Espressif Systems 应⽤笔记 ESP8266 Wi-Fi 信道 选择指南 1. 概述 ESP8266 可以作为⽆线⽹卡（NIC）⽤于嵌⼊式系统以实现设备的联⽹或设备到设备 （device-to-device，D2D）的通信，也可以作为主芯⽚独⽴运⾏并执⾏应⽤代码。 本应⽤笔记介绍了 ESP8266 的⽹络功能，重点说明了 Wi-Fi 标准认证。ESP8266 内置了 ⽹络协议栈和整个射频电路，开发者可以通过⼀组 API 或指令来控制⽹络硬件，但是这 些 API 和指令不会根据设备所处的位置区分信道，因此信道本身的特点经常会被开发者忽 略。合理分配信道对于规范操作和优化产品设计是很重要的。 IEEE 802.11（2012）是⽆线局域⽹（WLAN）的⼀个标准。该标准还特别规范了媒体访 问控制层（MAC）和物理层（PHY）。本⽂将探讨 802.11 信道和常⻅的信道分配机制。 WLAN／Wi-Fi／802.11 在本⽂中含义相同。 IEEE 802.11 为 ISM（免执照）频段中的低功率 Wi-Fi 通信定义了 14 个信道，⻅表 1。除 了信道 13 与 14 的中⼼频率间隔为 12 MHz，其它两个信道的间隔均为 5 MHz。在 802.11 b/g/n 模式下，信道带宽通常为 20 MHz 加上 2 MHz 的保护带宽。因此，当同⼀个 ⽆线空域内有两个发射器时，相邻信道就可能发⽣频率重叠。 表 1. IEEE 802.11 信道 频道编号 频率（MHz） 频道编号 频率（MHz） 1 2412 8 2447 2 2417 9 2452 3 2422 10 2457 4 2427 11 2462 5 2432 12 2467 6 2437 13 2472 7 2442 14 2484 Espressif Systems / 2016.071 3 Espressif Systems 应⽤笔记 2. 信道选择 在 Wi-Fi ⽹络中，每个⽆线设备都必须进⾏配置才能与其它设备通信。在配置时必须注意 那些影响到物理层的属性，⽐如信道的选择等。乐鑫提供的 API ⽀持⾃主选择信道，尽管 如此，开发者也必须对其所选信道的合法性负责。需要注意的是 ESP8266 ⽀持的 802.11 b/g/n 标准⼯作在免执照频段，频率范围为 2400 ～ 2484 MHz，但这并不代表所有信道都 能⽤。开发者在进⾏⽆线产品的信道设置时应该考虑到以下注意事项。 • 信道⼲扰 • 合法性 • FCC 规定和发射功率 2.1. 信道⼲扰 相邻两个信道中⼼频率间隔为 5 MHz。每个信道通常需要 20 MHz 的带宽，这就有可能使 设备之间发⽣邻近信道⼲扰。因此，当两个发射器在同⼀个⽆线空域内⼯作并有可能产⽣ ⼲扰时，最好将信道的间隔设置为 20 MHz 以上（如果要获得最佳⽆线性能，则设置为 25 MHz）。例如，当⼀个 802.11 发射器使⽤信道 1，其它的发射器就可以⽤信道 5 或 6，建议不要使⽤信道 2 或 3。 2.2. 合法性 从系统设计的⻆度来看，信道之间的间隔越⼤越好，但是⾸先必须考虑到合法性的问题， 要确保发射器的⼯作频段符合所在国的频率划分规定。在⼤多数国家，前⼏个信道通常都 可以使⽤。例如，在 11 个信道中，信道 1 在⼤多数国家都可以使⽤。 当使⽤后⼏个信道时则必须谨慎。⼤多数国家的地⽅政府有可能禁⽌使⽤信道 13 和 14。 另外，如果发射器由于某种原因偏离了设定的频段的话，那么信道 13 和 14 就有可能与 相邻的有执照／限制信道产⽣⼲扰，因此要谨慎使⽤信道 13 和 14。 最后，要注意后⼏个信道通常⽤于低功率、低频的应⽤和扩频的应⽤（受到限制）。这种 情况下开发者可以参考 FCC 规定。 表 2. 合法的 802.11 信道 信道 编号 信道中心 频率（MHz） 监管 领域 信道 编号 信道中心 频率（MHz） 监管 领域 1 2412 FCC/WORLD/TELEC 1 8 2447 FCC/WORLD/TELEC Espressif Systems / 2016.072 3 Espressif Systems 应⽤笔记 上述信息仅供参考，详情请咨询当地监管部⻔。 2.3. FCC 规定和发射功率 FCC 对后⼏个信道规定了发射功率限值，另外，所有免执照频段发射功率通常也都受到限 制。 FCC 标准规定 ISM 频段设备最⼤发射功率为 30 dBm（包括 6 dBi 的天线增益）。由于 ESP8266 发射器的输出功率较⼩（最⼤可达 20 dBm，详情请参考《ESP8266 技术规格 表》），天线增益⼀般为 2 dBi（⽐如 ESP-WROOM-02 模组的天线增益），所以对于⼤ 多数应⽤这⼀点⽆需担⼼。 对于天线增益较⼤的设备，为了符合 FCC 规定，天线增益每增加 3 dBi（超过 6 dBi）， 则设备的发射功率相应地要减少 1 dBm。 3. 总结 遵循上述指导可以确保在某些情况下设备的运⾏不受⼲扰，超时情况会减少，传输速率会 更⾼。 2 2417 FCC/WORLD/TELEC 9 2452 FCC/WORLD/TELEC 3 2422 FCC/WORLD/TELEC 10 2457 FCC/WORLD/TELEC 4 2427 FCC/WORLD/TELEC 11 2462 FCC/WORLD/TELEC 5 2432 FCC/WORLD/TELEC 12 2467 WORLD/TELEC 6 2437 FCC/WORLD/TELEC 13 2472 WORLD/TELEC 7 2442 FCC/WORLD/TELEC 14 2484 TELEC 2 1. 监管领域中，FCC 指北美，TELEC 指日本，WORLD 指其它所有国家。 2. 日本不支持使用 802.11g 中的信道 14。 信道 编号 信道中心 频率（MHz） 监管 领域 信道 编号 信道中心 频率（MHz） 监管 领域 Espressif Systems / 2016.073 3