Open-SDR/openwifi项目FPGA控制技巧详解

Open-SDR/openwifi项目FPGA控制技巧详解

openwifi open-source IEEE 802.11 WiFi baseband FPGA (chip) design: driver, software 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/op/openwifi

前言

在无线通信系统开发中，对FPGA进行精细控制是优化性能的关键。本文将深入探讨open-sdr/openwifi项目中常用的FPGA控制技巧，帮助开发者更好地理解和掌握这一开源SDR平台的底层控制能力。

1. CCA与LBT阈值控制

1.1 基本概念

CCA(空闲信道评估)和LBT(先听后说)是WiFi系统中重要的信道访问机制。通过调整阈值可以控制设备对信道状态的判断。

1.2 操作指南

• 查看当前阈值：

./set_lbt_th.sh
dmesg

输出示例会显示当前阈值对应的dBm值。

• 设置新阈值(如-70dBm)：

./set_lbt_th.sh 70

• 恢复驱动自动控制：

./set_lbt_th.sh 0

• 完全禁用CCA(设置-1dBm)：

./set_lbt_th.sh 1

技术要点：阈值设置直接影响设备对信道忙闲的判断，不当设置可能导致冲突或性能下降。

2. 重传与ACK控制

2.1 重传控制

在驱动层修改retry_limit_hw_value变量可控制重传次数：

• 0：禁用重传
• 1：最多重传1次

2.2 FPGA寄存器控制

查看当前寄存器值：

./sdrctl dev sdr0 get reg xpu 11

设置重传次数为1：

./sdrctl dev sdr0 set reg xpu 11 9

禁用ACK发送：

./sdrctl dev sdr0 set reg xpu 11 25

应用场景：监控模式和数据包注入时可能需要禁用ACK。

3. 关键时序参数控制

3.1 参数说明

• NAV：网络分配向量
• DIFS：分布式协调功能帧间间隔
• EIFS：扩展帧间间隔
• CW：竞争窗口

3.2 控制方法

查看状态：

./nav_disable.sh
./difs_disable.sh
./eifs_disable.sh
./cw_disable.sh

禁用参数(输入1)：

./nav_disable.sh 1

启用参数(输入0)：

./nav_disable.sh 0

注意事项：这些参数禁用后将改变标准的CSMA/CA行为，需谨慎使用。

4. 竞争窗口配置

4.1 查看当前配置

./cw_max_min_cfg.sh

4.2 自定义配置

示例设置队列3~0的CW max/min：

./cw_max_min_cfg.sh b5654332

4.3 恢复Linux控制

./cw_max_min_cfg.sh 0

技术细节：配置值采用对数域表示，实际CW值为2^n-1。

5. 接收增益控制

5.1 手动模式

设置30dB增益：

./set_rx_gain_manual.sh 30

5.2 自动模式

./set_rx_gain_auto.sh

5.3 增益参考获取

rx_gain_show.sh

调优建议：根据工作频段考虑偏移量(2.4GHz:-5dB，5GHz:-14dB)。

6. 发射功率控制

6.1 设置衰减

20dB衰减：

./sdrctl dev sdr0 set reg rf 0 20000

6.2 驱动加载时设置

insmod sdr.ko init_tx_att=20000

6.3 提高发射功率

修改tx_intf寄存器13的值可提高功率，但可能影响EVM。

7. 高级控制技巧

7.1 发射LO和端口控制

查看状态：

./set_tx_port.sh
./set_tx_lo.sh

7.2 天线选择

切换发射天线：

./sdrctl dev sdr0 set reg drv_tx 4 1  # tx1
./sdrctl dev sdr0 set reg drv_tx 4 0  # tx0

7.3 频率限制

限制工作频率：

./set_restrict_freq.sh 5220

7.4 接收灵敏度

设置灵敏度阈值：

./sdrctl dev sdr0 set reg drv_rx 0 70

7.5 发射速率

非HT包速率控制：

./sdrctl dev sdr0 set reg drv_tx 0 N

HT包速率控制(加16使用短GI)：

./sdrctl dev sdr0 set reg drv_tx 1 N

7.6 任意IQ样本发射

支持最多512个样本的任意波形发射，用于测试目的。

总结

本文详细介绍了open-sdr/openwifi项目中FPGA的各种控制技巧，从基础的CCA阈值调整到高级的IQ样本发射，涵盖了无线通信系统开发中的关键控制点。掌握这些技巧可以帮助开发者更好地优化系统性能，进行各种实验和研究。使用时请注意各项参数之间的相互影响，建议在充分理解机制的基础上进行调优。

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