SDR WiFi平台 gr-ieee802-11 软件无线电实现802.11协议

　　在之前的博客中，我介绍了SDR LTE平台，其中开源的有OpenAirInterface（OAI），srsLTE, OpenLTE等，不开源的有Amarisoft等。

　　这篇博客主要介绍SDR WiFi平台。据笔者所知，可能因为802.11协议要求的带宽较大，数据速率较大，对SDR平台的性能要求较高，所以较少实现SDR WiFi平台的项目。我接触过一个稍微完整点的SDR WiFi项目是基于GNU Radio的gr-ieee802-11项目，下面简单介绍并推广下这个项目。

一 项目简介

二 项目安装

　　本章节简要介绍项目的安装，详细安装方法请链接https://github.com/bastibl/gr-ieee802-11。

2.1 安装依赖库

　　log4cpp
　　用于生成log，具体安装方法如下所示

　　GNU Radio
　　项目的基本框架，目前支持v3.7.3之后的版本。GNU Radio有很多种安装方法，推荐使用源码安装，因为安装方法比较繁琐，在此不赘述，详情链接http://gnuradio.org/redmine/projects/gnuradio/wiki/InstallingGR。

2.2 安装gr-ieee802-11

　　安装好依赖库之后，我们可以直接安装gr-ieee802-11。安装方法如下所示：

2.3 设置共享内存大小

　　项目的发射机在发射帧信 之前需要完整的存储一个帧的数据，里面使用到了共享内存。所以需要保证共享内存的大小，采用如下命令设置：

三 项目运行

3.1 编译OFDM PHY模块

3.2 项目运行

　　项目包含以下程序，进入example文件夹后用gnuradio-companion打开相应的文件即可。
　　wifi_loopback.grc： 测试用程序
　　wifi_tx.grc： 发送wifi信
　　wifi_rx.grc： 接收wifi信
　　wifi_transceiver.grc：同时收发wifi信

四 项目应用场景

4.1 gr-ieee接收并分析路由器信

　　启动wifi_rx.grc，在gnuradio-companion界面调整参数，使USRP能接收路由器发射的信 。可以使用wireshark抓包分析收到的信 的信息，也可以在wifi_rx.grc里把log等级调高，观察log信息。

4.2 gr-ieee发射WiFi信 ，路由器接收信

　　启动wifi_tx.grc，在gnuradio-companion界面调整参数，使路由器能接收到USRP发送的信 。也可以开启无线 卡的混杂模式，使用无线 卡接收USRP发送的信 ，然后使用wireshark抓包验证。

4.3 gr-ieee与路由器通信

　　使用wifi_trx.grc与路由器进行双向通信。但是由于目前wifi_trx.grc功能开不是很全，所以能与路由器通信的数据包有限。

4.4 gr-ieee发射信 ，gr-ieee接收信 （单向通信）

　　分别启动wifi_tx.grc与wifi_rx.grc，调整两端参数，使wifi_rx.grc能接收到wifi_tx.grc发送的数据包。

4.5 gr-ieee发射信 ，gr-ieee接收信 （双向通信）

　　分别在两台电脑启动wifi_trx.grc。两台电脑可以通过USRP通信。wifi_trx.grc会启动一个虚拟 卡，我们可以直接在两个虚拟 卡之间使用ping命令。

五 项目测试

5.1 测试场景

　　我们测试应用场景5，即4.5 gr-ieee发射信 ，gr-ieee接收信 （双向通信）。并使用ping，scp等命令进行测试。

5.2 测试截图

　　5.2.1 QPSK
　　
星座图

　　5.2.2 16QAM

星座图

scp测速

速率低的可怜。

六 总结

　　gr-ieee802-11 基本具备了IEEE 802.11 a/g/p协议PHY所有的功能和部分MAC层功能，但是功能还不全面。
　　此外，项目基于GNU Radio架构，而且协议要求带宽较大，项目的实时性处理还不是很好，运行时UHD会经常 错U（underflow），O（overflow）和L（latency）。这也进一步导致了项目吞吐率较低。