学习记录：Android14中的WiFi—概览

煤球王子
0 阅读6分钟

原文

source.android.google.cn/docs/core/c… source.android.google.cn/docs/core/c…

翻译

概览

image.png

Android 提供默认 Android 框架实现，其中包括对各种 WLAN 协议和模式的支持，这些协议和模式包括：

  • WLAN 基础架构 (STA)
项目说明
全称STA（站点）
俗称手机、平板、车机等设备， 连接 Wi-Fi 路由器
工作模式客户端模式 - 设备作为客户端连接到 AP（Access Point，接入点）
  • 网络共享模式或仅限本地模式下的 WLAN 热点 (Soft AP)
项目说明
全称Software Access Point（软件接入点）
俗称手机、平板、车机等开热点、个人热点、网络共享
工作模式AP 模式 - 设备自己变成 Wi-Fi 路由器

两种子模式：

模式说明使用场景
网络共享模式 (Tethering)共享蜂窝数据网络（4G/5G）给其他设备手机开热点给笔记本上网
仅限本地模式 (Local Only)不共享互联网，仅创建本地网络打印机热点、文件传输、设备配网
为什么叫 "Soft" AP？

-   硬件 AP：专用路由器芯片（如家用路由器）
-   软件 AP：通过软件模拟，复用 Wi-Fi 芯片（如手机热点）
  • WLAN 直连（点对点）
项目说明
全称(Wi-Fi Direct / P2P)Peer-to-Peer（点对点）
俗称Wi-Fi 直连、手机快传、Android Beam（旧版）
工作模式设备之间直接连接，不需要路由器、

image.png

典型应用:

场景说明
华为分享/小米互传快速传照片、视频
投屏 (Miracast)手机屏幕无线投到电视
打印手机直连打印机
游戏联机两台设备直接对战
  • WLAN 感知 (NAN)
项目说明
全称Neighborhood Aware Networking（邻近感知网络）
俗称Wi-Fi Aware
工作模式设备发现附近的其他设备，无需连接即可通信

核心特点:

特性说明
无需 AP不需要连接到任何 Wi-Fi 网络
低功耗比传统 Wi-Fi 扫描省电
双向发现设备互相发现，无需中央服务器
无需配对不像蓝牙需要手动配对
  • WLAN RTT (IEEE 802.11mc FTM)
项目说明
全称Round Trip Time（往返时间）
标准IEEE 802.11mc - Fine Timing Measurement（精细时间测量）
俗称Wi-Fi 测距、室内定位

image.png

精度对比:

技术精度说明
GPS5-10米室外好用，室内失效
Wi-Fi 信号强度 (RSSI)5-15米不稳定，受环境影响大
Wi-Fi RTT (802.11mc)0.5-2米高精度，室内定位
蓝牙 Beacon2-5米需要部署大量设备
UWB (超宽带)10-30厘米最高精度，但硬件要求高

WiFi 服务

Wi-Fi 服务在系统服务中运行，这类服务位于 packages/modules/Wifi/service/ 中。Wi-Fi 服务通过 AIDL 与 Wi-Fi HAL(硬件抽象层) 进行通信。

Wi-Fi 服务有很多种：

  • WLAN 服务(Wi-Fi Service)：用于控制 WLAN 基础架构模式（包括 STA 和 AP）的主要机制。
  • WLAN 点对点服务(Wi-Fi P2P Service)：管理 WLAN 直连模式。
  • WLAN 感知服务(Wi-Fi Aware Service)：管理 WLAN 感知模式。
  • Wi-Fi RTT 服务(Wi-Fi RTT Service)：管理 IEEE 802.11mc FTM 功能。

Wi-Fi 框架还包含一个独立的 wificond 守护进程，该进程位于 system/connectivity/wificond 中。wificond 进程通过标准的 nl80211 命令与 Wi-Fi 驱动程序进行通信。

Wi-Fi HAL （WiFi 硬件抽象层）

Wi-Fi 框架具有三个 Wi-Fi HAL 接口，分别由三个不同的接口表示：供应商 HAL(Vendor HAL)、客户端 HAL(Supplicant HAL) 和 Hostapd HAL。

Wi-Fi 框架包含三个不同的 Wi-Fi HAL 层接口。对于运行 Android 14 及更高版本的设备，这三个接口均以稳定的 Android 接口定义语言（AIDL）软件包的形式提供。此前，这些接口是使用硬件接口定义语言（HIDL）定义的。

HAL守护进程模式核心功能
Vendor HAL（vendor 硬件抽象）无（直接调驱动）通用芯片控制、射频管理
Supplicant HAL（supplicant 硬件抽象）wpa_supplicantSTA连接 Wi-Fi、认证加密
Hostapd HAL （hostapd 硬件抽象）hostapdSoft AP开热点、管理客户端
  • 供应商 HAL ：用于处理 Android 特定命令的 HAL 层接口。其 AIDL 文件位于 hardware/interfaces/wifi/aidl。
项目说明
作用直接与 Wi-Fi 芯片通信，控制硬件
实现者芯片厂商（如高通、联发科、博通）
接口定义AIDL: IWifiChip, IWifiStaIface, IWifiApIface
源码路径hardware/interfaces/wifi/aidl/
// 控制 Wi-Fi 芯片的开关、模式、扫描等底层操作

-   打开/关闭 Wi-Fi 硬件
-   创建 STA/AP 接口
-   执行扫描（Scan）
-   设置信道、功率等射频参数
-   管理 芯片(chip) 固件

供应商 HAL 提供 Android 特定的命令。对于基础模式站点（Station - STA）和 软接入点（Soft AP - SAP）模式的功能运行来说，它是可选的（非必须）。但是，对于 Wi-Fi Aware 和 Wi-Fi RTT 服务，它是强制要求的。

在 Android 14 及更高版本中，供应商 HAL 接口是使用 AIDL 定义的。 在 Android 13 及更低版本中，供应商 HAL 接口是使用 HIDL 定义的。

在 HIDL 之前（即 Android 8.0 版本之前），Android 使用的是现在称为 “旧版 HAL” 的 HAL 机制。Android 源代码目前使用在旧版 HAL 之上运行的 shim(适配层,垫片层) 来提供 AIDL 或 HIDL 默认实现。

旧版 HAL 标头位于 hardware/libhardware_legacy/include/hardware_legacy/ 中。基于旧版 HAL 的实现位于 

  1. hardware/interfaces/wifi/aidl/default（对于 AIDL）
  2. hardware/interfaces/wifi/1.x/default（对于 HIDL）
  • 连接管理 HAL（Supplicant HAL） ：用于 wpa_supplicant 的 HAL 层接口。其 AIDL 文件位于 hardware/interfaces/wifi/supplicant/aidl。
项目说明
作用与 wpa_supplicant 守护进程通信
功能处理 Wi-Fi 连接、认证、加密（STA 模式）
接口定义AIDL: Supplicant, ISupplicantStaIface
对应模式STA（连接 Wi-Fi 路由器）
// 处理 Wi-Fi 连接的所有协议层面操作

-   扫描网络（Scan）
-   关联（Associate）
-   认证（Authentication）：WPA/WPA2/WPA3/EAP
-   4次握手（4-Way Handshake）
-   密钥管理（PMK, PTK, GTK）
-   漫游（Roaming）

Supplicant HAL 为 wpa_supplicant 守护进程提供接口。从 Android 13 开始，该接口使用 AIDL 进行 HAL 定义。对于 Android 13 之前的版本，接口和供应商分区均使用 HIDL。

wpa_supplicant 源代码位于 external/wpa_supplicant_8/wpa_supplicant。参考实现提供了一个 AIDL 接口，该接口实现在 aidl 子目录中。

  • 热点管理 HAL（Hostapd HAL） ：用于 hostapd 的 HAL 层接口。其 AIDL 文件位于 hardware/interfaces/wifi/hostapd/aidl。
项目说明
作用与 hostapd 守护进程通信
功能创建和管理 Wi-Fi 热点（Soft AP）
接口定义AIDL: IHostapd, IHostapdCallback
对应模式Soft AP（手机开热点）
// 管理 Wi-Fi 热点的所有操作

-   启动/停止 AP 模式
-   配置 SSID((Service Set Identifier, wifi名字)、密码、加密方式
-   管理连接的设备（客户端列表）
-   设置信道、带宽
-   处理认证和关联请求

Hostapd HAL 为 hostapd 守护程序提供接口。 从 Android 13 开始，该接口使用 AIDL 进行 HAL 定义。对于 Android 13 之前的版本，接口和供应商分区均使用 HIDL。

hostapd 源代码位于 external/wpa_supplicant_8/hostapd 中。 参考实现提供了一个 AIDL 接口，该接口在 aidl 子目录中实现。

avatar
文章
阅读
粉丝