We are pleased to announce the release of a tool that records detailed measurements of the wireless channel along with received 802.11 packet traces. It runs on a commodity 802.11n NIC, and records Channel State Information (CSI) based on the 802.11 standard. Unlike Receive Signal Strength Indicator (RSSI) values, which merely capture the total power received at the listener, the CSI contains information about the channel between sender and receiver at the level of individual data subcarriers, for each pair of transmit and receive antennas. Our toolkit uses the Intel WiFi Link 5300 wireless NIC with 3 antennas. It works on up-to-date Linux operating systems: in our testbed we use Ubuntu 10.04 LTS with the 2.6.36 kernel. The measurement setup comprises our customized versions of Intel's close-source firmware and open-source iwlwifi wireless driver, userspace tools to enable these measurements, access point functionality for controlling both ends of the link, and Matlab (or Octave) scripts for data analysis. We are releasing the binary of the modified firmware, and the source code to all the other components.

Our study analyzes the security and privacy properties of an implantable cardioverter defibrillator (ICD). Introduced to the U.S. market in 2003, this model of ICD includes pacemaker technology and is designed to communicate wirelessly with a nearby external programmer in the 175 kHz frequency range. After partially reverse-engineering the ICD's communications protocol with an oscilloscope and a software radio, we implemented several software radio-based attacks that could compromise patient safety and patient privacy. Motivated by our desire to improve patient safety, and mindful of conventional trade-offs between security and power consumption for resource-constrained devices, we introduce three new zero-power defenses based on RF power harvesting. Two of these defenses are human-centric, bringing patients into the loop with respect to the security and privacy of their implantable medical devices (IMDs). Our contributions provide a scientific baseline for understanding the potential security and privacy risks of current and future IMDs, and introduce human-perceptible and zero-power mitigation techniques that address those risks. To the best of our knowledge, this paper is the first in our community to use general-purpose software radios to analyze and attack previously unknown radio communications protocols.

RSSI is known to be a fickle indicator of whether a wireless link will work, for many reasons. This greatly complicates operation because it requires testing and adaptation to find the best rate, transmit power or other parameter that is tuned to boost performance. We show that, for the first time, wireless packet delivery can be accurately predicted for commodity 802.11 NICs from only the channel measurements that they provide. Our model uses 802.11n Channel State Information measurements as input to an OFDM receiver model we develop by using the concept of effective SNR. It is simple, easy to deploy, broadly useful, and accurate. It makes packet delivery predictions for 802.11a/g SISO rates and 802.11n MIMO rates, plus choices of transmit power and antennas. We report testbed experiments that show narrow transition regions (<2 dB for most links) similar to the near-ideal case of narrowband, frequency-flat channels. Unlike RSSI, this lets us predict the highest rate that will work for a link, trim transmit power, and more. We use trace-driven simulation to show that our rate prediction is as good as the best rate adaptation algorithms for 802.11a/g, even over dynamic channels, and extends this good performance to 802.11n.

Protecting implantable medical devices against attack without compromising patient health requires balancing security and privacy goals with traditional goals such as safety and utility. Implantable medical devices monitor and treat physiological conditions within the body. These devices - including pacemakers, implantable cardiac defibrillators (ICDs), drug delivery systems, and neurostimulators - can help manage a broad range of ailments, such as cardiac arrhythmia, diabetes, and Parkinson's disease. IMDs' pervasiveness continues to swell, with upward of 25 million US citizens currently reliant on them for life-critical functions. Growth is spurred by geriatric care of the aging baby-boomer generation, and new therapies continually emerge for chronic conditions ranging from pediatric type 1 diabetes to anorgasmia and other sexual dysfunctions. Moreover, the latest IMDs support delivery of telemetry for remote monitoring over long-range, high-bandwidth wireless links, and emerging devices will communicate with other interoperating IMDs.

The 60 GHz wireless technology that is now emerging has the potential to provide dense and extremely fast connectivity at low cost. In this paper, we explore its use to relieve hotspots in oversubscribed data center (DC) networks. By experimenting with prototype equipment, we show that the DC environment is well suited to a deployment of 60GHz links contrary to concerns about interference and link reliability. Using directional antennas, many wireless links can run concurrently at multi-Gbps rates on top-of-rack (ToR) switches. The wired DC network can be used to sidestep several common wireless problems. By analyzing production traces of DC traffic for four real applications, we show that adding a small amount of network capacity in the form of wireless flyways to the wired DC network can improve performance. However, to be of significant value, we find that one hop indirect routing is needed. Informed by our 60GHz experiments and DC traffic analysis, we present a design that uses DC traffic levels to select and adds flyways to the wired DC network. Trace-driven evaluations show that network-limited DC applications with predictable traffic workloads running on a 1:2 oversubscribed network can be sped up by 45% in 95% of the cases, with just one wireless device per ToR switch. With two devices, in 40% of the cases, the performance is identical to that of a non-oversubscribed network.

RSSI is known to be a fickle indicator of whether a wireless link will work, for many reasons. This greatly complicates operation because it requires testing and adaptation to find the best rate, transmit power or other parameter that is tuned to boost performance. We show that, for the first time, wireless packet delivery can be accurately predicted for commodity 802.11 NICs from only the channel measurements that they provide. Our model uses 802.11n Channel State Information measurements as input to an OFDM receiver model we develop by using the concept of effective SNR. It is simple, easy to deploy, broadly useful, and accurate. It makes packet delivery predictions for 802.11a/g SISO rates and 802.11n MIMO rates, plus choices of transmit power and antennas. We report testbed experiments that show narrow transition regions (<2 dB for most links) similar to the near-ideal case of narrowband, frequency-flat channels. Unlike RSSI, this lets us predict the highest rate that will work for a link, trim transmit power, and more. We use trace-driven simulation to show that our rate prediction is as good as the best rate adaptation algorithms for 802.11a/g, even over dynamic channels, and extends this good performance to 802.11n.

A fundamental problem with unmanaged wireless networks is high packet loss rates and poor spatial reuse, especially with bursty traffic typical of normal use. To address these limitations, we explore the notion of interference cancellation for unmanaged networks - the ability for a single receiver to disambiguate and successfully receive simultaneous overlapping transmissions from multiple unsynchronized sources. We describe a practical algorithm for interference cancellation, and implement it for ZigBee using software radios. In this setting, we find that our techniques can reduce packet loss rate and substantially increase spatial reuse. With carrier sense set to prevent concurrent sends, our approach reduces the packet loss rate during collisions from 14% to 8% due to improved handling of hidden terminals. Conversely, disabling carrier sense reduces performance for only 7% of all pairs of links and increases the delivery rate for the median pair of links in our testbed by a factor of 1.8 due to improved spatial reuse.

There are currently no standard first-line treatment options for patients with higher grade 2-3, well-differentiated, advanced, gastroenteropancreatic neuroendocrine tumours. We aimed to investigate the efficacy and safety of first-line [