Wi-Fi Vendor 特性
ESP-WIFI-MESH
详细信息请参阅 ESP-WIFI-MESH.
Wi-Fi 80211 数据包发送
esp_wifi_80211_tx() API 可用于:
发送 beacon、probe request、probe response 和 action 帧。
发送非 QoS 数据帧。
不能用于发送加密或 QoS 帧。
使用 esp_wifi_80211_tx() 的前提条件
Wi-Fi 模式为 station 模式,AP 模式,或 station/AP 共存模式。
API esp_wifi_set_promiscuous(true) 或
esp_wifi_start(),或者二者都返回ESP_OK。这是为确保在调用函数esp_wifi_80211_tx()前,Wi-Fi 硬件已经初始化。对于 ESP32,esp_wifi_set_promiscuous(true) 和esp_wifi_start()都可以触发 Wi-Fi 硬件初始化。提供正确的
esp_wifi_80211_tx()参数。
传输速率
默认传输速率为 1 Mbps。
可以通过函数
esp_wifi_config_80211_tx_rate()设置任意速率。可以通过函数
esp_wifi_set_bandwidth()设置任意带宽。
在不同情况下需要避免的副作用
理论上,如果不考虑 API 对 Wi-Fi 驱动程序或其他 station 或 AP 的副作用,可以通过空中发送一个原始的 802.11 数据包,包括任何目的地址的 MAC、任何源地址的 MAC、任何 BSSID、或任何其他类型的数据包。但是,一个具有强健、有用的应用程序应该避免这种副作用。下表针对如何避免 esp_wifi_80211_tx() 的副作用提供了一些提示或建议。
场景 |
描述 |
|---|---|
无 Wi-Fi 连接 |
在这种情况下,因为没有 Wi-Fi 连接,Wi-Fi 驱动程序不会受到副作用影响。如果 理论上,MAC 地址可以是任何地址。但是,这样可能会影响其他使用相同 MAC/BSSID 的 station/AP。 例如,AP 模式下,应用程序调用函数 为了避免上述副作用,我们建议:
上述建议仅供避免副作用,在有充分理由的情况下可以忽略。 |
有 Wi-Fi 连接 |
当 Wi-Fi 已连接,且序列由应用程序控制,应用程序可能会影响整个 Wi-Fi 连接的序列控制。 因此,en_sys_seq 要为 true,否则将返回 “无 Wi-Fi 连接”情况下的 MAC 地址建议也适用于此情况。 如果 Wi-Fi 模式是 station 模式,MAC 的地址 1 是 station 所连 AP 的 MAC,地址 2 是 station 接口的 MAC,那么就称数据包是从 station 发送到 AP。另一方面,如果 Wi-Fi 模式是 AP 模式,且 MAC 地址 1 是该 AP 所连 station 的 MAC,地址 2 是 AP 接口的 MAC,那么就称数据包是从 AP 发送到 station。为避免与 Wi-Fi 连接冲突,可采用以下检查方法:
如果任何检查失败,将返回 |
Wi-Fi 供应商 IE 配置
默认情况下,所有 Wi-Fi 管理帧都由 Wi-Fi 驱动程序处理,应用程序不需要任何操作。但是,某些应用程序可能需要处理 beacon、probe request、probe response 和其他管理帧。例如,如果在管理帧中插入一些只针对供应商的 IE,则只有包含此 IE 的管理帧才能得到处理。ESP32 中,esp_wifi_set_vendor_ie() 和 esp_wifi_set_vendor_ie_cb() 负责此类任务。
Wi-Fi 信道状态信息
信道状态信息 (CSI) 是指 Wi-Fi 连接的信道信息。ESP32 中,CSI 由子载波的信道频率响应组成,CSI 从发送端接收数据包时开始估计。每个子载波信道频率响由两个字节的有符号字符记录,第一个字节是虚部,第二个字节是实部。根据接收数据包的类型,信道频率响应最多有三个字段。分别是 LLTF、HT-LTF 和 STBC-HT-LTF。对于在不同状态的信道上接收到的不同类型的数据包,CSI 的子载波索引和总字节数如下表所示。
信道 |
辅助信道 |
下 |
上 |
|||||||||||
数据包信息 |
信号模式 |
非 HT |
HT |
非 HT |
HT |
非 HT |
HT |
|||||||
信道带宽 |
20 MHz |
20 MHz |
20 MHz |
20 MHz |
40 MHz |
20 MHz |
20 MHz |
40 MHz |
||||||
STBC |
非 STBC |
非 STBC |
STBC |
非 STBC |
非 STBC |
STBC |
非 STBC |
STBC |
非 STBC |
非 STBC |
STBC |
非 STBC |
STBC |
|
子载波索引 |
LLTF |
0~31,-32~-1 |
0~31,-32~-1 |
0~31,-32~-1 |
0~63 |
0~63 |
0~63 |
0~63 |
0~63 |
-64~-1 |
-64~-1 |
-64~-1 |
-64~-1 |
-64~-1 |
HT-LTF |
— |
0~31,-32~-1 |
0~31,-32~-1 |
— |
0~63 |
0~62 |
0~63,-64~-1 |
0~60,-60~-1 |
— |
-64~-1 |
-62~-1 |
0~63,-64~-1 |
0~60,-60~-1 |
|
STBC-HT-LTF |
— |
— |
0~31,-32~-1 |
— |
— |
0~62 |
— |
0~60,-60~-1 |
— |
— |
-62~-1 |
— |
0~60,-60~-1 |
|
总字节数 |
128 |
256 |
384 |
128 |
256 |
380 |
384 |
612 |
128 |
256 |
376 |
384 |
612 |
|
表中的所有信息可以在 wifi_csi_info_t 结构中找到。
辅助信道指 rx_ctrl 字段的 secondary_channel 字段。
数据包的信号模式指 rx_ctrl 字段的 sig_mode 字段。
信道带宽指 rx_ctrl 字段中的 cwb 字段。
STBC 指 rx_ctrl 字段的 stbc 字段。
总字节数指 len 字段。
每个长训练字段 (LTF) 类型对应的 CSI 数据存储在从 buf 字段开始的缓冲区中。每个元素以两个字节的形式存储:虚部和实部。每个元素的顺序与表中的子载波相同。LTF 的顺序是 LLTF、HT-LTF 和 STBC-HT-LTF。但是,根据信道和数据包的信息,3 个 LTF 可能都不存在(见上文)。
如果
wifi_csi_info_t的 first_word_invalid 字段为 true,表示由于 ESP32 的硬件限制,CSI 数据的前四个字节无效。更多信息,如 RSSI,射频的噪声底,接收时间和天线 rx_ctrl 领域。
子载波的虚部和实部的使用请参考下表。
PHY 标准 |
子载波范围 |
导频子载波 |
子载波个数(总数/数据子载波) |
|---|---|---|---|
802.11a/g |
-26 to +26 |
-21, -7, +7, +21 |
52 total, 48 usable |
802.11n, 20 MHz |
-28 to +28 |
-21, -7, +7, +21 |
56 total, 52 usable |
802.11n, 40 MHz |
-57 to +57 |
-53, -25, -11, +11, +25, +53 |
114 total, 108 usable |
备注
对于 STBC 数据包,每个空时流都提供了 CSI,不会出现 CSD(循环移位延迟)。由于附加链上的每一次循环移位为 -200 ns,因为子载波 0 中没有信道频率响应,在 HT-LTF 和 STBC-HT-LTF 中只记录第一空时流的 CSD 角度。CSD[10:0] 是 11 位,范围从 -pi 到 pi。
如果调用 API
esp_wifi_set_csi_config()没有使能 LLTF、HT-LTF 或 STBC-HT-LTF,则 CSI 数据的总字节数会比表中的少。例如,如果没有使能 LLTF 和 HT-LTF,而使能 STBC-HT-LTF,当接收到上述条件、HT、40 MHz 或 STBC 的数据包时,CSI 数据的总字节数为 244((61+60)*2+2=244,结果对齐为四个字节,最后两个字节无效)。
Wi-Fi 信道状态信息配置
要使用 Wi-Fi CSI,需要执行以下步骤。
在菜单配置中选择 Wi-Fi CSI。方法是
Menuconfig>Components config>Wi-Fi>Wi-Fi CSI (Channel State Information)。调用 API
esp_wifi_set_csi_rx_cb()设置 CSI 接收回调函数。调用 API
esp_wifi_set_csi_config()配置 CSI。调用 API
esp_wifi_set_csi()使能 CSI。
CSI 接收回调函数从 Wi-Fi 任务中运行。因此,不要在回调函数中进行冗长的操作。可以将需要的数据发布到队列中,并从一个较低优先级的任务中处理。由于 station 在断开连接时不会收到任何数据包,只有在连接时才会收到来自 AP 的数据包,因此建议通过调用函数 esp_wifi_set_promiscuous() 使能 Sniffer 模式接收更多 CSI 数据。
Wi-Fi 多根天线
具体请参考 PHY。