi-Fi, on peut citer le projet Wime, qui développe un émetteur compatible IEEE 802.11 a / g / p basé sur GNU Radio et un PC normal.

En plus des piles logicielles sans fil ouvertes 802.11 sont également développées par Ziria et Sora (Microsoft Research Software Radio).

Lors des tests de performance, à partir des données obtenues lors de la connexion d'un client avec un adaptateur USB TL-WDN4200 N900 à un point d'accès basé sur OpenWifi, permis d'atteindre un débit de 30.6 Mbps (TCP) et 38.8 Mbps (UDP) lors de la transmission de données d'un point d'accès à un client et 17.0 Mbps (TCP) et 21.5 Mbps (UDP) lors de la transmission d'un client à un point d'accès.

Voici une démo d'un téléphone se connectant au point d'accès exécutant OpenWifi.

Les composants impliqués dans le premier prototype d'OpenWifi coûte environ 1300 euros, mais ils sont transférés vers des assiettes moins chères. Par exemple, le coût d'une solution basée sur Analog Devices ADRV9364-Z7020 sera de 700 euros et basée sur ZYNQ NH7020 qui a un coût d'environ 400 euros.

Télécharger

Enfin, pour ceux qui souhaitent en savoir plus sur le projet ou télécharger l'image préparée d'OpenWifi peut l'obtenir en partant vers le lien suivant.

Vous trouverez ici des informations sur l'utilisation et l'installation de l'image sur une carte SD (l'image est basée sur une version ARM de Linux).

Parmi les composants qui prennent actuellement en charge le package, il y a: ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2 / 3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2 / 3/4 et Xilinx ZCU102 + ADRV9371.

source: https://fosdem.org


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