Zigbee和WIFI通信干擾問(wèn)題的研究

張莉，郭一捷

（華北科技學(xué)院，河北廊坊，065201）

關(guān)鍵字： ZigBee；ISM頻段；電磁干擾；分配算法

1 干擾產(chǎn)生的機(jī)理

WIFI技術(shù)和ZigBee就是都是工作在2.4GHZ的ISM頻段，如下圖1所示。

圖1 ZigBee 與 WiFi 的頻率范圍及信道

ZigBee的底層標(biāo)準(zhǔn)將2.4GHZ的ISM頻段分成了16個(gè)信道，每個(gè)信道的帶寬是2MHZ。而WIFI的底層標(biāo)準(zhǔn)將2.4GHZ的ISM頻段劃分成11個(gè)直擴(kuò)信道，每一個(gè)信道的帶寬為22M HZ，系統(tǒng)可以選擇任意一個(gè)信道進(jìn)行通信。從圖中我們看出他們的信道會(huì)有很多的重疊。尤其當(dāng)Wi-Fi和Zigbee同時(shí)使用相同的頻段進(jìn)行通信時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生帶內(nèi)有色噪聲干擾，從而導(dǎo)致了傳輸分組沖突。

我們知道WIFI比ZigBee節(jié)點(diǎn)擁有更高的傳輸，更大的傳輸距離，更大的傳輸?shù)乃俾?，?dāng)ZigBee節(jié)點(diǎn)和WIFI節(jié)點(diǎn)共存時(shí)，WIFI獲取信道具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。所以下面避免干擾的方法基于此來(lái)完成的。

2 干擾避免的方法

2.1 基于距離的頻率分配算法

（1）模型假設(shè)

⑤ 用niN表示一跳鄰居，確定一個(gè)固定的信道和一定的傳輸速率，這個(gè)能夠和節(jié)點(diǎn)iN進(jìn)行通信。

（2）模型損失函數(shù)(評(píng)估函數(shù))

（3）目標(biāo)函數(shù)

（4）最優(yōu)求解

由于分配的節(jié)點(diǎn)的位置是固定的，變量只有一個(gè)頻率。其中 ? ({ Ai} ,{fi})代表節(jié)點(diǎn)對(duì)于總的單元的影響，對(duì)于給定的節(jié)點(diǎn) ? ({ Ai} ,{fi})的值最小則有此時(shí)的干擾最小。通過(guò)泰森多邊形原理以及做了近似處理我們最終得到了下圖的優(yōu)化公式：

上面是一個(gè)非線性的優(yōu)化問(wèn)題，我們可以采用梯度的下降方法來(lái)得到局部的最小值。

2.2 其他避免兩種通信的方法

2.2.1 協(xié)作方式和非協(xié)作方式

對(duì)于協(xié)作方式來(lái)說(shuō)，不同的通信協(xié)議可以通過(guò)進(jìn)行信息交換的方式來(lái)減少通信系統(tǒng)的干擾?！?br>