openwifi学习-日程记录（全）

标签：日程记录 rx correction db openwifi half rssi reg

Openwifi：openwifi与linux的驱动部分源码和linux系统。
Openwifi-hw：openwifi的FPGA部分源码，是硬件部分，也是lowmac部分。
Openofdm：openwifi的基带部分源码，也是运行在FPGA中，最终集成到openwif-hw项目中，也算是openwif-hw的一部分(ip)，在这里单独作为一个工程更便于大家理解和学习。
openwifi-hw-img：放置了一些关于openwifi FPGA img的硬件git信息

上面这是openwifi的整体框架，两个蓝色adi-linux什么的是专用linux系统（先不管，看内容是公司专门出的）

driver里面

从上到下，分别对应下面那个框图中ARM这边的驱动代码部分。ad9361的驱动少了，应该是放别的地方了，而且有别的芯片比如ad9364，我手头的就是7020+9363

基本上就是.c文件+一个makefile，很标准的linux驱动程序

openwifi-hw里面放的是FPGA工程，其中

adi-hdl @ f61d970里面放着暂时不知道，但是确实有很多AD芯片的驱动的感觉。

boards里面放着各种支持板子的工程路径

ip里面是 openwifi的verilog代码这个side_ch没有在框图里面显示（翻译是添加集中式DBG交换机，暂时不懂）

这是其document里面的一张很完整的结构框架图。后面的学习会对照这个图，把每个模块都弄懂（争取，毕竟是要做毕设的）。

我准备先从硬件这边入手，毕竟Linux驱动那边都较为完善，而且大概率用别人写好的修改，FPGA这边就需要下点功夫，堆工作量的任务就在这。

这是手册里面的一张示意图，也就是上面的简化。下面这个就是AD9361和FPGA之间具体的一些接口以及模块配置

从OpenOFDM开始，这个工程是openwifi-hw的一个ip，都属于fpga这边的硬件部分。

这个包含802.11 OFDM PHY解码器的Verilog实现。（OFDM和802.11n都会单独学习）

OpenOFDM的模块的学习网站：https://openofdm.readthedocs.io/en/latest/

一旦RF信号被捕获并且下变频到基带，解码流水线（步骤统一）就开始了，包括：

Packet detection（数据包检测）
Center frequency offset correction（中心频率偏移校正）
FFT（快速傅里叶转换）
Channel gain estimation（信道增益估计）
Demodulation（检波）
Deinterleaving（去交织）
Convolutional decoding（卷积编码）
Descrambling（解扰）

在此之前，已经学会了如何编译openwifi-hw文件、通过vivado生成bit流文件和vitis生成boot.bin文件，导入sd卡，烧录等

在sdr硬件上也学会了如何使用用户空间指令配置相关参数和获取，通过写脚本和配置启动文件能让sdr启动就能ad-hoc组网等。

2024-8-12

已经烧录好官方镜像，测试了一些命令，以及通过ad-hoc组网并ping通（但是ad-hoc是无线自组网协议，无法通过以太网口传输，而且是5G信号）

在文档里发现了这个，但是好像没什么用，并没有真正把频率改变（再研究。。。）

2024-8-13

2024-8-14

通过阅读官方手册继续学习

sdrctrl文件里的.c .h文件就是解释./sdrctrl后面的参数命令的地方，没仔细研究，大致摸了一遍

2024-8-15

2024-8-16

测试了8-12号的改变频率问题，买的SMA转BNC接口还没到（而且不确定示波器的带宽够不够测试最低的频率，因为是9363不是9361）

所以先将两个设备进入ad-hoc模式，这个时候按照iwconfig命令显示，sdr0设备是5.22Ghz，这是命令选择信道时候44决定的（在802.11学习文章里面提到过，如果是信道6就是2.4G范畴了）

先配置的原因就是需要预先设计一个wifi正常工作的环境，首先ping通，然后在设备频率

先给其中一个sdr设置频率1.4G，也就是1400（收发都要）

再ping发现ping不通了，然后给另一个也设置收发1400，又可以ping通了，而且通信距离变远了（虽然本来就距离很短）

通过iperf3工具测试带宽看起来还可以。（上下行都可以，还能经过UDP TCP等测速）

就收发距离上来看的话，增加通信距离的手段有很多

1、增加 TX发射增益，也可以增加发射距离，放大嗓门说话

2、接收灵敏度，其实是可接受的触发最低电平基准，相当于提高听力

3、天线增益，包括发送天线增益和接收天线增益。相当于扩音器和助听器

发射增益通过rf的0寄存器值可以改变

接受灵敏度应该是rx里面的2，power trigger and dc detection threshold。这个接收灵敏度在sdr.c文件里面找到

一开始get是32位，00000000

/*这个函数的目的是将接收强度指示 RSSI的值从半分贝（half-db）单位转换为分贝毫瓦（dBm）单位
并应用一个校正因子，需要从RSSI值中减去的校正因子，以分贝为单位
*/
inline int rssi_half_db_to_rssi_dbm(int rssi_half_db, int rssi_correction) 
{
	int rssi_db, rssi_dbm;
    
    //首先右移1位将半分贝改分贝，因为2个半分贝=1分贝
	rssi_db = (rssi_half_db>>1);
    //减去校正因子得到RSSI值
	rssi_dbm = rssi_db - rssi_correction;
	//由于RSSI值（在分贝单位下）可能变得非常低（即非常负），因此将rssi_dbm的值限制在-128以上。
	rssi_dbm = (rssi_dbm < (-128)? (-128) : rssi_dbm);
	
	return rssi_dbm;
}

inline int rssi_dbm_to_rssi_half_db(int rssi_dbm, int rssi_correction)
{
    //分贝转半分贝，因为1分贝等于两个半分贝
	return ((rssi_correction+rssi_dbm)<<1);
}

2024-8-17

sdrctrl的用户设置set get 代码在openwifi/user_space/sdrctrl_src/cmd.c里面的42行的这个函数，后面还有get

cmd.c

static int handle_set_reg(struct nl80211_state *state,
			  struct nl_cb *cb,
			  struct nl_msg *msg,
			  int argc, char **argv,
			  enum id_input id)
    {
	struct nlattr *tmdata;
	char *end;
	unsigned int reg_cat, reg_addr, reg_val;

	tmdata = nla_nest_start(msg, NL80211_ATTR_TESTDATA);
	if (!tmdata) {
		return 1;
	}

	if (strcasecmp(argv[0],"rf")==0)
		reg_cat=1;
	else if (strcasecmp(argv[0],"rx_intf")==0)
		reg_cat = 2;
	else if (strcasecmp(argv[0],"tx_intf")==0)
		reg_cat = 3;
	else if (strcasecmp(argv[0],"rx")==0)
		reg_cat = 4;
	else if (strcasecmp(argv[0],"tx")==0)
		reg_cat = 5;
	else if (strcasecmp(argv[0],"xpu")==0)
		reg_cat = 6;
	else if (strcasecmp(argv[0],"drv_rx")==0)
		reg_cat = 7;
	else if (strcasecmp(argv[0],"drv_tx")==0)
		reg_cat = 8;
	else if (strcasecmp(argv[0],"drv_xpu")==0)
		reg_cat = 9;
	else {
		printf("Wrong the 1st argument. Should be rf/rx_intf/tx_intf/rx/tx/xpu/drv_rx/drv_tx/drv_xpu\n");
		return 1;
	}

	reg_addr = strtoul(argv[1], &end, 10);
	if (*end) {
		return 1;
	}
	reg_addr = reg_addr<<2;//from idx to addr
	reg_addr = ((reg_cat<<16)|reg_addr);

	reg_val = strtoul(argv[2], &end, 10);
	if (*end) {
		return 1;
	}

    //这个应该就是将你设置的地址和值写入寄存器的代码
	NLA_PUT_U32(msg, OPENWIFI_ATTR_CMD, REG_CMD_SET);
	NLA_PUT_U32(msg, REG_ATTR_ADDR, reg_addr);
	NLA_PUT_U32(msg, REG_ATTR_VAL,  reg_val);

	nla_nest_end(msg, tmdata);

	printf("reg  cat: %d\n",   reg_cat);
	printf("reg addr: %08x\n", reg_addr);
	printf("reg  val: %08x\n", reg_val);

	return 0;

 nla_put_failure:
	return -ENOBUFS;
}
COMMAND(set, reg, "<rf/rx_intf/tx_intf/rx/tx/xpu/drv_rx/drv_tx/drv_xpu reg_idx value>", NL80211_CMD_TESTMODE, 0, CIB_NETDEV, handle_set_reg, "set reg");

今天用示波器试了一下，在配置了发射频率为325Mhz（9363的调谐范围325M~3.8G）

按道理周期波长应该是1/325M*10^9=3.0769ns，看了示波器，差不多，说明确实可以通过用户空间控制功率。

昨天的增加发射功率和提高接收灵敏度的问题，在设置一些值的时候，有一些error（发射的频率和接收频率虽然可以随便设置，但是硬件有限制，暂且不管）

但是设置发射功率的时候，超过80db（反正不到90db）就会报错

注意:这个rf 模块的0不是发射功率是发射衰减，等于0的时候，才是发射功率最大的时候（一直搞错了，调越大越不能通，md）

查到的报错代码是sdrctrl.c里面的

	if (err == 1) {
		if (cmd)
			usage_cmd(cmd);
		else
			usage(0, NULL);
	} else if (err < 0)
		fprintf(stderr, "command failed: %s (%d)\n", strerror(-err), err);

应该是802.11的初始化代码里面的，错误暂时不清楚，找的的是IO的错误平时测试就按照30000也就是，30db为顶，5000，也就是5db为底（这个需要测试，看是不是发射功率增大，距离变远）

2024-8-18

天线增益先不管，硬件的事后面再说

发射增益可以调节

接下来就是接收灵敏度的调节了

在看一下这个，rx模块的配置，用命令查看一下

在openofdm_rx.c里面97行

openofdm_rx_api->OPENOFDM_RX_REG_POWER_THRES_write((OPENOFDM_RX_DC_RUNNING_SUM_TH_INIT<<16)|OPENOFDM_RX_POWER_THRES_INIT); // turn on signal watchdog by default

这个 #define OPENOFDM_RX_DC_RUNNING_SUM_TH_INIT 64 #define OPENOFDM_RX_POWER_THRES_INIT 124 一共32位，高16位就是直流偏移阈值，低16位就是功率阈值。这个函数就是一起设置这两个数值到寄存器

#define OPENOFDM_RX_POWER_THRES_INIT 124
// Above 118 is based on these test result (2022-03-09)
// FMCOMMS3
// 2437M
// 11a/g BPSK 6M, Rx sensitivity level dmesg report -85dBm
// priv->rssi_correction = 153; rssi_half_db/2 = 153-85=68; rssi_half_db = 136
// 5180M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -84dBm
// priv->rssi_correction = 145; rssi_half_db/2 = 145-84=61; rssi_half_db = 122
// 5320M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -86dBm
// priv->rssi_correction = 148; rssi_half_db/2 = 148-86=62; rssi_half_db = 124

// FMCOMMS2
// 2437M
// 11a/g BPSK 6M, Rx sensitivity level dmesg report -80dBm
// priv->rssi_correction = 153; rssi_half_db/2 = 153-80=73; rssi_half_db = 146
// 5180M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -83dBm
// priv->rssi_correction = 145; rssi_half_db/2 = 145-83=62; rssi_half_db = 124
// 5320M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -86dBm
// priv->rssi_correction = 148; rssi_half_db/2 = 148-86=62; rssi_half_db = 124

#define OPENOFDM_RX_RSSI_DBM_TH_DEFAULT (-85) //-85 will remove lots of false alarm. the best openwifi reported sensitivity is like -90/-92 (set it manually if conductive test with wifi tester)
#define OPENOFDM_RX_DC_RUNNING_SUM_TH_INIT 64
#define OPENOFDM_RX_MIN_PLATEAU_INIT 100
#define OPENOFDM_RX_FFT_WIN_SHIFT_INIT 1
#define OPENOFDM_RX_SMALL_EQ_OUT_COUNTER_TH 48

#define OPENWIFI_MAX_SIGNAL_LEN_TH 1700 //Packet longer  than this threshold will result in receiver early termination. It goes to openofdm_rx/xpu/rx_intf

#define OPENWIFI_MIN_SIGNAL_LEN_TH 14   //Packet shorter than this threshold will result in receiver early termination. It goes to openofdm_rx/xpu/rx_intf
                                        //due to CRC32, at least 4 bytes needed to push out expected CRC result

上面这个注释里面，应该是每个频率的标准或者说规定，比如FMCOMMS2的5320Mhz的下面，rssi_correction信号强度修正148，其他频段就不一样。

所以我们要在别的频段这样做，不一定用一样的，验证一下

当我改变发射和接收频率，再获得接收电平信号阈值的时候就变了，十进制从120变136（暂时没找到怎么根据频率变化修改的）

2024-8-19

发现了rf模块下的0是发射衰减，不是发射功率，0的时候发射功率才能最大（哎，仔细点）

后面开始试试MIMO能不能增加距离和带宽

2024-8-21

ad-hoc组网不能接入有线，网桥手段也不行，另寻他路（~~）

板子的源换成别的需要改时间，改成现在的日期（卡了一天）

2024-8-27

这几天尝试了一些手段，想改wifi发射功率的问题，包括改US美国地址，以及用crda和wireless工具等修改。（都因为一些问题暂时搁置，python的版本问题以及安装好后的环境缺失）

以及使用了飞睿智能的远距离wifi产品在做测试，如果能用的话，想一些办法把两个东西合起来做一下。

9月份之后重点放一部分在硬件设计上。（抄板）

2024-9-24

这一个月，参考一些电路，将自己的硬件设计SDR板子设计完并走线结束了，检查一段时间再打板测试（全机器贴片的话，很贵，大概率贴DDR,ZYNQ,AD三个，其他的自己贴（估计总价要2k~~~,还不一定能用~~））

通过对微相科技的E310的发射TX增加一个射频功率放大器，5V供电，估计增加20dbm不到（估计15db左右）

经过测试，确实增加了通信距离（从1m多增加到10m不到），带宽先不考虑，对接收灵敏度这边研究一下。

单独写一章：在802.11学习里面写了一点。

观察sdr.c的里面的一些函数，低于2412Mhz的的rssi_correction修正值，我们也在这个范围也就是153

inline int rssi_correction_lookup_table(u32 freq_MHz)
{
	int rssi_correction;

	if (freq_MHz<2412) {
		rssi_correction = 153;
	} else if (freq_MHz<=2484) {
		rssi_correction = 153;
	} else if (freq_MHz<5160) {
		rssi_correction = 153;
	} else if (freq_MHz<=5240) {
		rssi_correction = 145;
	} else if (freq_MHz<=5320) {
		rssi_correction = 145;
	} else {
		rssi_correction = 145;
	}

	return rssi_correction;
}

在hw_def.h文件里面，看第一个2437M的FMCOMMS3，rssi修正153，接收灵敏度-85dbm

rssi半db值=153+

#define OPENOFDM_RX_POWER_THRES_INIT 124
// Above 118 is based on these test result (2022-03-09)
// FMCOMMS3
// 2437M
// 11a/g BPSK 6M, Rx sensitivity level dmesg report -85dBm
// priv->rssi_correction = 153; rssi_half_db/2 = 153-85=68; rssi_half_db = 136
// 5180M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -84dBm
// priv->rssi_correction = 145; rssi_half_db/2 = 145-84=61; rssi_half_db = 122
// 5320M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -86dBm
// priv->rssi_correction = 148; rssi_half_db/2 = 148-86=62; rssi_half_db = 124

// FMCOMMS2
// 2437M
// 11a/g BPSK 6M, Rx sensitivity level dmesg report -80dBm
// priv->rssi_correction = 153; rssi_half_db/2 = 153-80=73; rssi_half_db = 146
// 5180M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -83dBm
// priv->rssi_correction = 145; rssi_half_db/2 = 145-83=62; rssi_half_db = 124
// 5320M
// 11a/g BPSK 6m, Rx sensitivity level dmesg report -86dBm
// priv->rssi_correction = 148; rssi_half_db/2 = 148-86=62; rssi_half_db = 124

#define OPENOFDM_RX_RSSI_DBM_TH_DEFAULT (-85) //-85 will remove lots of false alarm. the best openwifi reported sensitivity is like -90/-92 (set it manually if conductive test with wifi tester)
#define OPENOFDM_RX_DC_RUNNING_SUM_TH_INIT 64
#define OPENOFDM_RX_MIN_PLATEAU_INIT 100
#define OPENOFDM_RX_FFT_WIN_SHIFT_INIT 1
#define OPENOFDM_RX_SMALL_EQ_OUT_COUNTER_TH 48

#define OPENWIFI_MAX_SIGNAL_LEN_TH 1700 //Packet longer  than this threshold will result in receiver early termination. It goes to openofdm_rx/xpu/rx_intf

#define OPENWIFI_MIN_SIGNAL_LEN_TH 14   //Packet shorter than this threshold will result in receiver early termination. It goes to openofdm_rx/xpu/rx_intf
                                        //due to CRC32, at least 4 bytes needed to push out expected CRC result

看一下板子上得到的值，也就是00400088，bit0-10位，就是十进制136，低于这个值的都不会触发解调。

跟上面的注释对应，就是接收灵敏度-85dbm

尝试：修改接收灵敏度-85dbm的值，改到-96dbm左右，不知道能不能成功。

结果，改了-95dbm，然后没什么效果，还更差了（通过重新编译然后传ko文件到板子）

标签：日程,记录,rx,correction,db,openwifi,half,rssi,reg
From： https://www.cnblogs.com/cjl520/p/18325907