OpenWifi, FPGA 및 SDR 기반 WiFi 구현을위한 오픈 소스 프로젝트

David Y. Naranjo

4 분

오픈와이파이

FOSDEM 2020 컨퍼런스에서 공개되었습니다. 최초의 오픈 소스 개발 OpenWifi "Wi-Fi 802.11 a / g / n" 프로그래밍 (SDR, 소프트웨어 정의 라디오) 및 FPGA에 의해 정의 된 풀 스택 파형 및 변조.

프로젝트의 흥미로운 점 오픈와이파이 그거야? 완전한 Linux 호환 구현을 만들 수 있습니다. 감사를 위해 액세스 할 수없는 칩 수준에서 구현 된 기존 무선 어댑터의 하위 수준 계층을 포함하여 무선 장치의 모든 구성 요소를 제어합니다. 소프트웨어 구성 요소의 코드와 회로 및 FPGA 언어 용 Verilog의 하드웨어 블록 설명은 AGPLv3 라이센스에 따라 배포됩니다.

오픈와이파이 SoftMAC 아키텍처를 사용합니다. 이는 컨트롤러 측에서 기본 802.11 무선 스택을 구현하고 FPGA 측에서 낮은 MAC 계층이 있음을 의미합니다. Linux 커널에서 제공하는 mac80211 하위 시스템이 무선 스택으로 사용됩니다. SDR과의 상호 작용은 특수 컨트롤러를 통해 수행됩니다.

기능적 프로토 타입의 하드웨어 구성 요소 증명 Xilinx Zynq FPGA 및 AD9361 범용 트랜시버 (RF)를 기반으로합니다..

주요 특징 OpenWifi 제작

  • 802.11a / g에 대한 전체 지원 및 802.11n MCS 0 ~ 7에 대한 부분 지원 (지금까지는 PHY rx 만 해당). 802.11ax를 지원하는 플랜
  • 20MHz 대역폭 및 70MHz ~ 6GHz 주파수 범위
  • 작동 모드 : Ad-hoc (클라이언트 장치 네트워크), 액세스 포인트, 스테이션 및 모니터링
  • CSMA / CA 방법을 사용한 DCF (Distributed Coordination Function) 프로토콜의 FPGA 구현. 10us에서 프레임 처리 시간 (SIFS) 제공
  • 구성 가능한 채널 액세스 우선 순위 매개 변수 : RTS / CTS, 자체에 대한 CTS, SIFS, DIFS, xIFS, 슬롯 시간 등
  • MAC 주소를 기반으로 한 시간 간격
  • 쉽게 수정할 수있는 대역폭 및 주파수 : 2ah의 경우 802.11MHz, 10p의 경우 802.11MHz
  • OpenWifi는 현재 ADRV706Z2 SOM + ADRV3CRR-BOB 및 ADRV4Z9361 SOM + ADRVCR (FPGA + RF) 패키지뿐만 아니라 Analog Devices FMCOMMS7035 / 1 / 9361 트랜시버와 함께 Xilinx ZC7035 FPGA SDR 플랫폼을 지원합니다.

행정부를 위해 ifconfig 및 iwconfig와 같은 표준 Linux 유틸리티를 사용할 수 있습니다.뿐만 아니라 netlink를 통해 작동하고 낮은 수준에서 SDR을 관리 할 수있는 특수 sdrctl 유틸리티 (레코드 조작, 타임 슬라이서 설정 변경 등)

Wi-Fi 스택을 실험하는 다른 공개 프로젝트 중에서 GNU Radio 및 일반 PC를 기반으로 IEEE 802.11 a / g / p 호환 송신기를 개발하는 Wime 프로젝트를 언급 할 수 있습니다.

802.11 개방형 무선 소프트웨어 스택뿐만 아니라 Ziria와 Sora (Microsoft Research Software Radio)에서도 개발 중입니다.

성능 테스트 중 TL-WDN4200 N900 USB 어댑터가있는 클라이언트를 OpenWifi 기반 액세스 포인트에 연결할 때 얻은 데이터에서 30.6Mbps (TCP) 및 38.8Mbps (UDP)의 처리량을 달성 할 수 있습니다. 액세스 포인트에서 클라이언트로 데이터를 전송할 때, 클라이언트에서 액세스 포인트로 전송할 때 17.0Mbps (TCP) 및 21.5Mbps (UDP).

다음은 OpenWifi를 실행하는 액세스 포인트에 연결하는 전화기의 데모입니다.

관련된 구성 요소 OpenWifi의 첫 번째 프로토 타입에서 약 1300 유로, 그러나 그들은 더 싼 판으로 옮겨지고 있습니다. 예를 들어, Analog Devices ADRV9364-Z7020을 기반으로하는 솔루션의 비용은 700 유로이고 ZYNQ NH7020을 기반으로하며 비용은 약 400 유로입니다.

방출

마지막으로 프로젝트에 대해 더 알고 싶거나 준비된 OpenWifi 이미지를 다운로드하는 데 관심이있는 분들을 위해 가서 얻을 수 있습니다 다음 링크에.

여기에서 SD 카드의 이미지 사용 및 설치에 대한 정보를 찾을 수 있습니다 (이미지는 Linux의 ARM 버전을 기반으로 함).

현재 패키지를 지원하는 구성 요소에는 ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2 / 3 / 4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2 / 3 / 4 및 Xilinx ZCU102 + ADRV9371이 있습니다.

출처 : https://fosdem.org