WIFI之一：WIFI常识 && ANDROID平台上调试APM6633 && 基站定位原理

原文在http://blog.csdn.net/zhandoushi1982/article/details/5386580

（1）WIFI的网络结构，主要包括以下几部分：

* 站点（Station），网络最基本的组成部分。

* 基本服务单元（Basic Service Set，BSS）。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成，站点可以动态的联结（associate）到基本服务单元中。它是一种特殊的Ad-hoc LAN的应用，一群计算机设定相同的BSS名称，即可自成一个group，而此BSS名称，即所谓BSSID。

* 分配系统（Distribution System，DS）。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介（Medium）逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。

* 接入点（Access Point，AP）。接入点即有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。

* 扩展服务单元（Extended Service Set，ESS）。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的，不同的基本服务单元有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。它是一种infrastructure的应用，一个或多个以上的BSS，即可被定义成一个Extended Service Set ( ESS )，使用者可于ESS上roaming及存取BSSs中的任何资料，其中Access Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许roaming。

* 关口（Portal），也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。

（2）IEEE 802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址（Addressing）。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。IEEE802.11没有具体定义分配系统，只是定义了分配系统应该提供的服务（Service）。整个无线局域网定义了9种服务：

* 5种服务属于分配系统的任务，分别为，联接（Association）、结束联接（Diassociation）、分配（Distribution）、集 成（Integration）、再联接（Reassociation）。

* 4种服务属于站点的任务，分别为，鉴权（Authentication）、结束鉴权（Deauthentication）、隐私（Privacy）、 MAC 数据传输（MSDU delivery）。

（3）WiFi工作原理
      WiFi 的设置至少需要一个Access Point（ap）和一个或一个以上的client（hi）。AP 每100ms将SSID（Service Set Identifier）经由beacons（信号台）封包广播一次，beacons封包的传输速率是1 Mbit/s，并且长度相当的短，所以这个广播动作对网络效能的影响不大。因为WiFi规定的最低传输速率是1 Mbit/s ，所以确保所有的WiFi client端都能收到这个SSID广播封包，client 可以借此决定是否要和这一个SSID的AP连线。使用者可以设定要连线到哪一个SSID。

     连接过程：ON->SEARCH->CONNECT->DISCONNECT->AUTO OFF--->----|

                                                                                              |--<-------SEARCH

（4）WIFI的工作参数

     WIFI的信号强度一般在-30db到-60db之间，低于-75db都属于很弱的强度。关于WIFI的漫游（ROAMING），需要同时保证AP的四个设定：A，所有的AP具有同样的SSID；B，所有的AP处于同一个子网络，具有相同的子网掩码；C，网络覆盖范围有重叠；D，所有的AP采用的加密协议必须一致。

      在自己的系统中，ROMING的触发电平是-68db，也就是当目前网络的信号强度低于-68db时，后台搜网开始进行。需要注意的是，在实际处理中，要对这个门限制进行处理。因为信号强度是个震荡值，不能一检测到-68db就触发ROAMING，而是到达稳定的门限后才开始ROMING。

      另一个问题是，决定是否ROMING的另一个条件是新的AP网络强度要高于目前AP网络强度至少8dbm。这样才有接入新网的必要。

（5）无线WIFI的分类

      802.11b的最大传输速率是11Mb，802.11g 的最大传输速率是共享54Mb(当有多个网络设备在同时通讯时，各个设备的通讯速率总和是54Mb)；802.11a是每个设备独享54Mb，所以适合于大量数据的高速通讯。802.11b及g在2.4GHz频率上运行，这个频段会受到如无绳电话、微波炉和车库门开关等的干扰，可能造成服务中断。运行在5GHz频率上的802.11a标准很少产生混乱，抗干扰性较强。
（6）WIFI的应用问答

      何谓Access Control？基本上每张无线网卡上都有一组独一无二的硬件地址，即所谓的MAC address，经由Access Control table可定义某些卡可登入此AP，某些卡被拒绝登入，如此便能达到控管的机制，可避免非相关人员随意登入网络，窃取资源。 

      何谓展频 (Spread Spectrum)？展频技术主要又分为「跳频技术」及「直接序列」两种方式。而此两种技术是在第二次世界大战中军队所使用的技术，其目的是希望在恶劣的战争环境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。对于一个非特定的接受器，Spread Spectrum所产生的跳动讯号对它而言，只算是脉冲噪声。 
      什么是ps方式？ps mode就是节电方式(power save mode)。开启该方式使网卡处于待机方式，如果网卡检测到网络活动，它就被唤醒并进入满电压状态。

（7）WIFI的加密方式

      WPA是 Wi-Fi® Protected Access(Wi-Fi保护接入)的简称，是无线网络的数据加密规格。它通过使用可扩展认证协议 (EAP) 提高了WEP的安全功能，通过一种加密方法提高了数据传送的安全性。

      WPA 使用802.1X认证服务器给每个用户分配不同的密钥。PSK用于家庭和小型办公室网络，每个用户都有同样的密码口令。WPA-PSK 也叫做 WPA-Personal(WPA个人)。

      TKIP是 Temporal Key Integrity Protocol(临时密钥完整性协议)的简称，是一种加密方法。TKIP提供结合信息完整性检查和重新按键机制的信息包密钥。

      AES是Advanced Encryption Standard(高级加密标准)的简称，是Wi-Fi® 授权的高效加密标准。WPA-PSK和TKIP或AES使用预先共享密钥 (PSK)。

（8）MAC地址

      什么样的MAC地址是合法的？wifi地址第1个字节的低2bit必需为0，比如：00-12-22-33-44-78(这个是合法的)，03-12-22-33-44-78(都是不合法的)。这两个位有特殊含义。

 

       MAC地址的第1个字节的8个BIT从低位到高位分别用BIT1~BIT8表示。
A，BIT2：0代表 Universal administered ；1代表 locally administered。所有的厂商这个BIT都是0。
B，BIT1：0代表是单播MAC。接收方的MAC与这一帧的目的MAC一样的话，就会接收这一帧，否则会丢掉；1代表是多播MAC。接收方会检查自己允许接收的多播MAC列表，如果接收的这一帧的目的MAC在列表
中才接收，否则就丢掉。

       不写MAC地址会怎么样？如果wifi用的是模组，则MAC地址不用写，模组里面有。如果不是模组，不在NVRAM写MAC地址的话，手机会自动生成一个随机的合法的MAC地址。但是这样会有nvram warning。

（9）关于wpa_supplicant

        在没有屏的时候怎么验证wifi的功能？或者，如何绕开framework层直接对wifi driver时么操控？本文给出了一个方案，使用wpa_supplicant。主要分为3步（执行路径可能有别）：
A，启动wifi driver，echo 1 > /dev/wmtWifi
B，启动supplicant，cd /system/bin   ./wpa_supplicant  -iwlan0  -Dnl80211 -c/system/etc/wifi/wpa_supplicant.conf
C，启动wpa_cli，cd  /system/bin   wpa_cli -p /data/misc/wpa_supplicant
D，常用命令 关于wpa_cli的使用网上有很多文档（搜索wpa_cli即可获得）。
some common command: 
>scan = to scan the neighboring AP 
>scan_results = show the scan results 
>status = check out the current connection information 
>terminate = terminate wpa_supplicant 
>quit = exit wpa_cli 
>add_network = it will return a network id to you 
>set_network <network id> <variable> <value> = set network variables (shows list of variables
when run without arguments), success will return OK, or will return Fail 
>select_network <network id> = select a network (disable others) 
>disable_network <network id> = disable a network 
>enable_network <network id> = enable a network 
> set_network 0 priority 0 
> list_network 
> save_config 
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      WIFI+蓝牙驱动部分是由另一个同事来负责的，由于我之前没有处理过数据联通这部分的驱动，所以记录下来以便以后参考。我们部门采用的是APM6633,APM6658和cs168q来选择。用SDIO与6410的SDIO2端口连接。

1，首先是添加电源控制。添加内核文件：drivers/misc/wireless_modem_misc.c 和include/linux/wireless_modem_misc.h。该文件把无线电源控制当成一个模块来处理：module_init(wireless_modem_misc_init);通过注册杂项设备让android上层可以操纵底层的文件IO控制。需要注意几点：

    （1）定义IO控制码。以便和android上层通讯控制。

    （2）定义了atomic_t型变量wireless_modem_available，用来对其进行计数，打开关闭设备时当作可用资源时大于零，如果被占用了等于零。

    （3）定义了wireless_modem_data型结构体，用来标识此时的开关机状态。

    （4）其它的就是控制基础的GPIO口电平来切换供电和复位等。

2，在cupcake中添加开机时IOCTL的发起函数，具体在hardware/ril/reference-ril/reference-ril.c的set_pci_e_power函数，用来打开wireless电源，该函数处在一个建立的线程循环中，如下：

      static int set_pci_e_power(int on)
     {
             int fd = open("/dev/wireless_modem_misc",O_RDWR) ;
             int err = 0;
             if(fd<0)
            { 
                 err = errno ;
                 printf("error in open wireless_modem_misc err = %d: strerror(err) =%s/n",err, strerror(errno) );
                 return -1;
            }
            if(on)
            {
                printf("POWER ON WIRELESS MODEM/n");
                ioctl(fd, WIRELESS_POWER_ON,NULL);
            }
            else
           {
                printf("POWER OFF WIRELESS MODEM/n");
                ioctl(fd, WIRELESS_POWER_OFF,NULL);
           }
           if(fd >0)
                close (fd);
           return 0;

     }

为此，需要把定义的IOCTL的头文件包括进来，在bionic/libc/kernel/common/linux下放入需要的内核头文件，用在来被include。

3，添加WIFI和蓝牙的电源控制，添加内核文件：include/linux/Wlan_bt_misc.h和drivers/misc/Wlan_bt_misc.c，同样初始化了一个模块wifi_bt_misc。（有定义IO号在apm6633_io.h，可忽略）

      （1）定义了一系列关于WIFI和蓝牙的IO控制码，以便android可以控制WIFI和蓝牙的使能，复位，唤醒等操作。

      （2）定义了atomic_t型变量wifi_bt_available，用来对其进行计数，打开关闭设备时当作可用资源时大于零，如果被占用了等于零。

      （3）定义了struct wifi_bt_data { int wifi_power_opened ;  int  bt_power_opened ;};来标志其电源状态。

4，在cupcake中定义对WIFI和蓝牙驱动文件的调用。

      （1）在hardware/libhardware_legacy/wifi目录下定义了wifi_apm.c（针对APM6633,6658），和wifi_csq168.c（针对CSR168）。这两个文件模仿同目录下的wifi.c，完成WIFI底层驱动库的加载，工作状态的切换，WIFI指令的发送，supplicant的建立和终止，以及DHCP的控制。

      工作时获取的driver路径/system/lib/modules/unifi_sdio.ko是开机时系统载入的库文件目录中。firmware路径wlan_loader都是系统工作时system的子目录中。

      （2）在system/bluetooth/bluedroid目录下定义了bluetooth.c，完成对内核蓝牙控制的调用。包括电源控制，使能控制。其中bt_enable最终被蓝牙的JNI调用。

5，supplicant服务，在external/wpa_supplicant有两个目录，apm是apm6633,apm6658用的，cs168q是cs168q用的。

6，WIFI的厂商提供驱动包

      （1）apm6633 在external/wlan/unifi_sdio_driver/unifi_hostsw_linux_147  中，helper 为工具。apm6658 在external/wlan/unifi_sdio_driver/unifi_hostsw_linux_187 中。其中在各自的unifi-linux/os_linux/driver目录下config.android-arm.mk，修改目标内核路径。然后执行：./build android-arm编译

      （2）cs168q在/frameworks/base/wifi/wifi中，ar6000.ko是驱动。

      （3）三个WIFI选一的控制在vendor/sec/smdk6410的BoardConfig.mk中。

7，蓝牙的驱动包

      （1）蓝牙驱动库在external/bluez/

      （2）在system/bluetooth/data/BC06.psr，是CSR BC06-rom 蓝牙设定文件。

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        在Android操作系统下，基站定位其实很简单，先说一下实现流程：调用SDK中的API（TelephonyManager）获得MCC、MNC、LAC、CID等信息，然后通过google的API获得所在位置的经纬度，最后再通过google map的API获得实际的地理位置。有人会问：MNC、MCC、LAC、CID都是些什么东西？google又怎么通过这些东西就获得经纬度了呢？

 

        了解了这几个名词的意思，相信有些朋友已经知道后面的事了，google存储了这些信息，直接查询就能得到经纬度了。具体的使用实例请参见后面的参考原文，本人实验结果是失败的。

 

参考原文：http://hi.baidu.com/yyangjjun/blog/item/f6e6e79208136683a877a46d.html

参考原文：http://blog.csdn.net/comkingfly/article/details/7305309