OpenWifi, odprtokodni projekt za izvajanje Wi-Fi-ja, ki temelji na FPGA in SDR

David Y. Naranjo

4 minut

odprt wifi

Med konferenco FOSDEM 2020 je bila predstavljena prvi odprtokodni razvoj OpenWifi "Wi-Fi 802.11 a / g / n" Celotni niz valovnih oblik in modulacija, ki jih definira programiranje (SDR, programsko določen radio) in FPGA.

Zanimivost projekta openwifi je to vam omogoča, da ustvarite popolnoma združljivo implementacijo Linuxa in ki nadzoruje vse komponente brezžične naprave, vključno s plastmi nizke ravni v običajnih brezžičnih vmesnikih, izvedenih na ravni čipov, nedostopnih za revizijo. Koda komponent programske opreme ter vezja in opisi strojnih blokov v jeziku Verilog za FPGA se distribuirajo pod licenco AGPLv3.

openwifi uporablja arhitekturo SoftMAC, kar pomeni izvedbo glavnega brezžičnega sklada 802.11 na strani krmilnika in prisotnost nizkega sloja MAC na strani FPGA. Podsistem mac80211, ki ga zagotavlja jedro Linuxa, se uporablja kot brezžični sklad, medtem ko interakcija s SDR poteka prek posebnega krmilnika.

Komponenta strojne opreme funkcionalnega prototipa dokazano temelji na FPGA Xilinx Zynq in univerzalnem oddajniku (RF) AD9361.

Od glavnih značilnosti avtorja OpenWifi

  • Popolna podpora za 802.11a / g in delna podpora za 802.11n MCS 0 ~ 7 (doslej samo PHY rx). Načrti podpirajo 802.11ax
  • Pasovna širina 20 MHz in frekvenčno območje od 70 MHz do 6 GHz
  • Načini delovanja: Ad-hoc (omrežje odjemalskih naprav), dostopna točka, postaja in nadzor
  • Izvajanje FPGA protokola DCF (porazdeljena koordinacijska funkcija) z uporabo metode CSMA / CA. Zagotavlja čas obdelave sličic (SIFS) pri 10us
  • Konfigurabilni prednostni parametri dostopa do kanala: RTS / CTS, CTS sam sebi, SIFS, DIFS, xIFS, čas reže itd.
  • Po časovnem intervalu na podlagi naslovov MAC
  • Preprosto spremenljiva pasovna širina in frekvenca: 2MHz za 802.11ah in 10MHz za 802.11p
  • OpenWifi trenutno podpira platforme Xilinx ZC706 FPGA SDR z oddajniki-sprejemniki Analog Devices FMCOMMS2 / 3/4, pa tudi ADRV9361Z7035 SOM + ADRV1CRR-BOB in ADRV9361Z7035 SOM + ADRVCR (FPGA + RF).

Za upravo lahko uporabite standardne pripomočke linux, kot sta ifconfig in iwconfigkot tudi specializiran pripomoček sdrctl, ki deluje prek omrežja netlink in omogoča upravljanje SDR na nizki ravni (manipulacija registrov, spreminjanje nastavitev časovnega rezalnika itd.).

Med drugimi odprtimi projekti, ki eksperimentirajo s skladom Wi-Fi, lahko omenimo projekt Wime, ki razvija oddajnik, združljiv z IEEE 802.11 a / g / p, ki temelji na radiu GNU in običajnem računalniku.

Ziria in Sora (Microsoft Research Software Radio) razvijata tudi 802.11 odprte brezžične programske pakete.

Med preskusi učinkovitosti iz podatkov, pridobljenih pri povezovanju odjemalca z vmesnikom USB TL-WDN4200 N900 na dostopno točko, ki temelji na OpenWifi, dovoljeno doseči prepustnost 30.6 Mb / s (TCP) in 38.8 Mb / s (UDP) pri prenosu podatkov z dostopne točke do odjemalca in 17.0 Mb / s (TCP) in 21.5 Mb / s (UDP) pri prenosu od stranke do dostopne točke.

Tu je predstavitev telefona, ki se povezuje z dostopno točko, v kateri se izvaja OpenWifi.

Vključene komponente v prvem prototipu OpenWifi stala okoli 1300 evrov, vendar jih prenašajo na cenejše plošče. Na primer, stroški rešitve, ki temelji na analognih napravah ADRV9364-Z7020, bodo 700 evrov in temeljijo na ZYNQ NH7020, ki stane približno 400 evrov.

Razrešnica

Za konec pa še tisti, ki jih zanima več o projektu ali prenos pripravljene slike OpenWifi lahko dobite tako, da greste na naslednjo povezavo.

Tu lahko najdete informacije o uporabi in namestitvi slike na kartico SD (slika temelji na ARM različici Linuxa).

Med komponentami, ki trenutno podpirajo paket, so: ADRV9364Z7020 SOM + ADRV1CRR-BOB, Xilinx zed + FMCOMMS2 / 3/4, Xilinx ZCU102 + FMCOMMS2 / 3/4 in Xilinx ZCU102 + ADRV9371.

vir: https://fosdem.org