嵌入式无线通信实验平台
嵌入式无线通信实验平台包括了硬件和软件系统,可用于网络开发、测试、仿真及验证。每套开发平台包含以下组成部分:
CPU:AMD Geode ALXD800EEXJ2VD;
内存:四块海力64MB DDR40;一级缓存64KB+64KB,二级缓存128KB。
外存:CF卡,2G
操作系统:嵌入式Linux系统;
网卡:每个开发平台含两个2×2的MIMO网卡,Atheros 802.11n系列。
学生在使用中需要全面了解平台的软硬件系统,再根据应用需求进行定制开发。该平台可以进行以下实验:
(1) Linux操作系统的定制裁剪:学生可以根据实验指导对嵌入式Linux进行裁剪,使之能够在开发平台上运行。
(2) 无线网卡驱动程序的安装: 在Linux下,对于Atheros 802.11n系列网卡,其驱动程序基本上可以有三个选择:使用内核中集成的ath9k驱动、安装compat-wireless版ath9k驱动,或者安装MadWifi驱动。ath9k支持Atheros所有的802.11n芯片组,而MadWifi对Atheros 802.11n的支持则非常有限,因此ath9k总是首选驱动。选择使用ath9k,也有两种不同的方式:使用内核中集成的驱动,或者安装compat-wireless,用户都可以进行尝试,通常,compat-wireless的最新版即可满足需要。
(3) 无线配置程序实验:为了使用户能够控制无线设备,需要一个运行在用户空间的配置程序,而这个配置程序则通过访问内核中的驱动程序对硬件进行操作。
(4) 无线天线的安装实验:对于一个2x2 MIMO的网卡而言,有两个空间流(Spatial Stream)并行传输数据,例如300M的无线产品通常至少有两根天线,其速率通常约为150M产品的两倍。当外接两根棍状天线时,天线间距对速率有着很大影响,用户需要根据需要调整距离,保证两根天线接收信道的独立性较强,使两者相互干扰造成的影响较低。
(5) AP实验:从官方网站下载源码hostapd-1.0.tar.gz,安装相应的头文件libnl-dev和libssl-dev,打开源码src/ap/hw_features.c,禁用检测判断后重新编译;再以HT40模式启动AP的配置文件。完成配置后,该平台可以作为无线接入点连接移动结点,转发其通信。
(6) Mesh网关实验:安装最新版的compat-wireless驱动后,将iw更新到最新版,以HT40模式启动Mesh结点后该平台可以作为Mesh网关,实现Mesh结点之间的自主通信。
(7) 防火墙应用实验:该平台可以配置ACL访问控制列表,进行基本的网络安全实验,能够允许用户设置各种规则,并进行实践验证。
(8) 无线组播应用实验:作为通信实验平台,本设备可以支持各种数据的传输实验,包括基于IP组播的应用,例如可以对视频信息进行组播,并与IP单播进行比较,通过IxChariot实时分析记录两种通信状态下的网络吞吐量、延时、丢包率等性能指标,从而加深对网络传输方式的理解。
作品名称:嵌入式无线通信实验平台
学校或单位:南京航空航天大学