无线个人区域网zigbee与wifi的干扰分析

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1、北京邮电大学硕士学位论文无线个人区域网ZigBee与WiFi的干扰分析姓名：关健申请学位级别：硕士专业：电磁场与微波技术指导教师：高攸纲20090214北京邮电大学硕士学位论文摘要无线个人区域网ZigBee与WiFi的干扰分析摘要IEEE802．15．4(ZigBee)是一种新兴的低数据速率的WPAN协议Ⅲ。为了在全球范围内通用，ZigBee设备使用了非授权的2．4GHz的ISM频段。而2．4GH的ISM频段已经广泛的应用于低成本的无线设备，比如像IEEE802．1lb(WiFi)的WLANt21。ISM频段的自由接入势必加重ZigBee设

2、备的干扰程度。尽管WiFi和ZigBee的设计用途各不相同，但是在将来的使用中，很可能在很近的距离内共存。因为WiFi技术发展早于ZigBee，所以新的ZigBee设备势必会遭受到来自WiFi的电磁兼容干扰。因此，我们需要关注在WiFi干扰环境下的ZigBee的性能。本文首先介绍了IEEE802．15．4协议的网络拓扑结构，物理层，MAC层的帧格式、帧类型，超帧的结构，CSMA／CA算法，保证时槽模式，以及启动PAN网络时需要的四种扫描模式。其次介绍了IEEE802．1lb协议物理层的两种扩频方式，针对两种不同的扩频方式，对它们的抗干扰能力

3、、抗多径能力、抗衰落能力进行比较分析，同时对IEEE802．1lb的两种MAC层接入方式DCF和PCF进行比较，概述了CS燃A协议和RTS／CTS机制。本文分析了在IEEE802．15．4干扰下的1EEE802．11b的PER值的特性。参数PER是通过BER和冲突时间得到的。我们可以由SNIR得到BER值，而冲突时间是指IEEE802．1lb的分组与IEEE802．15．4分组的交叠时间。进而还可以根据PER值，得到两个系统间的安全距离比。最后本文给出了IEEE802．1lb的分组长度建议，以减小来自IEEE802．15．4的干扰，同时还能

4、获得最大的吞吐量。关键词：ZigBeeWiFi电磁兼容干扰分组错误率北京邮电大学硕士学位论文摘要COEⅪSTENCEOFⅥ厂I'ANZIGBEEANDⅥ厂Ⅱ7IABSTRACTIEEE802．15．4(ZigBee)isakindoflowratewirelesspersonalareanetworkprotoc01．Toprovidetheglobalavailability,theZigBeedevicesuseunlicensed2．4GHzISMband．BecausetheISMbandiscommonlyusedforthelO

5、WcostradiodevicessuchasIEEE802．1lbwirelesslocalareanetwork(Ⅵ，A№，allunrestrictedaccesstotheISMbandexposestheZigBeedevicestoasevereinterference．AlthoughWiFiandZigBeehavebeendesignedforthedifferentpurposes，theymightcoexistintheproximityofeachother．SinceWiFihavebeendeployedear

6、lier,newlydeployedZigBeedevicesCanexperiencetheEMCfromWiFi．Therefore，theperformanceofZigBeeundertheinterferenceofWiFineedstobeevaluated．FirstpartincludestheintroductionaboutIEEE802．15．4networktopology,physicallayer,MAC(MediaAccessContr01)layerframeformat，thecompositionofsu

7、per-frame，CS：MA／CAarithmetic，GTSmode，anddetectionmodeduringthestart-upofPAN(PersonalAreaNework)．Thentwokindsofphysicallayerspreadspectrummethodsareintroduced．Thecomparisionoftwomethodsaregivenfromtheaspectofanti-interferencecapability,anti—multipathcapabilityandanti—fading

8、performance．Atthemeantime，thecharacteristicofDCFandPCFwhicharetheMAC1ayerchannelaccessmec