wifi_zigbee频率冲突

第57卷第9期2017年9月电讯技术T e le c o m m u n ic a ti o n E n g i n e e r in gV〇l.57,N〇.9S e p t e m b e r,2017doi：10.3969/j.issn.1001 -893x.2017. 09. 016引用格式：朱黎，谭建军，黄双林，等.基于线性调频再扩频的ZigBee网络中W i F i干扰避免方法[J].电讯技术,2017,57(9):1071-1076.[Z H ULi,TAN Jianjun,HUANG Shuanglin,et al.WiFi interference avoidance in ZigBee networks based on linear frequency modulation and direct se­quence spread spectrum[J].Telecommunication Engineering,2017,57(9)；1071-1076.]基于线性调频再扩频的ZigBee网络中W iFi干扰避免方法+朱黎，谭建军***，黄双林，胡涛，徐鹏飞(湖北民族学院信息工程学院，湖北恩施445000)摘要:针对Z i g B e e网络与W i F i网络共享2.4 G H z频段造成的信道干扰问题,提出了 一种基于线性 调频再扩频技术的Z i g B e e网络中W i F i干扰避免方法。

该方法根据检测接收数据包中的链路质量 指示值计算Z i g B e e网络链路通信质量，将链路通信质量作为判断W i F i网络干扰强弱的依据：当链 路通信质量低于最低容忍阈值时，利用线性调频再扩频技术展宽Z i g B e e网络信道射频信号频谱，反 之则保持原有射频信号频谱带宽传输数据。

M a t l a b仿真结果表明，该方法能明显提升Z i g B e e网络 抗击W i F i信号干扰的能力，具有较好的实际应用价值。

Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｖｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
ｒ ｒ 论耘
科 技 视 界
科技・ 探索・ 争鸣
浅谈 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 和 Ｗｉ — Ｆ ｉ 的共存和干扰
姜 伟 朱 凯 刘 童 （ 中国矿业大学＜ 北京＞ 机电与信息工程学院， 中国 北京 １ ０ ０ ０ ８ ３ ）
【 关键词 】 干扰
１ 相关背景
无线局域 网（ ＷＬ Ａ Ｎ Ｏ ） 和无线城 域 网（ ＷＭ Ａ Ｎ １ 出现 之后 ． 便 携式移 动产品的发展和应用需 求的迅 猛增长 ． 促进 了新一 代无 线个人局域 网 （ ＷＰ Ａ Ｎ ） ｔ １ 的诞生 ． 这样使无线接入 的产业链变得更加完善 。 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 是一个低数 据率 的无线 网络通信 技术 。它 由于复 杂度较 低、 成本 少、 功耗小 等特点 ， 应用范 围相 当广泛 。主要应用 于 自动控制 技术 、 远程监测 等一些领域 。 ｚ ∞ｅ ｅ 标 准采用了 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ５ ． ４ 标 准。 基 于此 种标 准的 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 模块 ． 可以嵌 入到很多设备 当中 ． 国外 的成 本有 望控 制在 １ ． ５ 美元 到 ２ ． Ｏ 美元 之 间．所 以其有 着相 当广泛 的应用 前 景。 ｗｉ — Ｆ ｉ 是 当 今 无 线 局 域 网 的 主 流 技 术 ．它 采 用 的 是 基 于 Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ ｌ ｂ 标 准。但是随着低速率 、低 功耗市场需 求的不断增 长 ， Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 和 ｗｉ — Ｆ ｉ 的相互共处 的可能性越来越 大 ． 二者共存 的系统应用 也会越来越普及 但 由于它们都主要工作在 ２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 的Ｉ Ｓ Ｍ频段 ． 这 样不可避 免地会 产生相互影响 ． 甚至相互 干扰 ． 可见二 者网络之 间的 共存是一个需要解决的问题 截止 目前 ． 国内还没有深入 的相关研究 文献 ． 本文下 面初 步对二者的干扰情况 进行分析 ． 并提 出了解 决共存 的范围。 问题 的方 法 ３ ． １ ． ２ 动态信道 的分配 无线局域 网中． 能够避免干扰 的最佳方案便是尽量选择不被 占用 ２ 二 者 干 扰分 析 的信道 。所 以， 在设备工作时 ， 可以先对 Ｉ Ｓ Ｍ 频段 进行扫描 ， 根 据扫描 ２ ． １ 相关背景 出的结果 具 体的判断出最佳 的传输信道 避免两种设备 占用相同 的 Ｚ ｉ 幽ｅ ｅ 的工作 是在 工业科学 医疗 （ ｔ Ｓ Ｍ ） 频段， 它 定义 了两个 物理 信 道， 以便减小 干扰 。此 即是动态 的分配信道 。 层 ．也 就 是 ２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 频段 和 ８ ６ ８ ／ ９ １ ５ Ｍ Ｈ ｚ 频 段 两 个 物 理层 ．但 是 ３ ． １ ． ３ 功率 的控制 ８ ６ ８ ＭＨ ｚ ／ ９ １ ５ Ｍ Ｈ ｚ 频段分别只在欧洲 和北美应 用 ．所以其 主要 的工作 在分组 中， 信噪 比越高 ， 分组丢失率也就会越高 。 通过这个性质 ， 频段是全球范 围内免许 可证 的 ２ ． ４ Ｇ Ｈ ｚ 的Ｉ Ｓ Ｍ频段 这必然会与工作 可 以考 虑用 降低无线 系统发射 功率 的方 法来削 弱相互之 间 的干 扰 。 在 同一频段 的 Ｗｉ — Ｆ ｉ 网络产生相互 干扰 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 和 Ｗｉ — Ｆ ｉ 网络都属 于近距离传输通信 ． 所 以采用功率控制的技 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 的底层标准把工作频段 划分为 １ ６ 个通信信道 ， 每 一个信 术也是解决相互干扰的手段之一 道 的带宽为 ２ Ｍ Ｈ ｚ ． 而 ｗｉ — Ｆ ｉ 将工作频段划 分成 １ １ 个信 道 。 这些 信道 ３ ． ２ 协作方式 是直扩 的， 系统 可以选定其 中任何 一个信道来进 行通信 。 信道带宽是 在此种方式下 ． 可以采 用时序控 制方式 ． 即是在 ＭＡ Ｃ层中添加一 ２ ２ Ｍ Ｈ ｚ ． 所 以这样 的 ｌ １ 个 信道有重叠 ． 没有 重叠的信道 最多只会有 ３ 个 中央 控制器 ， 用来监控 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 和 Ｗｉ — Ｆ ｉ 网络 系统的业 务分布 【 司 ． 而 个 可想而知 ． 假 如 ｗｉ — Ｆ ｉ 网络工作 在任何 一个信道 ． 则Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 网络 且允 许它们之间的信息进行交互 。当任何一个装置需要传输数据 时 。 系统和 Ｗｊ — Ｆ ｉ 信道频率相互重叠的概率为 １ ， ４ 。当 ｚ ｉ 曲ｅ ｅ 和 ｗｊ — Ｆ ｉ 两 需先 向添加 的中央控制器 申请时 隙。 中央控制器根据预有 的特定算法 者网络使用相同频段进行通信时 ． 会产生带内的有色干扰噪声 。 从而 统一分配出时隙 ， 并 且将分配 的情况 反馈给 申请时 隙的装 置。这样做 导致 了传输的分组冲突 便可以对分组业 务做出合 理而又准确 的安排 ． 而且每个 时刻只有一种 ２ ． ２ Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ对 Ｗｉ — Ｈ 的干扰分析 装 置进行工作 ， 从 而避 免了两种装置 的相互干扰 同时由于 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 网 本小节将对在频偏 为零 的同信道条件下 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 对 Ｗｉ — ｎ 的干扰 络 支持休 眠模式 ． 其大部分 时间处于非工 作的状态 ． 这 样便可 以减小 情况进行分析 我们假设 一室内环境 中的 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 和 ｗｊ — ｎ设 备节点 控 制器执行算法 的复杂度 分布同一圆形 区域 内 ， 路由器分布在 圆形 区域外 ， 每一个 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 节点 呈现 独立 的一致 性均匀分 布 ， 处于活动 状态 的概率为 Ｐ ｆ Ａ ） ， 分布 密度 ４ 结 束 为Ｄ 。假设 有个 Ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 节点会产 生对 ｗｉ — ｎ 有效的干扰 ， 则分组冲突 随着时代的发展 ， ｚ ｉ ｅ ｅ 和 ｗｉ — ｎ两种无线 网络通信技术的应用 该路 为 Ｐ ｆ ｃ ） ． 则经过一 系列 的数学模 型计 算 ． 并对 上述模型做 出定性 逐渐满足 了人们生活的需求 ． 但两种 网络相互间的干扰却限制 了二者 分析 ， 由于 ｚ ｉ ｅ ｅ的底层协议 中有 着很特殊的睡 眠机 制 ， 所 以节 点处 的应用发展 空间 ． 可见 ． 控制二者相 互 的干扰 有着相当重要 而深远的 于活动状态 的概率一般小 于 １ ％ｔ ３ １ ，则路 由器 和 ｚ ｉ ｇ ｂ ｅ ｅ 的传输功率 分 意义。我相信 ， 随着大家不断的探 索 ， 共存解决 办法 的不 断提出 ． 在不 别为 １ ６ ｄ Ｂ ｍ和 ０ ｄ Ｂ ｒ ｎ ｔ ￣ 。 久 的将来 。 人们 可以广泛的应用这 两种无线技 术 ． 不用再 为二者的相 根 据文献［ ２ １ 得， 分组 出现冲突 的概率 越大 ， 相应 的分 组 出错 率也 互干扰而苦恼。 ● 就越大 ． 系统 的性 能也就越差

解决蓝牙和WiFi冲突问题
蓝牙和Wi-Fi信号两者主要都是使用2.4GHz频段，导致同时开启时，蓝牙的数据吞吐量会急剧下降，配对设备困难，Wi-Fi间歇性中断，网络受到限制。

目前基本没什么办法可以根治这个问题，但可以用下面的方案临时解决一些问题。

提供了4种方法，可以参考下：
方法1：连接至5GHz无线网络
既然知道了问题出在频段冲突上，那么可以考虑购买一个双频（2.4GHz + 5GHz）路由器，并连接至5GHz的Wi-Fi网络。

该方法可以彻底解决干扰问题。

总之别和蓝牙设备用同一频段。

方法2：更换Wi-Fi信道
以TP-Link路由器为例，登录路由器Web管理页，在无线设置->基本设置中找到信道选项，将其改为1、6、11中的任何一个。

这些为2.4GHz的不重叠传输信道，相较于其他信道更稳定一些。

方法3：开启网卡蓝牙共存功能
在近几年生产的无线网卡中，都支持蓝牙共存功能，方法是在网络适配器属性的高级选项卡中，找到Bluetooth Collaboration或Bluetooth Coexistence Mode（名称可能有所不同），将其设为启用（Enable）。

Windows会自动重新连接Wi-Fi，干扰蓝牙的情况也会有所缓解。

方法4：远离干扰源
将蓝牙终端与路由器、微波炉、无绳电话机等使用2.4GHz频段的设备隔开使用。

如何解决路由器频段冲突问题随着家庭网络的普及，越来越多的家庭使用路由器进行无线网络连接。

在使用路由器时，我们可能会经常遇到频段冲突的问题，导致网络速度变慢、断线等问题。

那么，如何解决路由器频段冲突问题呢？下面将为大家详细介绍解决方法。

【方法一：更改路由器频段】第一种解决方法是更改路由器频段。

无线路由器工作的频段有2.4GHz和5GHz两种。

一般来说，2.4GHz的信号更容易被干扰，所以网络连接更容易受到干扰而导致频段冲突。

而5GHz更稳定，不容易受到其他信号的影响。

因此，更改路由器频段可以有效减少频段冲突的问题。

更改路由器频段的具体方法是：在路由器的设置页面中找到“无线设置”选项，选择“5GHz”的频段进行连接。

需要注意的是，5GHz的频段信号比较弱，需要保证路由器和电脑之间的距离不要太远，否则会导致信号不稳定。

【方法二：调整路由器信道】第二种解决方法是调整路由器信道。

在同一个频段内，无线路由器可以使用多个信道进行通信。

如果有多个路由器在同一个信道上同时工作，就会产生频段冲突的问题。

因此，调整路由器信道可以有效减少频段冲突的问题。

调整路由器信道的具体方法是：在路由器的设置页面中找到“无线设置”选项，然后将信道设置为其他未被占用的信道即可。

如果不确定何种信道未被占用，可以使用路由器自带的“自动搜索信道”的功能，来自动选择较为空闲的信道。

【方法三：使用网桥模式】第三种解决方法是使用网桥模式。

网桥模式是将无线路由器接入到有线网络中，通过无线信号来扩大网络覆盖范围。

当使用多个无线路由器时，如果它们之间有连通性，就会产生频段冲突的问题。

而通过使用网桥模式，可以让多个无线路由器共同工作在同一信道下，从而减少频段冲突的问题。

使用网桥模式的具体方法是：将第二个无线路由器连接到第一个路由器的一个LAN口上，然后在第二个路由器上关闭DHCP功能，并将WAN口与第一个路由器的LAN口连接。

最后，在第二个路由器上设置SSID和安全选项（如密码），并设置为与第一个路由器的SSID和安全选项一致即可。