Zigbee和和Wi-Fi的干扰和共存的干扰和共存
本文对Zigbee 和Wi-Fi的主要特性作了比较,分析了两者产生干扰的原因,在室内环境下具体分析了Zigbee 对
Wi-Fi 的干扰情况,并且提出了两者共存问题的解决方法。
0 引言
继无线局域网(WLAN)和无线城域网(WMAN)之后,便携式技术产品的发展和应用需求的迅速增长,促进了新的无线个
人局域网(WPAN)的诞生,使无线接入的产业链更加完善。
Zigbee 是新近推出的一个低数据率的无线通信技术。它具有复杂度低、成本极少、功耗很小的特点,主要适用于自动控制、
远程监控等领域。Zigbee 联盟在制定Zigbee 标准时,采用了IEEE802.15.4 作为其物理层和媒体接入层规范。基于
IEEE802.15.4 标准的Zigbee通信模块,可嵌入到各种设备当中,成本将有望控制在1.5 美元到2.5 美元之间,有着广泛的应用
前景。据美国In-Stat/MDR预测,2008 年出货量将超过1.5 亿个。
基于IEEE802.11b标准的Wi-Fi 是当今无线局域网的主流技术,而随着低速率应用市场需求的不断增长,Zigbee 和Wi-Fi 系统
共处的可能性越来越大。但由于两者都主要工作在2.4 GHz 的ISM 频段,它们不可避免地会产生相互干扰,可见Zigbee 和Wi-
Fi 之间的共存是一个亟需解决的问题。目前国内还没有相关的研究文献,文章下面初步分析了Zigbee 对Wi-Fi 的干扰情况,并
提出了共存的解决方法。
1 Zigbee 和Wi-Fi 的主要特性比较
低速率、低功耗的Zigbee 有着特定的应用空间,是Wi-Fi的有效补充,两者的主要性能参数如表1 所示。
表1 Zigbee 和Wi-Fi 的主要特性
2 干扰分析
2.1 背景
Zigbee 工作在工业科学医疗(ISM)频段,定义了两个物理层,即2.4 GHz频段和868/915MHz 频段物理层,而868MHz 和
915 MHz 的ISM 频段分别只在欧洲和北美有,所以其主要工作于全球范围内免许可证的2.4 GHz 的ISM 频段。必然会与工作
在该频段的Wi-Fi 产生相互干扰。
Zigbee 的底层标准把2.4 GHz 的ISM频段划分为16 个信道,每个信道带宽为2 MHz,如图1 所示。Wi-Fi 将该频段划分为11 个
直扩信道,系统可选定其中任一信道进行通信,信道带宽为22 MHz,所以11 个信道有重叠,无重叠的信道最多只有3 个,如图
2 和图3 所示。显而易见,假定Wi-Fi 系统工作在任一信道,则Zigbee 和其信道频率重叠的概率为1/4.当Zigbee 和Wi-Fi 同时
使用相同频段通信时,产生带内有色噪声干扰,导致传输分组冲突。
图1 Zigbee 信道在2.4 GHz 频段上分布
图2 Wi-Fi 信道在2.4 GHz 频段上分布(无重叠,北美)