ZigBee与IEEE802.11b的干扰问题研究

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ZigBee以其低成本、低速率、低功耗、组网灵活等特点在短距离无线通信技术中崭露头角,得到了越来越广泛的应用。因其也工作在免费的ISM频段,势必会受到来自该频段的其他无线通信技术的影响。而IEEE802.11b,即WiFi技术,是ISM频段上应用的最广泛的技术,在学校、商业街、咖啡厅、机场、办公楼等都可以看到WiFi的身影。故ZigBee几乎不可避免的受到来自WiFi的影响。本文研究的就是ZigBee在WiFi干扰下的性能。论文先介绍了802.11的体系标准及网络拓扑结构,针对IEEE802.11b的物理层结构、直接序列扩频方式、跳频扩频方式和补码键控技术、MAC层的帧结构以及类型、MAC层DCF接入机制做了重点的阐述。随后介绍了ZigBee的协议标准、技术特点、网络拓扑结构、物理层和MAC层规范,并对网络层和应用层做了简要介绍。论文主要分析了ZigBee在IEEE802.11b干扰下,两者中心频率偏移量为零的情况下,PER值的特性。PER的值是通过BER和分组冲突时间得到的,BER的值可以通过SINR得到,分组冲突时间可以由ZigBee分组和IEEE802.11b分组的交叠时间得到。因为IEEE802.11b的22MHz带宽相对于ZigBee的2MHz带宽来说要宽的多,所以IEEE802.11b的干扰信号可以认为是限带的加性高斯白噪声信号。在本文中,IEEE802.11b对ZigBee的干扰功率是以IEEE802.11b的功率谱密度为基础计算的。两个系统之间的中心频率偏移量不同,则IEEE802.11b落在ZigBee的通带上的信号功率也随之变化,对ZigBee造成的干扰也不一样。所以本文还研究了ZigBee和IEEE802.11b的中心频率偏移量对PER的影响。最后研究了在ZigBee和IEEE802.11b中心频率偏移量为2MHz情况下的PER值,并提出了最佳分组长度,以减小IEEE802.11b的干扰,同时获得最大吞吐量。
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